SE506636C2 - Receiver for use with multicarrier transmission system using orthogonal carriers - Google Patents

Receiver for use with multicarrier transmission system using orthogonal carriers

Info

Publication number
SE506636C2
SE506636C2 SE9603189A SE9603189A SE506636C2 SE 506636 C2 SE506636 C2 SE 506636C2 SE 9603189 A SE9603189 A SE 9603189A SE 9603189 A SE9603189 A SE 9603189A SE 506636 C2 SE506636 C2 SE 506636C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
receiver
carrier
frame
signal
pilot
Prior art date
Application number
SE9603189A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9603189D0 (en
SE9603189L (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 SE9601985A external-priority patent/SE9601985D0/en
Publication of SE9603189D0 publication Critical patent/SE9603189D0/en
Priority to SE9603189A priority Critical patent/SE506636C2/en
Application filed by Telia Ab filed Critical Telia Ab
Priority to PCT/SE1997/001452 priority patent/WO1998010547A2/en
Priority to AT97939276T priority patent/ATE232034T1/en
Priority to US09/147,746 priority patent/US6363128B1/en
Priority to EP97939276A priority patent/EP0922342B1/en
Priority to JP51255498A priority patent/JP4447056B2/en
Priority to DE69718799T priority patent/DE69718799T2/en
Publication of SE9603189L publication Critical patent/SE9603189L/en
Publication of SE506636C2 publication Critical patent/SE506636C2/en
Priority to NO990769A priority patent/NO990769L/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655Synchronisation arrangements

Abstract

The receiver includes a first feedback loop for aligning the receiver's frame timing by using a frame timing deviation signal to control an oscillator producing the receiver sampling clock. A second feedback loop compensates for channel effects by using a signal. This signal is representative of an argument estimate of the pilot carrier to control the oscillator which is VCXO. The transmission system is a DMT based VDSL system. The receiver includes a correlator connected to a peak position estimator to produce the frame timing deviation signal.

Description

506 636 användningen av asymmetriska lösningar i vilka höga datahastigheter sänds endast i en riktning. Sådana lösningar uppfyller många av kraven för tjänster med stor bandbredd, såsom video-on-demand, men i det långa 5 perspektivet kommer symmetriska duplexsystem att erfordras. 506 636 the use of asymmetric solutions in which high data rates are transmitted only in one direction. Such solutions meet many of the requirements of high bandwidth services, such as video-on-demand, but in the long run symmetrical duplex systems will be required.

VDSL-teknik liknar ADSL i stor utsträckning, även om ADSL måste sörja för mycket större dynamiskt omfång (dynamic ranges) och som resultat av detta är betydligt 10 mera komplex. VDSL är lägre i kostnad och lägre i energi (lower in power), och VDSL-enheter inom fastigheter (premises) behöver implementera en accesstyrning för media i det fysiska skiktet för multiplexering av uppströms data.VDSL technology is very similar to ADSL, although ADSL has to provide much greater 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 real estate (premises) need to implement an access control for media in the physical layer for multiplexing upstream data.

U Fyra linjekoder har föreslagits för VDSL: CAP; ”Bärvågslös” (carrierless) AM/PM, en version av QAM med undertryckt bärvàg, för passiva NT- 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 multibärvágs- system som använder diskret Fourir-transfor- mering (Discrete Fourier Transforms) för att skapa och demodulera individuella bärvàgor, 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 bärvágor; 10 25 30 35 506 636 DWMT använder också FDM för uppströms multiplexering, men tillåter också TDMA; och - 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.U Four line codes have been proposed for VDSL: CAP; "Carrierless" AM / PM, a version of QAM with suppressed carrier, for passive NT 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 Multi-Tone, a multi-carrier system that uses "Wawelet transforms" to create and demodulate individual carriers; 10 25 30 35 506 636 DWMT also uses FDM for upstream multiplexing, but also allows TDMA ; and - SLC; Simple Line Code, a four-level 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, though 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 (splitïers). Normal användning skulle placera nedströmskanalen ovanför uppströmskanalen. DAVIC- specifikationen vänder emellertid på 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 multibärvågstransmissionssystem, såsom ett DMT- system, måste en mottagare kunna återhämta (recover) en samplingsklocka som är mycket exakt synkroniserad till en sändarsamplingsklocka. En känd metod för att uppnå synkronisering använder en reserverad bärvàg, som sänds med en fast fas. (phase-locked) till pilotbärvågen, Mottagarsamplingsklockan låses då i fas pilotbärvågen. Ramsynkronisering måste också återhämtas.In a multi-carrier transmission system, such as a DMT system, a receiver must be able to recover a sampling clock that is very precisely synchronized to a transmitter sampling clock. One known method of achieving synchronization uses a reserved carrier, which is transmitted with a fixed phase. (phase-locked) to the pilot carrier, The receiver sampling clock is then locked in the phase pilot carrier. Frame synchronization must also be restored.

Detta kan uppnås med användning av en korrelationsteknik. 506 636 30 Ett mål med den föreliggande uppfinningen är att i ett multibärvàgstransmissionssystem tillhandahålla en förbättrad metod att återhämta en samplingsklocka och faslåsa samplingsklockan till en pilotbärvág och därigenom synkronisera en mottagarsamplingsklocka med en sändarsamplingsklocka.This can be achieved using a correlation technique. An object of the present invention is to provide in a multi-carrier transmission system an improved method of retrieving a sampling clock and phase-locking the sampling clock to a pilot carrier, thereby synchronizing a receiver sampling clock with a transmitter sampling clock.

Ett annat mål med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla ett multibärvägstransmissionssystem i vilket en pilotbärväg sänds, införlivande en förbättrad teknik för faslåsning av en samplingsklocka, i en mottagre, till nämnda pilotbärvàg, och därigenom synkronisera nämnda mottagarsamplingsklocka med en sändarsamplingsklocka.Another object of the present invention is to provide a multi-carrier transmission system in which a pilot carrier is transmitted, incorporating an improved technique for phase locking a sampling clock, in a receiver, to said pilot carrier, thereby synchronizing said receiver sampling clock with a transmitter sampling clock.

Ytterligare ett mål med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en mottagare som kan utgöra en del av en transceiver, för användning i ett multibärvågstransmissionssystem, där nämnda mottagare och/eller transceiver använder en förbättrad teknik för faslåsning av en samplingsklocka, i nämnda mottagare, till en pilotbärvàg, därigenom synkroniserande nämnda mottagarsamplingsklocka med en sändarsamplingsklocka.A further object of the present invention is to provide a receiver which may form part of a transceiver, for use in a multicarrier transmission system, wherein said receiver and / or transceiver uses an improved technique for phase locking a sampling clock, in said receiver, to a pilot carrier, thereby synchronizing said receiver sampling clock with a transmitter sampling clock.

Enligt en första aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahålles en mottagare för användning i ett multibärvågstransmissionssystem som använder ortogonala bärvågor, i vilken en mottagarsamplingsklocka synkroniseras med en sändarsamplingsklocka genom faslàsning av nämnda mottagarsamplingsklocka till en pilotbärvàg, kännetecknad av att nämnda mottagare inkluderar: - en första àterkopplingsslinga anordnad att rikta in (align) nämnda mottagares ramsynkronsering genom att använda en ramsynkroniseringsavvikelsesignal för att styra UI l0 IQ UI 506 636 en oscillatoranordning anpassad att producera nämnda mottagarsamplingsklocka; och - en andra àterkopplingsslinga anordnad att kom- pensera för kanaleffekter genom användning av en signal som representerar en argumentvärde- beräkning av nämnda pilotbärvàg för att styra nämnda oscillatoranordning.According to a first aspect of the present invention, there is provided a receiver for use in a multi-carrier transmission system using orthogonal carriers, in which a receiver sampling clock is synchronized with a transmitter sampling clock by phasing said receiver sampling clock to a pilot carrier. aligning the frame synchronization of said receiver by using a frame synchronization deviation signal to control an oscillator device adapted to produce said receiver sampling clock; and - a second feedback loop arranged to compensate for channel effects by using a signal representing an argument value calculation of said pilot carrier to control said oscillator device.

Nämnda oscillatoranordning kan vara en VCXO.Said oscillator device may be a VCXO.

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 mottagare kan inkludera korrelationsanordning ansluten till en topplägesestimatoranordning (peak position estimator means) anordnad att producera nämnda ramsynkroniseringsavvikelsesignal.Said receiver may include a correlation device connected to a peak position estimator means arranged to produce said frame synchronization deviation signal.

Nämnda mottagare kan inkludera anordning för pilot- anordnad att producera nämnda signal som representerar nämnda argumentvärdeberäkning (argument estimation) pilotargumentvärdeberäkning.Said receiver may include means for pilot means for producing said signal representing said argument value calculation (argument estimation) pilot argument value calculation.

Nämnda anordning för topplägesvärdeberäkning och nämnda anordning för pilotargumentvärdeberäkning kan var och en anslutas till äterkopplingsstyranordning som kan anslutas, via en D/A, till nämnda oscillatoranordning.Said top position value calculation device and said pilot argument value calculation device can each be connected to a feedback control device which can be connected, via a D / A, to said oscillator device.

Nämnda ácerkopplingsstyrningsanordning kan omfatta tvâ äterkopplingsstyranordningar vilkas utdata adderas för att producera en styrsignal för nämnda oscillatoranordning. 506 636 Nämnda signal som representerar nämnda pilotargumentvärdeberäkning kan fungera som en utjämningsparameter och åstadkomma att nämnda oscillatoranordning justeras på ett sätt som kompenserar för kanaleffekter.Said field switch control device may comprise two feedback control devices whose output data is added to produce a control signal for said oscillator device. 506 636 Said signal representing said pilot argument value calculation can act as a smoothing parameter and cause said oscillator device to be adjusted in a manner that compensates for channel effects.

Nämnda mottagare kan arbeta enligt en synkroniseringsprocess som har följande beståndsdelar: - raminriktning (frame alignment) genom justering av nämnda oscillatoranordning som svar pá en ramsynkroniseringsavvikelsesignal; - utjämning (equalization) genom justering av nämnda oscillatoranordning som svar pä nämnda signal som representerar nämnda pilotbärvágs- argument; och - först efter det att en "etableringsperiod” har gàtt till ända, justering av nämnda oscillatoranordning som svar (settling down period) på nämnda signal som representerar nämnda pilotbärvágsargumentvärdeberäkning.Said receiver can operate according to a synchronization process which has the following components: - frame alignment by adjusting said oscillator device in response to a frame synchronization deviation signal; equalization by adjusting said oscillator device in response to said signal representing said pilot carrier argument; and - only after an "establishment period" has ended, adjusting said oscillator device in response (said settling down period) to said signal representing said pilot carrier argument value calculation.

Nämnda signal som representerar nämnda pilotbärvägsargumentvärdeberäkning kan användas för att utjämna tidsvariationer i kanalkarakteristik för en kanal över vilken nämnda pilotbärvàg sänds. övervakningsanordning kan tillhandahållas för att övervaka ramsynkroniseringsavvikelser och för att initiera resynkronisering, om nämnda ramsynkroniseringsavvikelser överstiger et: stort förutbestämt värde.Said signal representing said pilot carrier argument value calculation can be used to smooth time variations in channel characteristics of a channel over which said pilot carrier is transmitted. monitoring device may be provided for monitoring frame synchronization deviations and for initiating resynchronization, if said frame synchronization deviations exceed a large predetermined value.

Enligt en andra aspekt av den föreliggande uppfinningen :illhandahàlles en transceiver, inkluderande 10 25 506 636 en sändare och en mottagare, kännetecknad av att nämnda mottagare är en mottagare såsom skildrats i de föregående styckena.According to a second aspect of the present invention: there is provided a transceiver, including a transmitter and a receiver, characterized in that said receiver is a receiver as described in the preceding paragraphs.

Enligt en tredje aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahálles ett multibärvágstransmissionssystem som använder ortogonala bärvägor, i vilket en mottagarsamplingsklocka faslàses till en pilotbärvág, kännetecknat av att nämnda multibärvågstransmissionssystem inkluderar tvà transceivrar såsom framställts i det föregående stycket.According to a third aspect of the present invention, there is provided a multi-carrier transmission system using orthogonal carriers, in which a receiver sampling clock is phased to a pilot carrier, characterized in that said multi-carrier transmission system includes two transceivers as set forth in the preceding paragraph.

Enligt en fjärde aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahálles, i ett multibärvàgstransmissionssystem i vilket en sändare och en mottagare är synkroniserade med hjälp av en pilotbärvág som sänds av nämnda sändare till nämnda mottagare, en metod att återhämta (recover), vid nämnda mottagare, nämnda sändares samplingsklocka fràn nämnda pilotsignal och synkronisera nämnda sändare med nämnda mottagare, kännetecknad av stegen att: - erhålla signal; (derive) en ramsynkroniseringsavvikelse- - använda nämnda ramsynkroniseringsavvikelse- signal för att rikta in (align) en mottagen ram- struktur till en sänd ramstruktur; och - erhålla (derive) en värdeberäkning (estimate) av nämnda pilotbärvàgsargument och använda den som en utjämningsparameter för att kompensera för kanalinfluens.According to a fourth aspect of the present invention, in a multi-carrier transmission system in which a transmitter and a receiver are synchronized by means of a pilot carrier transmitted by said transmitter to said receiver, a method of recovering at said receiver, said transmitter, is provided. sampling clock from said pilot signal and synchronizing said transmitter with said receiver, characterized by the steps of: - receiving signal; (derive) a frame synchronization deviation - use said frame synchronization deviation signal to align a received frame structure to a transmitted frame structure; and - deriving an estimate of said pilot carrier argument and using it as an equalization parameter to compensate for channel influence.

Enligt en femte aspekt av den föreliggande uppfinningen :illhandahàlles, i ett 506 636 25 b) UI multibärvägstransmissionssystem som använder ortogonala bärvàgor, i vilket en mottagarsamplingsklocka synkroniseras med en sändarsamplingsklocka genom faslásning av nämnda mottagarsamplingsklocka till en pilotbärvág som sänds av nämnda sändare, en metod att synkronisera nämnda mottagares samplingsklocka till nämnda sändares samplingsklocka, kännetecknad av stegen att: - rikta in nämnda mottagares ramsynkronisering genom att använda en ramsynkroniseringsav- vikelsesignal för att styra nämnda mottagares samplingsklocka; och - kompensera för kanaleffekter genom att använda en signal som representerar en argument- värdeberäkning av nämnda pilotbärvág för att styra nämnda mottagares samplingsklocka.According to a fifth aspect of the present invention, there is provided, in a multi-carrier transmission system using orthogonal carriers, in which a receiver sampling clock is synchronized with a transmitter sampling clock by phase locking said receiver sampling clock to a transmitter carrier. synchronizing the sampling clock of said receiver to the sampling clock of said transmitter, characterized by the steps of: - aligning the frame synchronization of said receiver by using a frame synchronization deviation signal to control said sampling clock of said receiver; and - compensating for channel effects by using a signal representing an argument value calculation of said pilot carrier to control said receiver's sampling clock.

Nämnda ramsynkroniseringsavvikelsesignal kan erhållas, genom korrelering, från en ström av mottagna data i tidplanet (time domain).Said frame synchronization deviation signal can be obtained, by correlation, from a stream of received data in the time domain.

'Nämnda ramsynkroniseringsavvikelsesignal kan adderas till nämnda signal som representerar en argumentvärdeberäkning av nämnda pilotbärvág för att producera en mottagarsamplingsklockstyrsignal_ Nämnda signal som representerar pilotargumentvärdeberäkning kan fungera som en utjämningsparameter och kan åstadkomma att nämnda oscillatorancrdning justeras på ett sätt som kompenserar för kanaleffekter.Said frame synchronization deviation signal may be added to said signal representing an argument value calculation of said pilot carrier to produce a receiver sampling clock control signal. Said signal representing pilot argument value calculation may act as an equalization parameter and may cause adjustments to be made.

Nämnda metod kan inkludera de följande beståndsdelarna: 10 20 25 506 636 - raminriktning (frame alignment), mellan nämnda mottagare och nämnda sändare, genom justering av nämnda mottagares samplingsklocka som svar pà en ramsynkroniseringsavvikelse- signal; - utjämning av en kanal över vilken nämnda pilotsignal sänds genom justering av nämnda sändares samplingsklocka som svar på nämnda signal som representerar nämnda pilotbärvàgsargument; och - först efter det att en "etableringsperiod” (se:tling down period) gått till ända, justering av nämnda mottagares samplingsklocka som svar pà nämnda signal som representerar nämnda pilotbärvàgsargument.Said method may include the following components: frame alignment, between said receiver and said transmitter, by adjusting the sampling clock of said receiver in response to a frame synchronization deviation signal; smoothing a channel over which said pilot signal is transmitted by adjusting said transmitter's sampling clock in response to said signal representing said pilot carrier argument; and - only after an "establishment down period" (se: tling down period) has ended, adjusting said sampler clock in response to said signal representing said pilot carrier argument.

Nämnda signal som representerar nämnda värdeberäkning av pilotbärvägsargument kan användas för att utjämna för tidsvariationer i kanalkarakteristik i en kanal över vilken nämnda pilotbärvåg sänds.Said signal representing said value calculation of pilot carrier argument can be used to compensate for time variations in channel characteristics in a channel over which said pilot carrier is transmitted.

Nämnda ramsynkroniseringsavvikelser kan övervakas och resynkronisering initieras om nämnda ramsynkroniseringsavvikelser överstiger ett stort förutbestämt värde.Said frame synchronization deviations can be monitored and resynchronization is initiated if said frame synchronization deviations exceed a large predetermined value.

Utförandeformer av uppfinningen kommer nu att beskrivas, med hjälp av exempel, med hänvisningar till de medföljande figurerna, där: Figur l 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. 506 U: 20 636 10 Figur 3 visar, grafiskt, de kanalseparationer som används i ett asymmetriskt DMT-transmissionssystem.Figure 2 shows, in schematic form, a DMT system. 506 U: 20 636 10 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 multitonbärvågssystemmodem som visas i Figur 4, och som används för att underlätta implementering.Figure 5 shows, in schematic form, a partitioning of the multitone carrier 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 multitonbärvágssystem som här beskrivs.Figure 7 shows, in schematic form, the frame structure used in the multitone carrier system described here.

Figur 8 visar, i schematisk form, det analoga gränssnittet för det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.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/brusförhållandet (SNR-ratio) multitonbärvàgssystem som här beskrivs. för frekvens i det Figur 10 visar, i schematisk form, den FFT-algoritm som används i det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 9 shows, in graphical form, the dependence on the signal-to-noise ratio (SNR-ratio) multitone carrier system described here. for frequency in that Figure 10 shows, in schematic form, the FFT algorithm used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

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

Figur 12 visar, i schematisk form, implementering av en korrelator som används i det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4. 10 20 Ix) Un (U CD ON O\ (N Ch ll Figur 13 visar, i schematisk form, den medelvärdesbildare (averager) som används i korrelatorn i Figur 12.Figure 12 shows, in schematic form, implementation of a correlator used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4. 10 Ix) Un (U CD ON O \ (N Ch ll Figure 13 shows, in schematic form, the mean value generator (averager) ) used in the correlator in Figure 12.

Figur 14 visar, i schematisk form, en korrelationspositionsdetektor som används för det multitonbärvâgssystemmodem 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 multitonbärvägssystemmodem 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.Figure 17 shows, in schematic form, the use of a cyclic prefix.

Figur 18 visar, i schematisk form, ett ”beslutsinriktat” (decision directed) kanalvärdeberäknings- och utjämningsssystem för användning i det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.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 multitonbärvàgssystemmodem 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 systemszyrningsgränssnittet (system controller interface) som används i det multitozcärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 21 shows, in schematic form, an overview of the system controller interface used in the multitozarway system modem shown in Figure 4.

Figur 22 visar, i schematisk form, det sätt pà vilket tvâ av de multitonbärvägssystemmodem, som visas i 506 636 Lll 10 IS 20 25 12 Figur 4, är sammankopplade för att skapa ett multitonbärvágstransmissionssystem.Figure 22 shows, in schematic form, the manner in which two of the multitone carrier system 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 multitonbärvágssystem 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.Figure 27 shows the DAS pattern in schematic form, for the multitone carrier modem shown in Figure 4.

Figur 28 visar, i schematisk form, "wake-up"- signalering för det multitonbärvâgssystemmodem som visas i Figur 4.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 multitonbärvàgssystemmodem 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 nätgrànssnitt för en VDSL modemapplikation.Figure 32 shows, in schematic form, a network overview of a network interface for a VDSL modem application.

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” 20 ASIC: BPSK: BSI: BSI-D: BSI-U: CCH: CM1: CM2: CM3: CP: DAC: DAS: DFl: DF2: DF3: DMT: 506 636 13 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 upplänkförbindelse (BSI for uplink connection) Styrkanal (Control channel) Bärvàgstyp (mode) 1; bit-laddad och använd bärvåg (Carrier mode l, bit-loaded and used carrier) Bärvàgstyp (mode) 2, (bort)maskad eller urstándsatt bärvàg (Carrier mode 2, masked out or disabled carrier) Bärvàgstyp (mode) 3, bärvág 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) 506 636 10 30 DWMT: EMC: FEC: FEXT: FFT: FTTN: Gl MUSIC: G2 MUSIC: G3 MUSIC: IFFT: IIR: ISDN: ISI: JTAG: LEX: LP: NT: 14 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) Två 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 OFDM: ONU: PGA: POTS: QAM: SC: SDH: SF: SNR: STB: SUS: SUSl: SUS2: TA: TDMA: UTP: VCXO: 506 636 15 Nät(verks)enhet (Network Unit) Ortogonal frekvensmultiplex (Orthogonal 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) 506 636 lS 20 25 30 16 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 - Multibärvågssystem för det installerade kopparnätet). MUSIC är avsett att tillhandahålla höghastighetskommunikation på kopparparkabel för telefoni för stöd av bredbandiga multimediatjänster. (ss 9603189-3) och de i korsreferens arrangerade patentspecifikationerna SE 9603187-7, SE 9603188-5, 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, MUSIC-systemet som beskrivs i denna erbjuder en kostnadseffektiv och robust kundimplementering med kisel, som ger 26:2 eller 13:2 Mbit/s asymmetrisk transmission över kopparkabel ( lokala telefcninät.ADC: Analog-to-Digital Converter (A / D) AIS: “Alarm In Signal” 20 ASIC: BPSK: BSI: BSI-D: BSI-U: CCH: CM1: CM2: CM3 : CP: DAC: DAS: DF1: DF2: DF3: DMT: 506 636 13 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 Bärvàgstyp (mode) 1; bit-loaded and used carrier (Carrier mode 1, bit-loaded and used carrier) Carrier mode 2, masked or disabled carrier Carrier mode 2, carrier arranged 3 for zero bit-loading enabled (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) 506 636 10 30 DWMT: EMC: FEC: FEXT: FFT: FTTN: Gl MUSIC: G2 MUSIC: G3 MUSIC: IFFT: IIR: ISDN: ISI: JTAG: LEX: LP: NT: 14 Discrete Wavelet multiton ( Discrete Wavelet Multi-Tone Electro Magnetic Compatibility Forward Error Correction 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 (Two chips silicon implementation) Reverse "Fast Fourir" transformation (Inverse Fast Fourir Transformation) Infinite Impulse Response International standard for digital networks (International Standard for Digital Networks Inter-Symbol Interference Joint Test Action Group Local Pass Low Term Network Termination 20 OFDM: ONU: PGA: POTS: QAM: SC: SDH: SF: SNR: STB: SUS: SUS1: SUS2: TA: TDMA: UTP: VCXO: 506 636 15 Network Unit Orthogonal Frequency Division Multiplexing Optical Optical Unit Network Unit) Programmable for Progammable Gain Attenuator Conventional, Plain Old Telephony Service Quadrature Amplitude Modulation System Controller Synchronous Digital Hierarchy Synch Frame Sync Frame Signal-to-Interference Ratio -Noise Ratio) Set Top Box Synch Frame Sequence SF and DF1 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 506 636 lS 20 25 30 16 VDSL: Very high bit-rate Digital Subscriber Lines The system to which the present invention relates is referred to for simplicity. as "MUSIC" (Multi-carrier System for the Installed Copper Network) installed copper network). MUSIC is intended to provide high-speed communication on copper pair cable for telephony to support broadband multimedia services. (pp. 9603189-3) and the patent specifications SE 9603187-7, SE 9603188-5, 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, the MUSIC system described in this offers a cost-effective and robust customer implementation with silicon, which provides 26: 2 or 13: 2 Mbit / s asymmetric transmission over copper cable ( local telephone networks.

MUSIC-systemet kan accessas med användning av det nätverkskoncept som är känt som Fiber till Noden (Fibre To The Node = FTTN), som använder optisk fiber, som var och en betjänar många användare, fram till ett kopplingsskáp i närheten av användarnas hem. Sålunda kan kabellängdsspecifikationen för MUSIC framgångsrikt begränsas till 1300 meter.The MUSIC system can be accessed using the network concept known as Fiber To The Node (FTTN), which uses optical fiber, which each serves many users, to a switch cabinet near 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 bichascighet (2 Mbit/si 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 signal (2 Mbit / s upstream, from the subscriber.

Figur 1 visar MUSIC-systemet. En nätverksenhet, NU, är ansluten till det fasta nätet genom en optisk fiberlänk, (FTTN). En nätverksterminering, NT, ansluten till en video-on-demand, är länkad multimedia-applikation, t.ex.Figure 1 shows the MUSIC system. A network device, NOW, is connected to the fixed network through an optical fiber link, (FTTN). A network termination, NT, connected to a video-on-demand, is linked multimedia application, e.g.

UI 20 lx) UI 506 636 17 till NU:n via kopparkabel. MUSIC-systemet stöder en hög datahastighet nedströms och en mycket lägre datahastighet uppströms.UI 20 lx) UI 506 636 17 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 13:2 Mbit/s kan implementeras som en extra valmöjlighet för användning vid dåliga, eller extremt långa, kopparkablar.The MUSIC system described here supports two fixed bit rates (13: 2 and 26: 2 Mbit / s), where the lower bit rate of 13: 2 Mbit / s can be implemented as an additional option for use at 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 filtreras ut passivt, så att den är oberoende av (NU) terminerar i det fasta modemstatus. Nätverksenheten 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 the carried by data flow in the modem, except the POTS service which is passively filtered out so that it is independent of (NOW) terminating in the fixed modem state. The network device 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, multibärvágs 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 bärvågor, av vilka en del kanske inte används, t.ex. när kanalkvalitén är extremt dålig. Antalet bitar som överförs av var och en av bärvågorna kan också variera, beroende på kanalkvalité. 506 636 10 25 18 En multibärvàgsmoduleringsteknik som DMT hanterar frekvensberoende förluster och störningar på tvinnad I MUSIC-systemet delas den tillgängliga bandbredden pà 10 MHz upp på 1024 bärvàgor med en bredd pà vardera 9,77 kHz. Den tilldelade överföringseffekten för de individuella bärvágorna beror pà parkabel på ett effektivt sätt. störningseffekten och överföringsförlusterna pá vart och ett av banden. Varje bärvàg förmedlar multiniväpulser (multilevel pulses) som kan representera upp till 12 bit data (4096 QAM). Den individuella bärvágens signal/brusförhàllande (SNR) beräknas pà mottagarsidan. Om en bärvàg har ett högt SNR, placeras upp till 12 bit på denna bärvàg. För bärvàgor med lägre SNR-värden placeras färre bitar på bärvàgen. Bärvàgor som är drabbade av smalbandiga störningskällor stängs av. Felkorrigering vid mottagning (forward error correction) och datainterfoliering (data interleaving) används för att mildra effekterna av tillfälliga 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. 506 636 10 25 18 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 receiver 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 and data interleaving are used to mitigate the effects of temporary bursts of impulse interference.

Asymmetrisk VDSL implementeras i denna version av MUSIC-systemet, vilket betyder att nedströmshastigheten är mycket högre än uppströmshastigheten. Två bestämda nedströmshastigheter (26/13 Mbit/s) valda hastigheten beror på den aktuella kabellängden ( stöds av systemet; den m) och/eller kvalitén pà 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 selected downstream speeds (26/13 Mbit / s) selected speed depends on the current cable length (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 från 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 20 30 506 636 19 transformeringsbehandling, kanalvärdeberäkning/utjämning, symbolmappning och detektering, kodning och avkodning med interfoliering (interleaving), nätgränssnitt 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 20 30 506 636 19 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 sändarenheten; 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 analoga ingången inkluderar en hybridtransformator ansluten till ett oskärmat, tvinnat par och POTS. Pâ mottagarsidan är hybriden ansluten, via ett lágpassfilter, LP, en programmerbar förstärkningsdämpare, PGA, till en analog- till digital(A/D)-omvandlare. En spänningsstyrd kristalloscillator, VCXO, används för att driva analog- till digital-omvandlaren. På sändarsidan är hybriden ansluten till en digital- till analog(D/A)- omvandlare via ett lágpassfilter.The analog 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 voltage controlled crystal oscillator, VCXO, is used to drive the analog to digital converter. On the transmitter side, the hybrid is connected to a digital to analog (D / A) converter via a low-pass filter.

Den digitala mottagarenheten inkluderar en ”fast Fourir”-transformerings- och omskalningsenhet (rescaling unit), FFT, ansluten, som visas i Figur 4, till en synkroniseringsenhet och en kanalestimator. Kanalestimatorn är ansluten via en symboldetekteringsenhet och en ”avinterfolierings”- (de-interleaving) och avkodningsenhet, till en bithanteringsenhet och därifrån till ett nätapplikationsgränssnitt.The digital receiver unit includes a "fixed Fourir" rescaling unit, FFT, connected, as shown in Figure 4, to a synchronization unit and a channel estimator. The channel estimator is connected via a symbol detection unit and a "de-interleaving" and decoding unit, to a bit handling unit and from there to a network application interface.

Den digitala sändarenheten inkluderar en bithanteringsenhet som är ansluten till en inverterad (inverse) ”fast Fourir" transformerings- och skalningsenhet, IFFT, via en kodnings- och 506 636 Un 10 20 (x) Un 20 interfolieringsenhet (interleaving) och en symbolmappningsenhet.The digital transmitter unit includes a bit handling unit connected to an inverted "fixed Fourir" transform and scaling unit, IFFT, via an encoding and 506 636 Un 10 20 (x) Un 20 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 protokollnivån till modemets skikt ett-funktionalitet.The network (work) 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- om så erfordras. ramar” (dummy frames) Datan kanalkodas sedan och interfolieras (interleaved). Det MÜSIC-system som beskrivs här använder en faltningskod (convolutional code) kombinerad med interfoliering. Med användning av ett djup med ett flertal (multiple) ramar erhalles en kombinerad frekvens- /tidinterfoliering fse senare i denna specifikation).This block is responsible for providing the system with data at the configured bit rate, and adds “dummy- if required. frames ”(dummy frames) The data is then channel coded and interleaved. The MÜSIC system described here uses a convolutional code combined with interleaving. Using a depth with multiple frames, a combined frequency / time interleaving is obtained later in this specification).

Symbolmappningsblocket tar emot ingångsdata 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 FFT på ingàngsdatan, som mcdulerar varje bärvàg. Som ett slutligt uteffektsnivàn pá varje bärvåg. reell 2048 punkters inverterad (inverse) steg utförs en address ”wrap around” på utgángsdatan, där en kopia av de försïa 128 samplingarna läggs till i slutet av ramen. Detta 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 FFT on the input data, which modulates each carrier path. As a final output power level on each carrier. real 2048 point inverted (inverse) step, an address “wrap around” is performed on the output data, where a copy of the forsïa 128 samples is added at the end of the frame. This is called the cyclic prefix (CP).

Den modulerade signalen går till en DAC som omvandlar signalen med ett minsta sant dynamiskt omfång 30 506 636 21 (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- transceivern de frekvenser som används av POTS, från 0 till 4 kHz, från de frekvenser som används av systemet. Det extraherar också den làgniváiga mottagningssignalen från den kombinerade högnivåiga sändningssignalen och den làgnivàiga mottagningssignalen.At the receiver end, the splitter / hybrid transceiver separates the frequencies used by the POTS, from 0 to 4 kHz, from the frequencies used by the system. It 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 FFT-buffertarna) och en styrsignal för VCXO:n.The synchronization block generates a frame clock (for controlling the FFT buffers) and a control signal for the VCXO.

I början återtar (retrieve) synkroniseringsblocket ramklockan frän den samplade signalen. Ramklockan används sedan för att beräkna ramsynkroniseringsvärdeberäkningen och överförs till ”VCXO feed back (20 MHZ). (frame timing estimate) controller". VCXO:n genererar samplingsklockan En samplingsklocka som endast styrs av ”frame time estimate” är inte tillräckligt exakt i ett DMT-system.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 and transmitted to VCXO feed back (20 MHz). (frame timing estimate) controller ". The VCXO generates the sampling clock A sampling clock controlled only by the" frame time estimate "is not sufficiently accurate in a DMT system.

Därför används, efter làsningssekvensen, en dedicerad 506 636 Un 20 30 22 pilotbärvåg för att uppná en hög synkroniseringsprecision på samplingsklockan.Therefore, after the locking sequence, a dedicated pilot carrier is used to achieve a high synchronization precision on the sampling clock.

En BSI-signal extraheras också från pilotbärvägen.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 ingángsramarna 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 pà utmatningsdatan fràn FFT-blocket. Alla dataramar används för att värdeberäkna (estimate) kanalegenskaperna. Dessa används sedan för att beräkna (compute) en bitladdningsvektor som bestämmer antalet bitar som skall sändas pà 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 to value 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).In the symbol detection block, a "demapping" is performed for each carrier according to the bit-loading mask.

Efter avmappning utförs ”avinterfoliering” (de- interleaving) och "felkorrigering vid mottagning” (FBC, Forward Error Correction) pà den detekterade bitströmmen.After mapping, “deinterleaving” and “Forward Error Correction” (FBC) are performed on the detected bitstream.

Datan är sedan klar för nät(verks)/applikations- gränssnittsblocket efter bithantering. Attrappramarna (dummy frames) tas bort i detta block.The data is then ready for the network (plant) / application interface block after bit handling. The dummy frames are removed in this block.

I systemets hjärtpunkt, som visas i Figur 4, finns SC). en generell (general purpose) processor som har gränssnitt styrenheten för systemet (System Controller, SC:n är UI 25 30 506 636 23 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 tillhandahålles, 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). a general purpose processor that interfaces the system controller (System Controller, SC) is UI 25 30 506 636 23 against and controls the various sub-blocks using a local PCI bus. In the version of MUSIC described here , the CPU is 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 baserade på åtminstone två ASIC-kretsar. Figur 5 visar hur systemet kan delas upp (partition) för chipsdesignändamàl.To obtain a cost-effective product for high-volume use, the digital components of the system must be based on at least two ASIC circuits. 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 l 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 0 till 40 MHz.VDSL systems operate in the spectrum from 0 to 40 MHz.

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 bärvàgor över 10 MHz, har varje bärvàg en bandbredd på 9,77 kHz, där de tvá första bärvágorna är allokerade av DC-nivån och POTS-tjänsten. Den sista bärvàgen är satt ur stånd eftersom den är Nyquist-punkten. 506 636 20 IJ Un 30 24 Andra bärvågor (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. 506 636 20 IJ Un 30 24 Other carriers (on radio tapes) 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 bärvågor över 10 MHz ger varje bärvåg en bandbredd på 9,77 kHz. ISDN-spektrumet kräver allokeringen (150- 4)/9,77 = 5, av dessa bärvågor. Beroende på kanalkarakteristiken måste dessa fem bärvågor väljas att ha det bästa SNR:et i systemet. För en standardanslutning ger detta 5*l0O=50O 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 = 50O 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 (fjärröverhörzing = Far End Cross Talk) utförda på en telekommunika:ionsoperatörs nät, visade att det är möjligt att uppnå bithastigheter högre än 100 Mbit/s om kabeln är kortare än 2C3-300 meter. För längre kablar begränsar dämpningen på högre frekvenser den maximala bithastigheten. 10 20 30 506 636 25 För kablar pà omkring 500 meter kan 40 Mbit/s uppnås, och för en 1 km kabel är 15-20 Mbit/s realistiskt.The results of the measurements of attenuation and FEXT (Far End Cross Talk) 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 2C3-300 meters. For longer cables, attenuation at higher frequencies limits the maximum bit rate. 10 20 30 506 636 25 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 måste 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 år belägen pá 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 NU 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” pà 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 på NT-sidan är faslåst till NU- sidan. Logiken för läsningen använder ramsynkroniseringsvärdeberäkningen (frame timing estimation) i ett första skede, och använder sedan pilotbärvágen för att producera en finjustering av läsningen. Làsningslogiken styr frekvensen hos en VCXO via en 18 bit digital/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 på l/100 sampel, med ett ”phase jitter” pà 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 the pilot carrier to produce a fine adjustment of the reading. The load 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 l / 100 samples, with a "phase jitter" of less than 0.5 ns.

Ramklockan är l/(2048 + 128) av samplingsklockan och styr starten av mottagning och sändning av ramarna. 506 636 30 26 Ramklockan, som används bàde för sändning och mottagning, avviker i fas pà 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. 506 636 30 26 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 pà NU-sidan och används för kompensering av utbredningsfördröjning (propagation delay) på kopparledaren. Detta mäste göras för att upprätthålla ortogonaliteten, över kopparledaren, för de samplade perioderna, bàde pà upplänken och nedlänken. Ramklockan för sändning pà 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 on the 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 pá 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 hàrdvarufunktionen för ramsynkroniseringsvärdeberäkningen (frame timing estimation hardware function) och värdet är åtkomligt för styrenheten.The frame clock for reception on the NU side delays 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 synchronization value function (frame timing estimation hardware function) and the value is accessible to the control unit.

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

BSI-klockan används för att synkronisera parameterändringar mellan den sändande och den mottagande taww __* sidan. Parametrarna kan, exempel, vara bitladdning, energiladdning eller styrkanalfrekvens. Parametrarna uppdateras av systemstyrenheten, pà båda sidor, innan BSI- klockan initierar switchen för den nya uppsättningen (set- up). 20 30 506 636 27 BSI-klockan är 1/8192 av ramklockan. BSI-klockan i upplänken fördröjs en halv BSI-klockcykel i förhållande till BSI-klockan i nedlänken.The BSI clock is used to synchronize parameter changes between the sending and receiving taww __ * pages. The parameters can, for example, be 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. 20 BS 506 636 27 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 pá 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 T1- 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 T1 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. Pà 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. Pâ sändarsidan av hybriden omvandlas den utgående digitala signalen till analog av en digital/analog-omvandlare, DAC, och går därifrån via ett làgpassfilter LP till 506 636 30 28 hybridtransformatorn. En spånningsstyrd 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. 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 bärvàgor. 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 toppnivåer.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 (average) genomsnittliga signaler. Även om DAC n har tillräcklig upplösning för att rymma en hög toppnivå 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) average signals. Although the DAC n 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 opåverkad 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 10 20 30 506 636 29 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 signalniván 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 pá 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 ingàngssignalen 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 range used.

Làgpassfiltret på utgängssidan reducerar utsänd effekt på ”stoppbandet”. Dessa filter kan utgöra delar av uppdelnings-/hybridmodulen.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.

Den bästa kommersiellt tillgängliga ADC:n idag är "Analog Devices AD9042” som har ett signal/brusförhàllande pá ungefär 66 dB. Det rekommenderas att antingen denna ADC, eller någon med likvärdig prestanda, används.The best commercially available ADC today is the "Analog Devices AD9042" which has a signal-to-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. 506 636 UI 25 30 30 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. The 506 636 UI 25 30 30 FFT and IFFT algorithms are built 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. Hårdvarurealiseringen baseras på 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=22'°'“'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 = 22 '°' “'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 faslást för att upprätthålla ortogonalitet mellan symboler. (phase locked) till NU-referensklockan För att fullt utnyttja ADC:ns dynamiska omfång måste en programmerbar dämpare (attenuator) sättas in före ADC:n.VCXO n 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 maintain orthogonality between symbols. (phase locked) to the NU reference clock 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" through 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, Un 20 25 30 506 636 31 speciellt när bärvågor moduleras med stora konstellationer.In a DMT system, a very precise synchronization between the transmitter and the receiver is necessary, especially when carriers are modulated with large constellations.

I den utförandeform som här beskrivs, används en ny ramsynkroniseringsmetod som bygger på 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.

På NU-sidan används en kristalloscillator med bestämd frekvens som en referens för generering av samplingsklockan. 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 ramsynkroniseringsvärdeberäkningen är emellertid inte tillräcklig i den föreliggande applikationen. Därför används en dedicerad pilotbärvåg, efter en lásningssekvens (lock-in sequence), för att uppnå en mycket hög noggrannhet på sam lin sklocks nkroniserin en.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 synchronized clock synchronization.

P 9 Beroende på den långa symbolvaraktigheten i ett DMT- system kan interferens 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.P 9 Depending on the long symbol duration of a DMT system, interference between symbols caused by channel time dispersion can be eliminated by using a 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 korrelation som finns mellan ett prefix och den motsvarande delen av en ram. Genom att kontinuerligt korrelera samplingar 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 506 656 Un 32 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. Therefore, these peaks will have a known synchronization relationship with 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 tvâ 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 which 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. Therefore, the frame synchronization value calculation is mainly used for a lock-in operation. It is also used to monitor frame synchronization to detect major anomalies that will necessitate resynchronization.

Korrelationen av den mottagna datan beräknas kontinuerligt. Tidsdifferensen mellan de tvâ signalerna uppnås genom att använda en digital fördröjningsledning pá 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 of one 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 reducerad komplexitet jämförd med användning av den (sign). Denna hàrdvaruimplementering har en starkt fullständiga sampelordlängden. 10 20 30 506 636 33 Datorsimuleringar har visat att användning av synkron medelvärdesbildning av ett flertal (several) signalintervall reducerar variansen hos ramsynkroniseringsvärdeberäkningen_ Beroende på den reducerade dataordlängden som används i multiplikatordelen av korrelatorn, är det möjligt att implementera en sådan medelvärdesbildningsfunktion omedelbart efter multiplikatorn.Since only the synchronization information of the correlation value calculation is used, a simplified estimator is implemented which only uses the reduced complexity symbol of the input data compared to using it (sign). This hardware implementation has a very complete sample word length. Computer simulations have shown that the use of synchronous averaging of several signal intervals reduces the variance of the frame synchronization value calculation. Depending on the reduced data word length used in the multiplier part of the correlator, it is possible to implement such averaging multiplication function.

Ett blockschema som visar implementeringen av korrelatorn visas i Figur 12. Den inkommande signalen X(k) passerar genom en fördröjning med N = 1024, dvs en ram, och till en konjugator. Utdatan från fördröjningen och konjugatorn multipliceras sedan för att producera en signal Y(k) medelvärdesbildaren, vilken Z(k) signal W(k) som går till en ackumulator som ger en utsignal C(k). som går till en medelvärdesbildare. Utdatan från Z(k) gär till en subtraherare fràn fördröjd med L = 128 subtraheras. Detta ger en 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 Mm Z(k) = Y(k-iM) ' O H ll 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) passes through a delay of N = 1024, i.e. a frame, and to a conjugator. The output of the delay and the conjugator is then multiplied to produce a signal Y (k) averaging, which Z (k) signal W (k) goes to an accumulator which gives an output signal C (k). which goes to an average value generator. The output from Z (k) goes to a subtractor from delayed by L = 128 is subtracted. This gives a 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 Mm Z (k) = Y (k-iM) '0 H ll where Y (k) is the input signal and Z (k) is the output signal.

För az: göra medelvärdesbildningen synkron med signalens ramstruktur, är fördröjningarna lika med signalintervallet.For az: 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 på korrelationsfunktionsvärdeberäkningen visas i Figur 14. Den implementeras med hjälp av ett register (#1) för det senaste max.värdet och en komparator. 506 656 10 20 30 34 Registerinnehållet 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). När ett helt signalintervall har passerat, kommer detta andra register att innehålla ett index till det 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 till signalintervallet. Ramsynkroniseringsklockan genereras med sedan användas som en pekare (pointer) 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. 506 656 10 20 30 34 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). When an entire signal interval has passed, this second register will contain an index to the maximum 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 be to the signal interval. ) using this counter value to indicate the frame start.

Värdeberäkningen av komplexrepresentationen för pilotbärvågen 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 bärvàgor. 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, sä argumentet är -v- inte direkt tillgängligt. i återkopplingsslingan är det nödvändigt att upptäcka (detect) mycket små 20 h) \Jl 506 636 35 argumentavvikelser. Därför måste upplösningen på argumentet vara hög. Återkopplingscontrollern kommer att få pilotbärvägsargumentet 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.KHC}-(1-sgn¶{C}).K. ¶{C}.sgn.3{CH där C är den komplexa pilotbärvàgsvärdeberäkningen, 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 -v- not directly available. in the feedback loop it is necessary to detect very small 20 h) 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.KHC} - (1-sgn¶ {C}). K. ¶ {C} .sgn.3 {CH 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 pá pilotbärvàgen som kan orsaka ”linjeringsfel” (misalignment) mellan ramsynkroniseringen på insignalen och pilotargumentet noll.The channel introduces phase shifts on the pilot carrier which can cause “misalignment” between the frame synchronization on the input signal and the pilot argument zero.

För att eliminera detta problem gär 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 runs 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 bärvàgor som pilot kan också tillhandahållas. Återkopplingsslingan har i verkligheten två ”controllers”, var och en med sin egen insignal.De tvà controllerutgángarna adderas och matas via en D/A- omvandlare till VCXO:n som genererar samplingsklockan. Båda ”controllerna” är av PI-typ (Proportional and Integrating). 506 656 10 25 30 36 Figur 15 ger en översikt över signalvägarna. Den mottagna datan i tidsplanet passerar genom korrelatorn och topplägesestimatorn för att resultera i ramklockan. Den komplexa pilotbärvågen i frekvensplanet som härleds från utjämnaren (equalizer) förs till en pilotargumentestimator, vars utdata förs till ”återkopplingscontrollers” som också tar emot utdata från toppestimatorn. Utdatan från ”àterkopplingscontrollerna” 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). 506 656 10 25 30 36 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 pilotbärvågen och sättes (av SC:n}. Detta görs endast en gång, och ytterligare uppdatering av denna parameter undertryckes. Efter denna 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}. This is done only once, and further updating of this parameter is suppressed. After this change of the equalization parameter, the averaging for the argument estimator is given sufficient setting time.

Slutligen stoppas ramsynkroniseringscontrollern och pilotargumentcontrollern 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.

Sålunda tillhandahåller synkroniseringstekniken i den föreliggande uppfinningen en faslåsningsslinga, för att återta (recover) samplingsklockan, med en mycket liten bandbredd. Denna producerar en samplingsklocka med en noggrann fas, dvs noggrant inriktad med (aligned with) samplingsklockan i sändaren. Eftersom låsningsområdet är mycket smalt, krävs en speciell inlåsningssekvens (lock-in sequence).Thus, the synchronization technique of the present invention provides a phase lock loop, for recovering the sampling clock, with a very small bandwidth. This produces a sampling clock with an accurate phase, ie carefully aligned with the sampling clock in the transmitter. Since the locking area is very narrow, a special lock-in sequence is required.

Som framgår av den föregående beskrivningen àtertas en ramtidsavvikelsesignal från tidsdomändataströmmen med användning av en korreleringsmetod. Denna signal används UI 10 25 30 506 636 37 för att faslàsa en oscillator som genererar mottagarsamplingsklockan. Medelvärdet för den sålunda genererade klockfrekvensen kommer att sammanfalla med sändarsamplingsklockfrekvensen. Tyvärr kommer fasskillnaden mellan sändarsamplingsklockan och mottagarsamplingsklockan att ha en alltför stor varians.As can be seen from the foregoing description, a frame time deviation signal from the time domain data stream is attenuated using a correlation method. This signal is used UI 10 25 30 506 636 37 to phase a oscillator which generates the receiver sampling clock. The average value of the clock frequency thus generated will coincide with the transmitter sampling clock frequency. Unfortunately, the phase difference between the transmitter sampling clock and the receiver sampling clock will have too great a variance.

En andra äterkopplingsslinga som använder en värdeberäkning (estimate) av pilotbärvàgsargumentet används därför. Oscillatorstyrsignalen är, som framgår av Figur 15, summan av áterkopplingsstyranordningens tvâ utdata (outputs). Pilotbärvàgsargumentet värdeberäknas kontinuerligt, men används inte i den första delen av synkroniseringssekvensen_ Synkroniseringssekvensen omfattar tre steg, nämligen: 1. Ramsynkroniseringsavvikelsesignalen används för att rikta in mottagarramsynkroniseringen genom att styra mottagarsamplingsklockan sä att mottagna ramar samplas korrekt, dvs i enlighet med den sända ramstrukturen. 2. Pilotbârvàgsargumentet används som en utjämningsparameter för denna bärvág för att kompensera för kanalinducerade effekter. Båda dessa àterkopplingsslingor används sedan parallellt under en kort ”etableringsperiod” (settling-down period). 3. Det sista utgàngsvärdet frán ramsynkroniserings- avvikelseslingan bibehàlles som del av oscillatorstyrningen. Ãterkopplingsslingan för pilotbärvàgsargumentet är då den enda återstående variabla parametern som används för att styra mottagarsamplingsklockfasen_ 506 636 38 Ramsynkroniseringsavvikelsen övervakas separat för möjliga stora värden. Om stora värden av ramsynkroniseringsavvikelse upptäcks, resynkroniseras' systemet.A second feedback loop that uses an estimate of the pilot carrier argument is therefore used. The oscillator control signal is, as shown in Figure 15, the sum of the two outputs of the feedback control device. The pilot carrier argument is continuously calculated in value, but is not used in the first part of the synchronization sequence. The synchronization sequence comprises three steps, namely: 1. 2. The pilot carrier argument is used as a smoothing parameter for this carrier to compensate for channel induced effects. Both of these feedback loops are then used in parallel for a short "establishment period" (settling-down period). 3. The last output value from the frame synchronization deviation loop is maintained as part of the oscillator control. The feedback loop for the pilot carrier argument is then the only remaining variable parameter used to control the receiver sampling clock phase_ 506 636 38 The frame synchronization deviation is monitored separately for possible large values. If large values of frame synchronization deviation are detected, the system is resynchronized.

Den föreliggande uppfinningen kännetecknas sålunda av: - en kombination av tvà synkroniseringstekniker för att återta ramsynkronisering, som tillägg till 10 fininställning av en mottagares samplingsklocka; - en speciell sekvens av synkroniseringsopera- tioner, enligt vad som framställts ovan; och n - en utjämningsoperation utförd på pilotbärvàgen för att placera nollgenomgángar för argumentet (zero argument crossings) vid rätt sampelintervall.The present invention is thus characterized by: a combination of two synchronization techniques for resetting frame synchronization, in addition to fine-tuning a receiver's sampling clock; - a special sequence of synchronization operations, as set forth above; and n - a smoothing operation performed on the pilot carrier to place zero argument crossings at the correct sample interval.

Pilotbärvägen används också för överföringen av 20 synkroniseringsinformation för bassynkroniseringsintervallet (BSI = Base Synchronization Interval). Bärvâgsargumentet antas normalt vara konstant.The pilot carrier path is also used for the transmission of Base Synchronization Interval (BSI) synchronization information. The carrier argument is normally assumed to be constant.

Ett kort mönster BPSK-moduleras på bärvågen med användning av faserna 0 och n och lämnande bärvägen pà fas O under 5 resten av BSI-intervallet. Om detta mönster endast är en bråkdel ( pilotbärvägsargumentvärdeberäkningen försumbar. En korrelator används för att detektera mönstret och ge synkroniseringssignalen för BSI. 30 ”System Controllern” (SC) mäste ha läsaccess, för upptäckt av synkroniseringslåsning och av övervakningsskäl, till register som håller estimatorn för ramtidsavvikelse och pilotargumentapproximeringen_ Un 20 25 30 506 636 39 För att hantera den inledande utjämningen av pilotbärvàgen är det nödvändigt för SC:n att läsa den medelvärdesbildade komplexa representationen för bärvàgen och skriva till utjämningsparameterminnet_ Ett kompensationsregister (offset register) för att bestämma den relativa synkroniseringen mellan indataramarna och ramstartsignalen är nödvändigt och mäste vara skrivbart fràn SC:n. Detta används pà NT-sidan.A short pattern is BPSK modulated on the carrier using phases 0 and n and leaving the carrier on phase 0 for the remainder of the BSI interval. If this pattern is only a fraction (the pilot carrier argument value calculation is negligible. A correlator is used to detect the pattern and provide the synchronization signal for BSI. The "System Controller" (SC) must have read access, for detection of synchronization lock and for monitoring reasons, frame time deviation and pilot argument approximation_ Un 20 25 30 506 636 39 To handle the initial smoothing of the pilot carrier, it is necessary for the SC to read the mean-formed complex representation of the carrier and write to the smoothing parameter memory_ A compensation register (offset register) the input frames and the frame start signal are necessary and must be writable from the SC. This is used on the NT page.

De detekterade BSI-hândelsesignalerna, 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 pilotbärvàgen àterhämtas (recover) från signalen i tidplanet, med användning av ett bandpassfilter, och användas direkt för faslåsning av en samplingsklockoscillator_ Frekvensplansmetoden, som här beskrivs, har fördelen att pilotbärvàgsestimatorn är oberoende av moduleringen av de andra bärvàgorna, beroende pä 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 plane, using a bandpass filter, and used directly to phase lock 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 år 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 pà ramsynkroniseringsestimatorn modifieras en aning. Det är viktigt att VCXO:n har mycket låg fasstörning, eftersom áterkopplingsslingan 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.

Ett diskret multitonsystem (DMT) modulerar N komplexa datasymboler pá N bärvàgor (här använder vi N=l024 bärvàgor). Denna mappning beräknas som en omvänd (inverse) diskret Fourir-transformering genom användning av ”Inverse 506 636 10 20 40 (IFFT).A discrete multitone system (DMT) modulates N complex data symbols on N carriers (here we use N = 1,024 carriers). This mapping is calculated as a reverse (inverse) discrete Fourir transform using Inverse 506 636 10 20 40 (IFFT).

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

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

Huvudoperationen delas upp i ramar med längder på 2048 reella, eller 1024 komplexa värden. För varje ram utför denna enhet en FFT, IFFT, skalning, omskalning (descaling), samt addering av cykliskt prefix.The main operation is divided into frames with lengths of 2048 real, or 1024 complex values. For each frame, this unit performs an FFT, IFFT, scaling, descaling, and adding cyclic prefix.

FFT:n och IFFT n beräknar 2048 punkter reella FFTs och arbetar med ett minimum på 16 bit aritmetik.The FFT and IFFT n calculate 2048 points of real FFTs and work with a minimum of 16 bit arithmetic.

För nätterminalsidan, (NT), finns det ett krav på synkronisering mellan ingàngsramstarten och IFFT- utgàngsstarten. (En synkronisering mellan uppströms- och nedströms bârvàgorna). Sändaren skall kunna starta sändningen av en ram innan den startar att ta emot en ram, så kallad ”timing advance".For the night terminal side, (NT), there is a requirement for synchronization between the input frame start and the IFFT 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".

En skalning (scaling) bör tillhandahållas före IFFT.A scaling should be provided before IFFT.

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

Koefficientminnet består av två banker av samma (l6XlO24 bit).The coefficient memory consists of two banks of the same (l6X1024 bit).

Omkoppling (switching) möjliggörs genom storlek Den ena banken används medan den andra uppdateras. ett PCI-kommando och verkställes vid nästa BSI.Switching is made possible by size One bank is used while the other is updated. a PCI command and executed at the next BSI.

Efter FFT:n skall en omskalning (rescaling) utföras innan datan överförs för utjämning och symboldetektering.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. 20 k) UI 506 636 41 En exponent (som resulterar i en "post shift”) på 4 bit kan också behövas för att upprätthålla precisionen.This rescaling is a multiplication by the inverted value of the scaling values. The coefficients are represented by 16 bits. 20 k) UI 506 636 41 An exponent (resulting in a "post shift") of 4 bits may also be needed to maintain precision.

Koefficientminnet består av två banker av samma ((l6+4)Xl024 bit). andra uppdateras. Omkoppling möjliggörs genom ett PCI- storlek Den ena banken används medan den kommando och verkställes vid nästa BSI.The coefficient memory consists of two banks of the same ((l6 + 4) Xl024 bit). others are updated. Switching is made possible by a PCI size One bank is used during 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 bärvàg 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 består 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 på 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 och de FIFO:n som har gränssnitt mot Tl-chips har en storlek pà 448 ord (32 bit). analoga sidan har en storlek pà 384 ord (16 bit) En annan DMT-teknik som inte använder ”Fourir är ”Discrete Wavelet Multi-tone Transform” (DWMT). Denna metod har förelagts ADSL transformation" standardiseringskommittë som avslog den. 506 636 10 20 25 30 42 Den precision som behövs i denna teknik beror pà 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.It is recommended that the FIFOs with interfaces to it and the FIFOs that interface with Tl chips have a size of 448 words (32 bits). analog side has a size of 384 words (16 bit) Another DMT technology that does not use "Fourir is" Discrete Wavelet Multi-tone Transform "(DWMT). This method has been submitted to the ADSL Transformation "Standardization Committee" which rejected it. 506 636 10 20 25 30 42 The precision required in this technique 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 perturbations) and clipping perturbations.

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 pà kanalen värdeberäknas med användning av alla dataramar. Detta är viktigt för tidig upptäckt av ändringar i kanaltransmissionskvalitet.Channel value calculation is performed with a “decision-oriented” method, since all data frames are then used to update the channel model. Known data frames are necessary only at start-up. Under certain circumstances, interference on the channel can be calculated using all data frames. This is important for 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. kanalmodellen exakt nog för att kunna användas för I ett visst skede av denna process är 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. the channel model is accurate enough to be used for At some point in this process, the received data is smoothed, 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 kcnvergerar mot en modell av den "omvända" (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_u:jämningsparametrar, EQ. Den 506 636 43 resulterande signalen, U, går sedan till en detektor (kvantiserare) vars utdata är Y. Y går 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 direction that the equalizer converges towards a model of the "reverse" (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 update unit for_u: equalization parameters, EQ. The resulting signal, U, then goes to a detector (quantizer) whose output is Y. Y then goes to a symbol decoder which 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 (EQ), och den kvantiserade datan (Y) utjämningsparametrarna datan (U) som använder den utjämnade som indata, beskrivs genom följande ekvation: som = Bok + ” .EQwUkÉ (Yk- Uk) |U1<|2 där u är en positiv konstant (p << 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 pà insignalerna.An adaptive algorithm for calculating the value of (EQ), and the quantized data (Y) the equalization parameters the data (U) using the equalized as input, are described by the following equation: as = Book + ”.EQwUkÉ (Yk- Uk) | U1 <| 2 where u is a positive constant (p << 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 har ett alltför stort dynamiskt omfång för att ersättas av en konstant. Det är ekvationen undvikas. Uttrycket p/IUKP dock möjligt att kvantisera detta uttryck på ett logaritmiskt sätt som visas nedan: LL/ ltjklz 2 2-1==eger(z.1og2lUxl>+ in=eger<1og2u> Exponenten i ovanstående uttryck kan produceras med användning av absolutvärdet av Uk som indata i en binär prioritetskodare och byter tecken (negating) på utdata.For implementation reasons, the division shown in should have too large a dynamic range to be replaced by a constant. That is, the equation is avoided. However, the expression p / IUKP is possible to quantify this expression in a logarithmic way as shown below: LL / ltjklz 2 2-1 == eger (z.1og2lUxl> + in = eger <1og2u> The exponent in the above expression can be produced using the absolute value of Uk as input in a binary priority encoder and negating characters (negating) on output.

Eftersom uttrycket är en heltalspotens av två, implementeras multiplikationen i algoritmen med hjälp av en ”barrel shifter” 506 636 UI 20 30 44 Interferensvariansen på var och en av bärvågorna värdeberäknas med användning av standardmetoden att integrera de kvadrerade avvikelserna från 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 bärvågorna, uppfylles detta villkor.Since the expression is an integer power of two, the multiplication in the algorithm is implemented by means of a “barrel shifter” 506 636 UI 20 30 44 The interference variance of each of the carriers is value calculated using the standard method of integrating the squared deviations from an average 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: Wlvkl = .Wk+8. [Yk_Uk'2 Integrationen är här ersatt av ett exponentiellt viktat medelvärdesfilter. Parametern s är en liten, positiv konstant (S << 1) som påverkar filtrets dynamiska egenskaper. Detta är inte någon kritisk parameter, och att välja s bland heltalspotenser av två 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: Wlvkl = .Wk + 8. [Yk_Uk'2 The integration is here replaced by an exponentially weighted average filter. The parameter s is a small, positive constant (S << 1) that affects the dynamic properties of the filter. This is not a critical parameter, and choosing s from integer powers of two will suffice.

Om ett värde på 6 väljes som ger en bra variansvärdeberäknare (estimator), kommer algoritmen inte att kunna detektera plötsliga ändringar i interferensnivån.If a value of 6 is selected which gives 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 för att detektera när de har utjämnat sig tillräckligt nära sina slutvärden. 20 30 506 636 45 Kanalvariansminnet måste vara tillgängligt för System Controllerns läsoperationer. Initialisering av detta minne till alla nollor kan kopplas till en systemreset.Initialization of the parameters is necessary at start-up. Monitoring of the parameters is also necessary to detect when they have leveled sufficiently close to their final values. 20 30 506 636 45 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 is dependent on an appropriate bit charge selection that provides a sufficiently low symbol error rate.

Det är viktigt att utjämningsparametrarna initialiseras till enhetsvärde vid början av startsekvensen, eftersom indatan till uppdateringsalgoritmen passerar genom utjämnaren.It is important that the smoothing 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 bärvàg bestäms av bitladdningsfaktorn för denna.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.

Konstruktionen av en specifik konstellation är inriktad mot att låta varje punkt flyttas så långt som 506 636 UI 25 35 46 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.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 fyrkantrutnâtkonstellationen (square-grid constellation) baserad på b-bitarna (vb¿,v¿4, _|vLv¿). För enkelhetens skull när det gäller beskrivningen identifieras dessa b-bitar med en heltalsetikett (integer label) vars binära representation är (vg1'v¿4'___,vLv2). 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 (vb¿, v¿4, _ | vLv¿). For simplicity of description, these b-bits are identified by an integer label whose binary representation is (vg1'v¿4 '___, vLv2). 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|___|vLv¿) enligt följande. Dela upp V i VI = (v¿¿I\%_L ”_ ,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 for the constellation point (I, Q) are determined from the b-bits (vbl vb 2 | ___ | vLv¿) as follows. Divide V by VI = (v¿¿I \% _ L ”_, 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” pâ utmatningen (16 - [b/2] steg kvar).Before these values are sent to IFFT n, they are normalized by shifting so that “msb” of these numbers becomes “msb” on the output (16 - [b / 2] steps left).

För en given bärvàg använder dekodern en konstellationspunkt (I, Q) för att bestämma b-bitarna (vb¿_ ,vLv2). vbQ,___ För enkelhetens skull när det gäller beskrivningen identifieras dessa b-bitar med en 20 25 30 L.) Un 506 636 47 heltalsetikett vars binära representation är (vb¿,v¿4 'U lvllvz) .For a given carrier, the decoder uses a constellation point (I, Q) to determine the b-bits (vb¿_, vLv2). vbQ, ___ For simplicity of description, these b-bits are identified by an integer label whose binary representation is (vb¿, v¿4 'U lvllvz).

Det antas att värdena på I och Q begränsas genom mättnad till området (X, Y). För att bestämma V, Gray-kodas ,i1,io) f och Q = (qisflln, ,q1,qo)/ Och kombineras sedan till V som V = (giH,gqß,giM,gqn,....J, värdena I = (ilíin, 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-coded, i1, io) f and Q = (qis fl ln,, q1, qo) / And then combined to V as V = (giH, gqß, giM, gqn, .... J, the values I = (ilíin, where the upper b-bits are valid.

Det antal bitar varje bärvåg förmedlar beror på deras respektive signal/brusförhàllande (SNR).The number of bits each carrier transmits depends on their respective signal-to-noise ratio (SNR).

Signal/brusförhállandet beräknas för varje bärvåg i mottagaren. Baserat på signal/brusförhàllandena beräknas bitladdningsfaktorer för varje bärvåg. Sålunda bestäms det antal bitar varje bärvåg skall överföra per sänd symbol.The signal-to-noise ratio is calculated for each carrier in the 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) pà varje bärvåg, med bitladdningsfaktorer varierande frän 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 pà varje bärvåg kan uttryckas genom: (l) SNRi ) ßi= bi+ log2(L)= logz (1 + r där I", 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: (l) SNRi) ßi = bi + log2 (L) = logz (1 + r where I ", the SNR gap, depends on modulation, possible coding and a system margin, and L is the constellation expansion depends on the extra bits needed for coding.

Användning av QAM-konstellationer och någon form av kodning ger: [Qflpsm >]2 r = g - Vd + ymargin 3 (de) (2) IO 20 25 506 656 48 där Psär den önskade symbolfelfrekvensen,'m är "kodningsvinsten” (gain of coding) i systemet, Ymargin 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.The use of QAM constellations and some form of coding gives: [Q fl psm>] 2 r = g - Vd + ymargin 3 (de) (2) IO 20 25 506 656 48 where Psär the desired symbol error rate, 'm is the "coding gain" ( gain of coding) in the system, Ymargin 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 (O - 12 bit).The bit load factors are rounded to give the Supported Factors (0 - 12 bit).

Avrundningsproceduren (rounding procedure) kommer att minska prestandan i DMT-systemet. Om energidistributionen tillåts variera, kan energiladdningsfaktorer beräknas för varje bärvåg. Detta tillhandahåller möjligheten att avstämma energin så att (l) resulterar i en bitladdningsfaktor som stöds av systemet. Avstämning ger: (Qi-Uf E, _ 2 mi (3) Detta kan emellertid resultera i mycket stora skillnader mellan bärvågsenergier. 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 is 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: (Qi-Uf E, _ 2 mi (3) However, this can result in very large differences between carrier energies. In an environment with several different DMT systems, peculiar effects can occur if the different energies are allowed to vary too much.

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

Indatan till bitladdningsalgoritmen kommer att bero på den valda frekvensdomänutjämnaren. Om en adaptiv DFE används, erhålles SNR genom: sNRi=wi (4) 20 506 636 49 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, SNR is obtained by: sNRi = wi (4) where Wi is the value-calculated interference variance described above.

För varje bärvàg 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 att 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 pá 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. På 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 kanalen används mera effektivt. Energin skalas enligt ekvation (3). 506 636 l0 20 30 50 - Slutligen kvantiseras skalningsfaktorn till n bit.- 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). 506 636 l0 20 30 50 - Finally, the scaling factor is quantized to n bits.

Det bör observeras att för att implementera ett system med konstant energiladdning är bara de två första stegen nödvändiga.It should be noted that in order to implement a system of 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 disturbance (which induces erroneous bursts) and clipping (which induces erroneous bursts).

Fel som orsakas av impulsstörningar påverkar huvudsakligen en eller två bit per bärvág. Sannolikheten för ett enstaka bitfel på en bärvåg är alltid högre än sannolikheten för 2 bitfel, som i sin tur är högre än sannolikheten för 3 bitfel, och så vidare. Detta beror på det sätt på 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 pá en synkronisering för att bestämma startbiten för kodorden och/eller ”interleaving”- blocken. ”simple dead reckoning” att vara tillräckligt, eftersom ett fel i dataflöde I ett system sådant som MUSIC-modemet kommer (data flow slip) aldrig kan inträffa utan förlust av ramsynkronisering, eller felinställning vid bitladdning. Dessa fel nödvändiggör en partiell, eller komplett, sysïemstart.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, because an error in data flow In a system such as the MUSIC modem (data flow slip) can never occur without loss of frame synchronization, or error setting during bit loading. These errors necessitate a partial, or complete, system startup.

Un 20 30 506 636 51 Kanalkodningen kommer också att inkludera ”interleaving” för att öka möjligheten att korrigera skurfel.Un 20 30 506 636 51 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 på 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 fä, 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. Pulse errors from impulse disturbances 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 on 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.The use of a convolutional code combined with "soft" information is therefore the optimal solution for a system with MUSIC channel characteristics.

Faltningskoden skall kombineras med interleaving.The folding 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. 506 636 !0 20 IQ Un 30 52 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 some other error correction code, e.g. Fire codes, to detect / correct the remaining bit errors. 506 636! 0 20 IQ Un 30 52 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 är: - 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: - management of "Control Channel Signaling", - calculation of bit charge and energy charging 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 datavâgarna oberoende av varandra pà samma fysiska kopparkabel, (NU) nättermineringen (NT) pà 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_ Denna uppdatering måste göras samtidigt med start från samma ram, pà både sändar- och mottagarsidan.The System Controller calculates and updates, after start-up, the bit charge and energy charge factors_ This update must be done at the same time as starting from the same frame, on both the transmitter and receiver side.

IO 30 506 636 53 Beräkningarna görs och uppdateringen initieras på den mottagande sidan. Styrkanalen, kombinerad med BSI- klockan, används för att säkra synkroniseringen av uppdateringen.IO 30 506 636 53 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 pà 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 bärvågen 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. 506 636 10 20 25 30 54 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. 506 636 10 20 25 30 54 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 pilotbärvågen 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 upplänksändare: 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, eller NT n, avbrott för både BSI-U och BSI-D. 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 half shifted BSI interval and base sync interval downlink The SC at the NOW, or NT n, interrupts for both BSI-U and BSI-D will receive For the NOW there will be a broadcast BSI -D- interrupt and a receive-BSI-U-interrupt_ 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 pá sändar- och mottagarsidan för att tillhandahålla en felfri anslutning. Genom att använda BSI:n ändras vektorn synkront på mottagar- och sändarsidan. 20 IJ Uu 30 506 636 55 Bitladdningsfaktorerna, konstellationer som används pà varje bärvàg, hanteras av två minnen för mottagning och tvâ minnen för sändning på mappnings- och detekteringchipset. Vart och ett av de fyra minnena innehåller ett 4-bitars ord för varje bärvàg (1024x4).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 IJ Uu 30 506 636 55 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 (1024x4).

System Controllern pekar ut vilket av minnena som skall användas för att sända och vilka som skall användas för att ta emot efter starten från nästa BSI-intervall.The System Controller identifies 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 0 anger en oanvänd bärvàg; 1-12 anger antalet bitar i konstellationen (t.ex. 2 för 4QAM, 4 för 16QAM, 10 för 1024 QAM).The bit load factor can have values between 0 and 12, where 0 indicates an unused carrier; 1-12 indicates the number of bits in the constellation (eg 2 for 4QAM, 4 for 16QAM, 10 for 1024 QAM).

Energivektorn häller information om hur bärvägorna skalas/omskalas på 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) bärvägor.The energy vector pours information on how the carrier paths 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 carrier paths.

Skalning av de olika bärvágorna på sändarsidan hanteras av ett minnesomräde på FFT-chipset. Minnet består av ett 16-bitars ord för varje bärvàg (1024 x 16). Dessa värden multipliceras med vektorn för varje bärvàg 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 of 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) bärvàgorna före symboldetektering. Om dessa minnen innehåller ett komplext 506 636 UI 20 56 värde för varje bärvàg (32 bitar/bärvàg), kommer endast I- värdet att användas för omskalning.A corresponding memory (doubled) is implemented on the receiver side to rescale the carriers before symbol detection. If these memories contain a complex 506 636 UI 20 56 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 O används för bärvågsannullering.The scaling and rescaling factors have values between 0.5 and 2.0. The value O 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 kanalvärdeberäkningen 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, as the channel value calculation is calculated by the receiver.

Beroende pá bärvågens specifika transmissionskarakteristik kommer den att tilldelas något av följande arbetssätt (modes): - vanlig bärvàg - denna bärvàg sänder data enligt det beräknade bitladdningsvärdet och är "sändarskalad” och ”mottagaromskalad”; - annullerad bärvàg - ingen energi sänds på denna frekvens och skalningsvektorn är därför satt till noll; eller - dålig bärvàg; 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: - normal 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 on 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 bärvágsmode 1 (CMl) arbetar systemet normalt.In carrier mode 1 (CM1), 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.

I bärvågsmode 2 (CM2) sättes energiskalnings- /omskalningsvärdet till O för att urståndsätta (disable) all ut-/in-energi. Värdet för bitladdningsvektorn sätts också till noll för att indikera att bärvågen är satt ur LJ: 10 20 IJ UI 30 506 636 57 stånd. För denna bärvåg kan ingen kanalvärdeberäkning göras.In carrier mode 2 (CM2), the energy scaling / rescaling value is set to 0 to disable all out / in energy. The value of the bit charge vector is also set to zero to indicate that the carrier is set out of the position of LJ: 10 20 IJ UI 30 506 636 57. No channel value calculation can be made for this carrier.

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 bärvågsvärdet 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.

Bärvågsmoderna 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 interferensnivån 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 take into account 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. l. Synkroniseringsramen används för kanalvärdeberäkning. Denna ram håller ett bestämt moduleringsmönster för varje bärvåg och möjliggör därmed enkelt kanalvärdeberäkning. Genom att låta moduleringsmönstret beskrivas genom en ”random sequence” hålles korskorreleringen inom ramen låg, så att ramkorreleringen, som används för synkronisering, förbättras. 10 h) KJ! 58 2. Dataram 1, (DF1), förmedlar ”random data” på alla bärvàgor, utom på fyra fördefinierade bärvàgor som sänder styrkanalen (CCH) parallellt. Det används vid ”start-up” när CCH-bärvágen är obestämd och möjliggör för mottagaren att välja den minst störda bärvàgen, och garanterar därigenom CCH-anslutningen. 3. Dataram 2 (DF2) förmedlar "random data” på alla bärvàgor utom en, som bär styrkanalen (CCH). Den används när CCH-bärvágen har bestämts, och bitladdningsfaktorerna ännu inte är satta.The different frame types used by the system are discussed below. l. The synchronization frame is used for channel value calculation. This frame maintains a specific modulation pattern for each carrier and thus enables easy channel value calculation. By having the modulation pattern described by a random sequence, the cross-correlation within the frame is kept low, so that the frame correlation used for synchronization is improved. 10 h) KJ! 58 2. Data frame 1, (DF1), transmits 'random data' on all carriers, except on 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), which is used when the CCH carrier has been determined and the bit load factors have not yet been set.

(DF3) bitladdningsfunktionen för att maximera bandbredden. 4. Dataram 3 förmedlar data och använder En bärvàg är alltid dedicerad för styrkanalen (CCH).(DF3) bit load function to maximize bandwidth. Data frame 3 conveys data and uses 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 (idle 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, called the Start-Up Sequence (SUS).

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

Efter uppstart ersättes synkroniseringsramarna med dataramar, som visas i Figur 27, och kanalvärdeberäkningsprocessen skiftar från 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 the use of the synchronization frames to the use of 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, på vardera sidan, att utföra en ramkorrelering för att detektera en ramstart. Denna korrelerin körs enom en tröskelfunktion som er 9 20 IQ UI 30 506 636 59 mottagaren en distinkt indikation på 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 which gives 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, går 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 SUSI. 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 SUSI. The second modem detects frame correlation and starts the set sequence described below.

När ”wake-up”~tillstándet 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 uppsâttningssekvensen 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 = 0, pà CCH:n. Masterklockan i systemet är nu NU-sändarramen och sampelklockan i NU.The first step in the setup 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 átertaga (retrieve) ramen och sampelklockan. Den startar nu kanalvärdeberäkningen som vid den aktuella hastigheten på synkroniseringsramar gör en noggrann värdeberäkning inom 300 ms. Med användning av 506 636 10 30 60 denna värdeberäkning startar mottagaren pollningen av de fördefinierade CCH-bärvágorna och, vid ”message receive", väljer denna bärvàg för CCH:n. NT-sändaren startar nu med TA = O för lokal synkronisering och sänder kvitto (ack.) på CCH-bärvágen för varje mottaget TA-valmeddelande, 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 506 636 10 30 60 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 = 0 for local synchronization and sends receipt (acc.) on the CCH carrier for each received TA selection message, 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. detects the frame correlation, the transition to step 2 of the set sequence is made.

Sålunda börjar steg 1 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 (ack), 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). värdet.Step 2 in the set-up sequence, see Figure 30, begins with the NU page now calculating a “timing advance” value (TA). the value.

CCH-meddelandet ändras till det nya, korrigerade TA- 2 IQ KJ! O 506 636 61 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.The CCH message changes to the new, corrected TA-2 IQ KJ! O 506 636 61 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 pá att och enheten Efter det att ramklockan har återhämtats, avkodas CCH:n och, vid kvitterings- NT-sändaren ändrar (changing) ramklocka, behöver återkorrelera. detektering, som innehåller det nya TA-värdet, terminerar systemet TA-meddelandet och går till det tredje steget av uppsättningssekvensen.In the NOW receiver, the frame clock is lost, depending on that and the device After the frame clock has been recovered, the CCH is decoded and, at the acknowledgment NT transmitter, the changing frame clock needs to recorrelate. detection, which contains the new TA value, the system terminates the TA message and goes to the third step of the set sequence.

Sålunda startar steg 2 av uppsättningssekvensen med att sändaren i nätenheten, NU, sänder ett TA-meddelande som innehåller det korrekta TA:t, säg X, SUSl, som respons till SUSl och TA = sänds från sändarterminalen. tillsammans med en O-meddelandet som Terminalenheten, NT: - ar emot det nya TA-meddelandet; - korrigerar den utgående ramklockan; och - sänder ett kvitto SUSl och TA = X.Thus, step 2 of the set-up sequence starts with the transmitter in the network unit, NOW, sending a TA message containing the correct TA, say X, SUS1, in response to SUS1 and TA = being transmitted from the transmitting terminal. together with an O 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; 506 636 62 - 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 the BSI; - enables channel value calculation; 506 636 62 - selects a CCH; and - decodes the message.

Den sista uppsättningssekvensen, steg 3, se Figur 31, hanterar CCH-valet för upplänk och nedlänk. För upplänken har NU-mottagaren valt den mest lämpliga bärvågen 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 CCH selection for uplink and downlink. 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 SUSl och sänder en SUS2, dvs terminerar parallellt CCH-sändning genom att endast sända CCH:n på 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 through 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 på 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 kvi:terar varje CCH-val.The terminal unit: receives the CCH selection for the uplink; terminates SUSI; starts SUS2; and acknowledges each CCH selection.

U: 10 20 h) UI 506 636 63 Nätenheten: - tar emot CCH-valet för nedlänken; - terminerar SUSl; - startar SUS2; och - kvitterar varje CCH-val.U: 10 20 h) UI 506 636 63 The network unit: - receives the CCH selection for the downlink; - terminates SUS1; - starts SUS2; and - acknowledges each CCH selection.

Terminalenheten: - sänder den valda CCH:n för nedlänken; - väntar pà 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.

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 gränssnitt, se Figur 32, som visar en logisk vy över de nätelement som har gränssnitt mot VDSL-modemet.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 interface, see Figure 32, which shows a logical view of the network elements that interface with the VDSL modem.

VDSL-modemet kan integreras fysiskt med nättermineringsutrustningen, och VDSL-modemet vid accessnoden kan fysiskt vara placerat i det skàp 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 l-ramformat av VDSL-modemet. Integrerat i skikt 1-ramen finns, bortsett från ramhuvudet och 506 656 64 nyttolasten, ett antal informationsfâlt för hanterings- och styrinformation. Dessa hanterings- och styrfält inkluderar olika larmindikatorer, sàsom SDH-larm, t. ex. AIS- (giltig endast om SDH tas hela vågen till kundutrymmena) mätningar 5 av bitfelsfrekvens för prestandaövervakning, indikeringar på om synkronisering är dålig, eller förlorad, utrustningshanteringslarm för förlust av strömförsörjning och för hög temperatur etc. Hanteringsfälten inkluderar också aktivering av olika slingtester på modemet, för drift 10 och underhàllsändamàl. 506 636 65 TABELL l Systemparametrar för det samlade systemet Ortogonalitet mellan modem Nej Duplexmetod Separata band Frekvensmellanrum mellan upp- Beroende pà duplexfilter- /ned-dataflöde karakteristiken Nettobithastighet, - uppströms 2 Mbit/s - nedströms 13 eller 26 Mbit/s Bruttobithas:ighet, - uppströms Kodningsberoende - nedströms Kodningsberoende Kabellängd < 1300 meter Kabelbandbredd 10 MHz Modulering, enstaka bärvág - uppströms O-4096 QAM - nedströms 0-4096 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 506 636 66 Bitfelsfrekvens 104 Inflätningsfördröjning 0,5 ms (Interleaving delay) Systemmarginal 6 dB CCH - bandbredd 1 bärvâg, minimum 16 kbit/s - protokoll HDLC Sample clk 20 MHz il0ppm Ram clk 20 MHz/(2048+1l2) = 9,19 kHz 506 636 67 TABELL 2 Systemparametrar för Sändaren Inflätning (Interleaving) - djup 2 x ramar - fördröjning 0,5 ms DAC-upplösning 84 dB Klippnings-algoritm Nej (Clipping algorithm) IFFT - 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 506 656 TABELL 3 68 Systemparametrar för Mottagaren ADC-upplösning 66 dB FFT - typ Reell - punkter 2048 - upplösning 16 bit LP-filter LP 10 MHz Synkronisering - jitter < 0,5 ns VCXO i25 ppm, lOppm/V känslighet - DAC 18 bit, omrâde O-5 V - upplösning 1/100 av en sample 506 636 69 TABELL 4 Bärvågsmodes Mode Sänd Bitladdning Utjämna Skalning CM1 Data 2 - 12 Ja Ja cM2 Nej o Nej o CM3 Synk-info O Ja, synk Ja, lågNT (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 10 and maintenance purposes. 506 636 65 TABLE l 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 characteristic Net bit rate, - upstream 2 Mbit / s - downstream 13 or 26 Mbit / s - upstream Coding dependent - downstream Coding dependent Cable length <1300 meters Cable bandwidth 10 MHz Modulation, single carrier - upstream O-4096 QAM - downstream 0-4096 QAM Number of carriers, a total of 1024 Bandwidth for each carrier 9, 77 kHz 128 Cycling (Cycling) DMT Access technology VDSL Signal power -60 dBm / Hz 506 636 66 Bit error rate 104 Interleaving delay 0.5 ms (Interleaving delay) System margin 6 dB CCH - bandwidth 1 carrier, minimum 16 kbit / s - protocol HDLC Sample clk 20 MHz il0ppm Frame clk 20 MHz (2048 + 1l2) = 9.19 kHz 506 636 67 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) IFFT - 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 506 656 TABLE 3 68 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, lOppm / V sensitivity - DAC 18 bit, range O-5 V - resolution 1/100 of a sample 506 636 69 TABLE 4 Carrier mode Mode Sent Bit charge Smoothing Scaling CM1 Data 2 - 12 Yes Yes cM2 No o No o CM3 Sync info O Yes, sync Yes, low

Claims (26)

506 636 W N 70 PATENTKRAV506 636 W N 70 PATENT REQUIREMENTS 1. En mottagare för användning i ett multibärvàgstransmissionssystem som använder ortogonala bärvågor, i vilken en mottagarsamplingsklocka synkroniseras med en sändarsamplingsklocka genom faslåsning av nämnda mottagarsamplingsklocka till en pilotbärvág, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda mottagare inkluderar: - en första àterkopplingsslinga anordnad att rikta in nämnda mottagares ramsynkronisering genom användning av en ramsynkroniseringavvikelsesignal för att styra en oscillatoranordning anordnad att producera nämnda mottagarsamplingsklocka; och - en andra återkopplingsslinga anordnad att kompensera för kanaleffekter genom användning av en signal som representerar en argumentvärdeberäkning av nämnda pilotbärvàg för att styra nämnda oscillatoranordning.A receiver for use in a multi-carrier transmission system using orthogonal carriers, in which a receiver sampling clock is synchronized with a transmitter sampling clock by phase locking said receiver sampling clock to a pilot carrier, characterized in that said receiving receiver includes: frame synchronization by using a frame synchronization deviation signal to control an oscillator device arranged to produce said receiver sampling clock; and - a second feedback loop arranged to compensate for channel effects by using a signal representing an argument value calculation of said pilot carrier to control said oscillator device. 2. En mottagare enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda oscillatoranordning är en VCXO.A receiver according to claim 1, characterized in that said oscillator device is a VCXO. 3. En mottagare enligt antingen patentkrav 1, eller patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda multibârvágstransmissionssystem är ett DMT- transmissionssystem.A receiver according to either claim 1, or claim 2, characterized in that said multi-carrier transmission system is a DMT transmission system. 4. En mottagare enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda multibárvágstransmissionssystem är ett DMT-baserat VDSL- system.A receiver according to any one of the preceding claims, characterized in that said multi-carrier transmission system is a DMT-based VDSL system. 5. En mottagare enligt något av föregående patentkrav, 10 20 25 30 506 636 71 k ä n n e t e c k n a d av att nämnda mottagare inkluderar korrelationsanordning ansluten till en topplägesestimatoranordning anordnad att producera nämnda ramtidsynkroniseringsavvikelsesignal.A receiver according to any one of the preceding claims, characterized in that said receiver includes a correlation device connected to a peak position estimator device arranged to produce said frame time synchronization deviation signal. 6. En mottagare enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda mottagare inkluderar anordning för pilotargumentvärdeberäkning anordnad att producera nämnda signal som representerar nämnda pilotargumentvärdeberäkning_A receiver according to any one of the preceding claims, characterized in that said receiver includes a pilot argument value calculation device arranged to produce said signal representing said pilot argument value calculation. 7. En mottagare enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda anordning för värdeberäkning av toppläge och nämnda anordning för värdeberäkning av pilotargument var och en ansluts till áterkopplingsstyranordning som ansluts, via en D/A, till nämnda oscillatoranordning.A receiver according to claim 6, characterized in that said top position value calculation device and said pilot argument value calculation device are each connected to a feedback control device which is connected, via a D / A, to said oscillator device. 8. En mottagare enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda anordning för äterkopplingsstyrning omfattar tvâ återkopplingsstyranordningar vilkas utdata summeras för att producera en styrsignal för nämnda oscillatoranordning.A receiver according to claim 7, characterized in that said feedback control device comprises two feedback control devices whose output is summed to produce a control signal for said oscillator device. 9. En mottagare enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda signal som representerar nämnda pilotargumentvärdeberäkning fungerar som en utjämningsparameter och åstadkommer att nämnda oscillatoranordning justeras pá ett sätt som kompenserar för kanaleffekter.A receiver according to any one of the preceding claims, characterized in that said signal representing said pilot argument value calculation acts as a smoothing parameter and causes said oscillator device to be adjusted in a manner that compensates for channel effects. 10. En mottagare enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda mottagare arbetar enligt en synkroniseringsprocess som har följande beståndsdelar; 506 656 10 25 30 72 - raminriktning (frame alignment) genom justering av nämnda oscillatoranordning som svar på en ramsynkroniseringsavvikelse- signal; - utjämning genom justering av nämnda oscillator- anordning som svar pà nämnda signal som repre- senterar nämnda pilotbärvàgsargument; och - först efter det att en ”etableringsperiod” har gått till ända, justering av nämnda oscillatoranordning som svar på nämnda signal som representerar nämnda pilotbärvàgsargumentvärdeberäkning.A receiver according to any one of the preceding claims, characterized in that said receiver operates according to a synchronization process having the following components; 726 frame alignment by adjusting said oscillator device in response to a frame synchronization deviation signal; equalization by adjusting said oscillator device in response to said signal representing said pilot carrier argument; and - only after an "establishment period" has ended, adjusting said oscillator device in response to said signal representing said pilot carrier argument value calculation. 11. En mottagare enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda signal som representerar nämnda pilotbärvàgsargumentvärdeberäkning används för att utjämna tidsvariationer i kanalkarakteristik för en kanal över vilken nämnda pilotbärvág sänds.A receiver according to any one of the preceding claims, characterized in that said signal representing said pilot carrier argument value calculation is used to compensate for time variations in channel characteristics of a channel over which said pilot carrier is transmitted. 12. En mottagare enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att övervakningsanordning tillhandahàlles för att övervaka ramsynkroniseringsavvikelser och för att initiera resynkronisering om nämnda ramsynkroniseringsavvikelser överstiger ett stort förutbestämt värde.A receiver according to any one of the preceding claims, characterized in that a monitoring device is provided for monitoring frame synchronization deviations and for initiating resynchronization if said frame synchronization deviations exceed a large predetermined value. 13. En transceiver, inkluderande en sändare och en mottagare, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda mottagare är en mottagare enligt något av föregående patentkrav.A transceiver, including a transmitter and a receiver, characterized in that said receiver is a receiver according to any one of the preceding claims. 14. Ett multibärvàgstransmissionssystem som använder ortogonala bärvàgor, i vilket en mottagarsamplingsklocka fasläses till en pilotbärvàg, k ä n n e t e c k n a t av 10 25 30 35 506 636 73 att nämnda multibärvágstransmissionssystem inkluderar tvâ transceivrar enligt patentkrav 13.A multi-carrier transmission system using orthogonal carriers, in which a receiver sampling clock is phased to a pilot carrier, characterized in that said multi-carrier transmission system includes two transceivers according to claim 13. 15. I ett multibärvàgstransmissionssystem, i vilket en sändare och en mottagare är synkroniserade med hjälp av en pilotbärvàg sänd av nämnda sändare till nämnda mottagare, en metod att återhämta, vid nämnda mottagare, nämnda sändares samplingsklocka från nämnda pilotsignal och synkronisera nämnda sändare med nämnda mottagare, kännetecknad av stegen: att hämta en ramsynkroniseringsavvikelsesignal; - att använda nämnda ramsynkroniseringsavvikelse- signal för att rikta in en mottagen ramstruktur med en sänd ramstruktur; och - hämta en várdeberäkning av nämnda pilotbärvàgs- argument och använda den som en utjämnings- parameter för att kompensera för kanalinfluens.In a multi-carrier transmission system, in which a transmitter and a receiver are synchronized by means of a pilot carrier transmitted by said transmitter to said receiver, a method of retrieving, at said receiver, said transmitter's sampling clock from said pilot signal and synchronizing said transmitter with said receiver. , characterized by the steps of: retrieving a frame synchronization deviation signal; - using said frame synchronization deviation signal to align a received frame structure with a transmitted frame structure; and - retrieve a value calculation from said pilot carrier argument and use it as an equalization parameter to compensate for channel influence. 16. En transceiver, ett multibärvâgstransmissionssystem, eller en metod enligt något av patentkraven 13 till 15, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda multibärvàgstransmissionssystem är ett DMT-system.A transceiver, a multicarrier transmission system, or a method according to any one of claims 13 to 15, characterized in that said multicarrier transmission system is a DMT system. 17. En transceiver, ett multibärvágstransmissionssystem, eller en metod enligt patentkrav 16, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda multibärvàgstransmissionssystem är ett DMT-baserat VDSL- system.A transceiver, a multicarrier transmission system, or a method according to claim 16, characterized in that said multicarrier transmission system is a DMT-based VDSL system. 18. I ett multibärvágstransmissionssystem som använder ortogonala bärvàgor, i vilket en mottagarsamplingsklocka synkroniseras med en sändarsamplingsklocka genom faslàsning av nämnda mottagarsamplingsklocka till en pilotbärvàg som ßw-vufi. 506 636 74 sänds av nämnda sändare, en metod att synkronisera nämnda mottagares samplingsklocka till nämnda sändarsamplingsklocka, k ä n n e t e c k n a d av stegen att: Un - rikta in nämnda mottagares ramsynkronisering genom att använda en ramsynkroniseringsavvikelse- signal för att styra nämnda mottagares samplings- klocka; och - kompensera för kanaleffekter genom att använda en signal som representerar en argumentvärdeberäkning av nämnda pilotbärvàg för att styra nämnda mottagares samplingsklocka.18. In a multi-carrier transmission system using orthogonal carriers, in which a receiver sampling clock is synchronized with a transmitter sampling clock by phasing said receiver sampling clock to a pilot carrier as ßw-vu fi. 506 636 74 is transmitted by said transmitter, a method of synchronizing said receiver's sampling clock to said transmitter sampling clock, characterized by the steps of: - Aligning said receiver's frame synchronization by using a frame synchronization deviation signal to control; and - compensating for channel effects by using a signal representing an argument value calculation of said pilot carrier to control said receiver's sampling clock. 19. En metod enligt patentkrav 18, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda multibärvágstransmissionssystem är ett DMT- transmissionssystem.A method according to claim 18, characterized in that said multi-carrier transmission system is a DMT transmission system. 20. 20. En metod enligt antingen patentkrav 18, eller 19, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda multibärvàgstransmissionssystem är ett DMT-baserat VDSL- system. 25A method according to either claim 18, or 19, characterized in that said multi-carrier transmission system is a DMT-based VDSL system. 25 21. En metod enligt något av patentkraven 18 till 20, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda ramsynkroniseringsavvikelsesignal erhålles, genom korrelering, från en ström av mottagna tidsdomändata. 30A method according to any one of claims 18 to 20, characterized in that said frame synchronization deviation signal is obtained, by correlation, from a stream of received time domain data. 30 22. En metod enligt något av patentkraven 18 till 21, b: UI k ä n n e t e c k n a d av att nämnda ramsynkroniseringsavvikelsesignal adderas till nämnda signal som representerar en argumentvärdeberäkning av nämnda pilotbärvàg att producera en mottagarsamplingsklocksstyrsignal_ UI 506 636 75A method according to any one of claims 18 to 21, b: UI characterized in that said frame synchronization deviation signal is added to said signal representing an argument value calculation of said pilot carrier to produce a receiver sampling clock control signal_UI 506 636 75 23. En metod enligt något av patentkraven 18 till 22, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda signal som representerar nämnda pilotargumentvärdeberäkning fungerar som en utjämningsparameter och åstadkommer att nämnda oscillatoranordning justeras på ett sätt som kompenserar för kanaleffekter.A method according to any one of claims 18 to 22, characterized in that said signal representing said pilot argument value calculation acts as a smoothing parameter and causes said oscillator device to be adjusted in a manner that compensates for channel effects. 24. En metod enligt något av patentkraven 18 till 23, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda metod inkluderar följande beståndsdelar: - raminriktning, mellan nämnda mottagare och nämnda sändare, genom justering av nämnda mottagares samplingsklocka som svar på en ratsynkroniseringsavvikelsesignal. - utjämning av en kanal över vilken nämnda pilotsignal sänds genom justering av nämnda mottagares samplingsklocka som svar på nämnda signal som representerar nämnda pilotbärvàgs- argument; och - först efter det att en ”etableringsperiod” gått till ända, justering av nämnda mottagares samplingsklocka som svar på nämnda signal som representerar nämnda pilotbärvàgsargument.A method according to any one of claims 18 to 23, characterized in that said method includes the following components: frame direction, between said receiver and said transmitter, by adjusting said receiver's sampling clock in response to a rate synchronization deviation signal. smoothing a channel over which said pilot signal is transmitted by adjusting the sampling clock of said receiver in response to said signal representing said pilot carrier argument; and - only after an "establishment period" has ended, adjusting the sampling clock of said receiver in response to said signal representing said pilot carrier argument. 25. En metod enligt något av patentkraven 18 till 24, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda signal som representerar nämnda pilotbärvàgsargumentvärdeberäkning används för att utjämna för tidsvariationer i kanalkarakteristik i en kanal över vilken nämnda pilotbärvàg sänds.A method according to any one of claims 18 to 24, characterized in that said signal representing said pilot carrier argument value calculation is used to compensate for time variations in channel characteristics in a channel over which said pilot carrier is transmitted. 26. En metod enligt något av patentkraven 18 till 25, 506 636 76 k ä n n e t e c k n a d av att nämnda ramsynkroniseringsavvikelser övervakas och att initiering av en resynkronisering sker om nämnda A ramsynkroniseringsavvikelser överstiger ett stort 5 förutbestämt värde.A method according to any one of claims 18 to 25, 506 636 76 characterized in that said frame synchronization deviations are monitored and that initiation of a resynchronization takes place if said A frame synchronization deviations exceed a large predetermined value.
SE9603189A 1996-05-24 1996-09-02 Receiver for use with multicarrier transmission system using orthogonal carriers SE506636C2 (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9603189A SE506636C2 (en) 1996-05-24 1996-09-02 Receiver for use with multicarrier transmission system using orthogonal carriers
DE69718799T DE69718799T2 (en) 1996-09-02 1997-09-01 IMPROVEMENTS IN OR WITH REGARD TO MULTI-CARRIER TRANSFER SYSTEMS
PCT/SE1997/001452 WO1998010547A2 (en) 1996-09-02 1997-09-01 Improvements in, or relating to, multi-carrier transmission systems
JP51255498A JP4447056B2 (en) 1996-09-02 1997-09-01 Improvements in or related to multi-carrier transmission systems
AT97939276T ATE232034T1 (en) 1996-09-02 1997-09-01 IMPROVEMENTS IN, OR RELATING TO, MULTI CARRIER TRANSMISSION SYSTEMS
US09/147,746 US6363128B1 (en) 1996-09-02 1997-09-01 Multi-carrier transmission systems
EP97939276A EP0922342B1 (en) 1996-09-02 1997-09-01 Improvements in, or relating to, multi-carrier transmission systems
NO990769A NO990769L (en) 1996-09-02 1999-02-19 Multi-carrier transmission system, and receiver, transceiver and method for the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9601985A SE9601985D0 (en) 1996-05-24 1996-05-24 Synchronization in a DMT system
SE9603189A SE506636C2 (en) 1996-05-24 1996-09-02 Receiver for use with multicarrier transmission system using orthogonal carriers

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9603189D0 SE9603189D0 (en) 1996-09-02
SE9603189L SE9603189L (en) 1997-11-25
SE506636C2 true SE506636C2 (en) 1998-01-26

Family

ID=26662628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9603189A SE506636C2 (en) 1996-05-24 1996-09-02 Receiver for use with multicarrier transmission system using orthogonal carriers

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE506636C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SE9603189D0 (en) 1996-09-02
SE9603189L (en) 1997-11-25

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
US6181714B1 (en) Multi-carrier transmission systems
US6466629B1 (en) Multi-carrier transmission systems
EP0920756B1 (en) Improvements in, or relating to, multi-carrier transmission systems
EP0922342B1 (en) Improvements in, or relating to, multi-carrier transmission systems
EP0922343B1 (en) Improvements in, or relating to, multi-carrier transmission systems
EP0922346B1 (en) Improvements in, or relating to, multi-carrier transmission systems
EP0923822B1 (en) Improvements in, or relating to, multi-carrier transmission systems
EP0922344B1 (en) Improvements in, or relating to, multi-carrier transmission systems
US6438174B1 (en) Multi-carrier transmission systems
SE506636C2 (en) Receiver for use with multicarrier transmission system using orthogonal carriers
SE506644C2 (en) Channel value calculating and equalisation system for use in multiple carrier wave system
SE506635C2 (en) Receiver for multiple carrier wave transmission system
SE506637C2 (en) Receiver for use with multicarrier transmission system using orthogonal carriers
SE506638C2 (en) Receiver used with multicarrier transmission system using orthogonal carriers
SE506641C2 (en) Multicarrier transmission system with channel data sent between two transceivers
SE506642C2 (en) Binary data transmission method especially for VDSL transmission system
SE506640C2 (en) Multiple carrier transmission system with channel data sent between two transceivers
SE506643C2 (en) Multi-carrier wave transmission system e.g. for VDSL system
SE506634C2 (en) Multiple carrier wave transmission system
SE506639C2 (en) Multicarrier transmission system receiver

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 9603189-3

Format of ref document f/p: F