SE506644C2 - Channel value calculating and equalisation system for use in multiple carrier wave system - Google Patents

Channel value calculating and equalisation system for use in multiple carrier wave system

Info

Publication number
SE506644C2
SE506644C2 SE9603197A SE9603197A SE506644C2 SE 506644 C2 SE506644 C2 SE 506644C2 SE 9603197 A SE9603197 A SE 9603197A SE 9603197 A SE9603197 A SE 9603197A SE 506644 C2 SE506644 C2 SE 506644C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
carrier
value
channel
signal
frame
Prior art date
Application number
SE9603197A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9603197L (en
SE9603197D0 (en
Inventor
Mikael Isaksson
Magnus Johansson
Harry Erland Tonvall
Lennart Olsson
Tomas Stefansson
Hans Oehman
Kjell Gunnar Bahlenberg
Anders Imanuel Isaksson
Sven Goeran Oekvist
Karin Lis-Mari 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 to SE9602242A priority Critical patent/SE9602242D0/en
Application filed by Telia Ab filed Critical Telia Ab
Priority to SE9603197A priority patent/SE506644C2/en
Publication of SE9603197D0 publication Critical patent/SE9603197D0/en
Priority to DE69723563T priority patent/DE69723563T2/en
Priority to JP51256298A priority patent/JP4130997B2/en
Priority to EP97939280A priority patent/EP0922346B1/en
Priority to PCT/SE1997/001460 priority patent/WO1998010555A2/en
Priority to US09/147,744 priority patent/US6320903B1/en
Priority to AT97939280T priority patent/ATE245324T1/en
Publication of SE9603197L publication Critical patent/SE9603197L/en
Publication of SE506644C2 publication Critical patent/SE506644C2/en
Priority to NO990777A priority patent/NO990777L/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
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/005Control of transmission; Equalising

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)
  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)

Abstract

The modifying auxiliary device is used to modify the compensation parameters in small stages so that an equalisation auxiliary device converges in the inverted channel model. An output signal (U) from the auxiliary device is fed to a detector/quantifying auxiliary device, and an output signal (Y) from the detector/quantifying auxiliary device is fed to a first input on the modifying auxiliary device. An output signal (EQ) from the modifying auxiliary device is fed to the compensating auxiliary device. The output signal, Y, is fed to a symbol decoding auxiliary device which produces a decoded data flow. The modifying auxiliary device is operatively connected to a variance value calculating auxiliary device, which is arranged to produce a signal (W) which indicates an interference variance on each of the carrier waves in the multiple carrier wave system.

Description

506 644 25 30 Eftersom interferens mellan par i kopparparkabel är högre där data sänds i båda riktningar, dvs symmetrisk duplex, har för ett antal transmissionsförslag föreslagits 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 perspektivet kommer symmetriska duplexsystem att erfordras. Since interference between pairs in copper pair cable is higher where data is transmitted in both directions, ie symmetrical duplex, the use of asymmetric solutions in which high data rates are transmitted only in one direction has been proposed for a number of transmission proposals. Such solutions meet many of the requirements for high bandwidth services, such as video-on-demand, but in the long run symmetrical duplex systems will be required.

VDSL-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 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.

Fyra linjekoder har föreslagits för VDSL: - CAP; en version av QAM med undertryckt bärvàg, AM/PM, för passiva NT- ”Bärvågslös” (carrierless) konfigurationer, CAP skulle använda QPSK upp- ströms och en typ av TDMA för multiplexering (ehuru CAP inte utesluter en lösning med FDM för uppströms multiplexering); - DMT; Discrete Multi-Tone, ett multibärvågs- 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 mulïiplexering (ehuru DMT inte utesluter en strategi med TDMA-multiplexering); UI 10 25 30 (fl CD Ö\ O\ ¥> 4> - DWMT; Diskret Wavelet multiton Multi-Tone), ett multibärvågssystem som använder (Discrete Wavelet ”Wavelet-omvandlingar” (Wawelet transforms) för att skapa och demodulera individuella bärvågor; DWMT använder också FDM för uppströms multiplexering, men tillåter också TDMA; och - SLC; version av basbandssignalering med fyra nivåer Enkel linjekodning (Simple Line Code), en som filtrerar basbandet och återställer det vid mottagaren, för passiva NT-konfigurationer; det är mest troligt att SLC kommer att använda TDMA för uppströms multiplexering, ehuru FDM är möjlig.Four line codes have been proposed for VDSL: - CAP; a version of QAM with suppressed carrier, AM / PM, for passive NT "carrierless" configurations, CAP would use QPSK upstream and a type of TDMA for multiplexing (although CAP does not exclude a solution with FDM for upstream multiplexing ); - DMT; Discrete Multi-Tone, a multi-carrier system that uses discrete Fourir Transforms to create and demodulate individual carriers, for passive NT configurations; DMT would use FDM for upstream multiplexing (although DMT does not exclude a TDMA multiplexing strategy); UI 10 25 30 (fl CD Ö \ O \ ¥> 4> - DWMT; Discrete Wavelet multitone Multi-Tone), a multi-carrier system that uses (Discrete Wavelet "Wavelet transforms" (Wawelet transforms) to create and demodulate individual carriers; DWMT also uses FDM for upstream multiplexing, but also allows TDMA; and - SLC; four-level baseband signaling Simple Line Code, one that filters the baseband and resets it at the receiver, for passive NT configurations; it is likely that SLC will use TDMA for upstream multiplexing, although FDM is possible.

Tidiga versioner av VDSL kommer att använda frekvensmultiplex (frequency division multiplexing) för att separera nedströms- från uppströms kanaler, och båda dessa från POTS och ISDN. Ekosläckning kan komma att behövas för senare generazioner av system med symmetriska datahastigheter. Ett tämligen stort avstånd, i frekvens, kommer att upprätthållas mellan den lägsta datakanalen och POTS för att möjliggöra mycket enkla och kostnadseffektiva POTS-linjedelare (splitters). Normal användning skulle placera nedströmskanalen ovanför uppströmskanalen. DAVIC- specifikationen vänder emellertid 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.

Modern multibårvågsteknik som använder ortogonala bärvågor med QAM-konstellationer av hög ordning för överföringen av en mångfald (plurality) av bitar per bärvåg och symbol, använder någon metod för att bestämma en omvänd (inverse) analmodell som skall användas i en utjâmnings- /anpassningsprocess (equalization). I frekvensplanet 506 644 30 baseras denna normalt på en värdeberäkning av kanaldämpningen och fasen för varje bärvág.Modern multi-carrier technology using orthogonal carriers with high order QAM constellations for the transmission of a plurality of bits per carrier and symbol, uses some method to determine an inverse anal model to be used in a smoothing / adaptation process ( equalization). In the frequency plane 506 644, this is normally based on a value calculation of the channel attenuation and the phase for each carrier.

Ett mål med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en förenklad utjämningsmetod som använder data vid symboldetektoringången (input) och utgången (output) för att på ett adaptivt sätt värdeberäkna en omvänd (inverse) kanalmodell.An object of the present invention is to provide a simplified equalization method which uses data at the symbol detector input (input) and the output (output) to in an adaptive manner calculate the value of an inverse channel model.

Ett annat mål med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla ett förenklat kanalvärdeberäknings- och utjämningssystem som använder data vid symboldetektorin- mätningen och utmatningen för att adaptivt värdeberäkna en omvänd kanalmodell.Another object of the present invention is to provide a simplified channel value calculation and equalization system that uses data in the symbol detector measurement and output to adaptively value a reverse channel model.

Ytterligare ett mål med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en multibärvågstransceiver som inkluderar en förenklad utjämningsenhet (equaliser) som använder data vid symboldetektorinmatningen och utmatningen för att adaptivt värdeberäkna en omvänd kanalmodell.Another object of the present invention is to provide a multi-carrier transceiver that includes a simplified equalizer that uses data in the symbol detector input and output to adaptively value a reverse channel model.

Enligt en första aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahâlles ett kanalvärdeberäknings- och utjämningssystem för användning i ett multibärvågssystem, anordnat att adaptivt uppdatera utjämningsparametrar i kanalmodell, kännetecknat av att modifieringshjälpmedel tillhandahâlles frekvensplanet för en omvänd (inverse) för att modifiera nämnda utjämningsparametrar i små steg så att ett utjämningshjälpmedel konvergerar i nämnda omvända kanalmodell.According to a first aspect of the present invention, there is provided a channel value calculation and equalization system for use in a multi-carrier system, arranged to adaptively update equalization parameters in channel model, characterized in that modification aids are provided in the frequency plane of an inverse step to modify an equalization aid converges in said inverted channel model.

Vid användning kan en utsignal, U, från nämnda utjämningshjälpmedel matas till ett detektor/kvantiseringshjälpmedel, en utsignal, Y, från nämnda detektor/kvantiseringshjälpmedel kan matas till en första ingång (input) på nämnda modifieringshjälpmedel, och 20 506 644 en utsignal, EQ, från nämnda modifieringshjälpmedel kan matas till nämnda utjämningshjälpmedel.In use, an output signal, U, from said equalization aid may be supplied to a detector / quantization aid, an output signal, Y, from said detector / quantization aid may be supplied to a first input of said modification aid, and an output signal, EQ, from said modifying aid can be fed to said leveling aid.

Vid användning kan nämnda utsignal, Y, matas till ett symbolavkodningshjälpmedel anpassat att producera en avkodad dataström.In use, said output signal, Y, can be fed to a symbol decoding aid adapted to produce a decoded data stream.

Nämnda modifieringshjälpmedel kan operativt vara anslutet till variansvärdeberäkningshjälpmedel anpassat att producera en signal, W, som indikerar en varians av interferens pá varje bärvág i nämnda multibärvágssystem.Said modification aid may be operatively connected to variance value calculation means adapted to produce a signal, W, which indicates a variance of interference on each carrier in said multi-carrier system.

Nämnda modifieringshjälpmedel kan arbeta med en algoritm som definieras genom: .U som = nok + ___ .EQVUKÉ (Yk- Uk) [Uklz där p är en positiv konstant Ip << 1) for att bestämma successiva värden på nämnda ;:jämnings;arametrar.Said modification aid can work with an algorithm defined by: .U as = nok + ___ .EQVUKÉ (Yk- Uk) [Uklz where p is a positive constant Ip << 1) to determine successive values of said;: equation; parameters .

I 2 Uttrycket p/|Uk i algoritmen kan ersättas av: 2-integer(2.log IUM), integerflog p) z z Exponenten: -integer (2.log2|Uk|)+ integerílogzp) kan produceras genom användning av ett absolutvärde pà Uk som ett inmatningsvärde till en binär prioritetskodare och negera en utmatning därav.I 2 The expression p / | Uk in the algorithm can be replaced by: 2-integer (2.log IUM), integer fl and p) zz The exponent: -integer (2.log2 | Uk |) + integerílogzp) can be produced by using an absolute value of Uk as an input value to a binary priority encoder and negate an output thereof.

Multiplikativa operationer i nämnda algoritm kan implementeras med hjälp av en barrel-skiftare (barrel shifterš. 506 644 20 30 Ett värde pà interferensvarians på respektive bärvàg i nämnda multibärvågssystem kan värdeberäknas med användning av en standardmetod att integrera kvadrerade avvikelser från ett medelvärde, i vilket varje kvantiserat värde, Y, används som ett medelvärde för ett omfång av datavärden, U, som kvantiseras till Y.Multiplicative operations in said algorithm can be implemented by means of a barrel shifter (barrel shifterš. 506 644 20 30 A value of the interference variance of each carrier in said multi-carrier system can be value calculated using a standard method of integrating squared deviations from an average value, in which each quantized value, Y, is used as an average value for a range of data values, U, which is quantized to Y.

Ett värde på interferensvariansen för varje bärvåg i nämnda multibärvågssystem kan värdeberäknas med användning av en algoritm som definieras genom: WN = (1-s).wk+s.|Yk_Uk|2 i vilken integration simuleras med hjälp av ett exponentiellt viktat medelvärdesbildande filter och 8 är en liten positiv konstant (8 << 1).A value of the interference variance for each carrier in said multi-carrier system can be valued using an algorithm defined by: WN = (1-s) .wk + s. | Yk_Uk | 2 in which integration is simulated by means of an exponentially weighted averaging filter and 8 is a small positive constant (8 << 1).

Enligt en andra aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahålles ett modem, för användning i ett multibärvågssystem, kännetecknat av att i nämnda modem ingår ett sådant kanalvärdeberäknings- och uïjämningssystem som anförts i de föregående styckena.According to a second aspect of the present invention, there is provided a modem, for use in a multi-carrier system, characterized in that said modem includes such a channel value calculation and equalization system as stated in the preceding paragraphs.

Enligt en tredje aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahålles en transceiver, för användning i ett multibärvàgssystem, kännetecknad av att i nämnda transceiver ingår ett sådant modem som anförts i föregående stycke.According to a third aspect of the present invention, there is provided a transceiver, for use in a multi-carrier system, characterized in that said transceiver includes such a modem as stated in the preceding paragraph.

Nämnda multibärvågssystem kan vara ett DMT VDSL transmissionssystem som använder diskret Fourier- transformering för att skapa och demodulera individuella bärvågor.Said multi-carrier system may be a DMT VDSL transmission system that uses discrete Fourier transform to create and demodulate individual carriers.

Enligt en fjärde aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahålles ett DMT VDSL transmissionssystem som använder diskret Fourier- transformering för att skapa och demodulera individuella bärvågor, kännetecknat av att i nämnda DMT VÉSL Un 20 506 644 transmissionssystem ingàr åtminstone tvâ transceivrar såsom framlagts ovan.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a DMT VDSL transmission system using discrete Fourier transform to create and demodulate individual carriers, characterized in that said DMT VÉSL Un 20 506 644 transmission system includes at least two transceivers as set forth above.

Enligt en femte aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahàlles en metod att adaptivt uppdatera utjämningsparametrar i frekvensplanet hos en omvänd (inverse) kanalmodell i ett multibärvágssystem, kännetecknad av att nämnda utjämningsparametrar modifieras i smà steg så att utjämning konvergerar i nämnda omvända kanalmodell.According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of adaptively updating equalization parameters in the frequency plane of an inverse channel model in a multi-carrier system, characterized in that said equalization parameters are modified in small steps so that equalization converges in said reversal channel.

En signal, U, som representerar utjämnad data, kan överföras till ett detektor/kvantiseringshjålpmedel med användning av en utsignal, Y, från nämnda detektor/kvantiseringshjälpmedel, tillsammans med nämnda v11 signal, U, för att erhaiia estimatorer, EQ, för nämnda utjämningsparametrar.A signal, U, representing equalized data, can be transmitted to a detector / quantization aid using an output signal, Y, from said detector / quantization aid, together with said v11 signal, U, to obtain estimators, EQ, for said equalization parameters.

Nämnda utsignal, Y, kan överföras till ett symbolavkodningshjälpmedel anpassat att producera en avkodad datasïröm.Said output signal, Y, can be transmitted to a symbol decoding aid adapted to produce a decoded data stream.

En signal, W, som indikerar en interferensvarians hos respektive bärvàg i nämnda multibärvàgssystem, kan erhållas från nämnda utsignal, Y, och nämnda signal, U, som representerar utjämnad data.A signal, W, indicating an interference variance of the respective carrier in said multi-carrier system, can be obtained from said output signal, Y, and said signal, U, representing smoothed data.

Successiva värden pâ nämnda utjämningsparametrar kan beräknas fràn en algoritm som definieras genom: .EQwUkÉ (Yk- Uk) EIQk_-_ = EQR + Uklz (p << l) . där p är en positiv konstant Uttrycket p/ÉUKP i algoritmen kan ersättas av: 2 -integer (2 . log §uk| ) + integefilog p) 2 z 506 644 20 Exponenten: -integer (2.log2|Uk|)+ integer(log2p) kan produceras genom användning av ett absolutvärde på Uk som ett invärde till en binär prioriteringskodare och negera en utmatning därav.Successive values of said equalization parameters can be calculated from an algorithm defined by: .EQwUkÉ (Yk- Uk) EIQk _-_ = EQR + Uklz (p << l). where p is a positive constant The expression p / ÉUKP in the algorithm can be replaced by: 2 -integer (2.log §uk |) + intege fi log p) 2 z 506 644 20 The exponent: -integer (2.log2 | Uk |) + integer (log2p) can be produced by using an absolute value of Uk as an input value to a binary priority encoder and negating an output thereof.

Multiplikativa operationer i nämnda algoritm kan implementeras med hjälp av en barrel-skiftare (barrel shifter).Multiplicative operations in said algorithm can be implemented by means of a barrel shifter.

Ett värde pá interferensvariansen pà respektive bärvåg i nämnda multibärvàgssystem kan värdeberäknas med användning av en standardmetod att integrera kvadrerade avvikelser från ett medelvärde, i vilket varje kvantiserat värde, Y, används som ett medelvärde för ett omfång av datavärden, U, som kvantiseras till Y.A value of the interference variance of each carrier in said multi-carrier system can be value calculated using a standard method of integrating squared deviations from an average value, in which each quantized value, Y, is used as an average value for a range of data values, U, which is quantized to Y.

Ett värde pá interferensvariansen för varje bärvåg i nämnda multibärvágssystem kan värdeberäknas med hjälp av en algoritm som definieras genom: I 2 Wk+l = (l"8) .wk+8. |Yk_Uk i vilken integration simuleras med användning av ett exponentiellt viktat medelvärdesbildande filter, och 8 är en liten positiv konstant (8 << 1).A value of the interference variance of each carrier in said multi-carrier system can be value calculated by means of an algorithm defined by: I 2 Wk + l = (l "8) .wk + 8. | Yk_Uk in which integration is simulated using an exponentially weighted mean value formation filter, and 8 is a small positive constant (8 << 1).

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.Figure 2 shows, in schematic form, a DMT system.

Figur 3 visar, grafiskt, de kanalseparationer som används i ett asymmetriskt DMT-transmissionssystem. 10 U: 20 Ia) UI 506 644 Figur 4 visar, i schematisk form, grundstenarna i ett multitonbärvàgssystemmodem som avses i den föreliggande uppfinningen.Figure 3 shows, graphically, the channel separations used in an asymmetric DMT transmission system. U: 20 Ia) UI 506 644 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 multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4, och som används för att underlätta implementering.Figure 5 shows, in schematic form, a partitioning of the multitone carrier system modem shown in Figure 4, which is used to facilitate implementation.

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

Figur 7 visar, i schematisk form, den ramstruktur som används i det 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 multitonbärvågssystemmodem 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/brusförhällandet (SNR-ratio) för frekvens i det multitonbärvägssystem som här beskrivs.Figure 9 shows, in graphical form, the dependence of the signal-to-noise ratio (SNR ratio) on frequency in the multitone carrier system described here.

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

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

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

Figur 13 visar, i schematisk form, den medelvärdesbildare (averager) som används i korrelatorn i Figur 12. 506 U: 20 25 644 10 Figur 14 visar, i schematisk form, en korrelationspositionsdetektor som används för det multitonbärvágssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 13 shows, in schematic form, the averager used in the correlator of Figure 12. 506 U: 20 25 644 10 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 multitonbärvågssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 15 shows, in schematic form, an overview of the synchronization unit used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

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

Figur 17 visar, i schematisk form, användningen av ett cykliskt prefix.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 multitonbärvâgssystemmodem 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 systemstyrningsgränssnittet (system controller interface) som används i det multitonbärvágssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 21 shows, in schematic form, an overview of the system controller interface used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 22 visar, i schematisk form, det sätt pà vilket tvà av de multitonbärvägssystemmodem, som visas i Figur 4, är sammankopplade för att skapa ett multitonbàrvàgstransmissionssystem.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.

Un 10 20 k) LI: 30 506 644 ll Figur 23 visar, i schematisk form, det vektorhanteringssystem som används i det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.Un 10 20 k) LI: 30 506 644 ll 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 multitonbärvågssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 25 shows, in schematic form, NU SC load distribution for BSI interruptions for the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

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

Figur 27 visar DAS-mönstret i schematisk form, för det modem för multitonbärvágssystem 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 multitonbärvágssystemmodem 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 multitonbàrvágssystemmodem 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” ASIC: Applikationsspecifik integrerad krets (Application Specific Integrated Circuit) 506 644 20 30 BPSK: BSI: BSI-D: BSI-U: CCH: CMl: CM2: CM3: CP: DAC: DAS: DFl: DF2: DF3: DMT: DWMT: 12 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 bärvàg (Carrier mode 1, bit~loaded and used carrier) Bärvàgstyp (mode) 2, (bort)maskad eller urstàndsatt bärvâg (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) Diskret Wavelet multiton (Discrete Wavelet Multi-Tone) W U X 30 EMC: FBC: FEXT: FFT: FTTN: Gl MUSIC: G2 MUSIC: G3 MUSIC: IFFT: IIR: ISDN: ISI: JTAG: LEX: LP: NT: 13 Elektromagnetisk kompatibilitet (Electro Magnetic Compatibility) Felkorrigering vid mottagaren (Forward Error Correction) Fjàrröverhörning (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 + tvâ, ASIC-implementering (Three + two ASIC implementation) Två chips' kisel-implementering (Two chips silicon implementation) Omvänd ”Fast Fourir”-transformering (Inverse Fas: 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) Nät(verks)enhet (Network Unit) 506 644 20 N OFDM: ONU: PGA: POTS: QAM: SC: SDH: SF: SNR: STB: SUS: SUSl: SUS2: TA: TDMA: UTP: VCXO: VDSL: 14 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 DFI 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) Digitala abonnentlinjer för mycket hög bithastighet (Very high bit-rate Digital Subscriber Lines) 15 506 644 15 Det system som den föreliggande uppfinningen avser, (MUlti- carrier System for the Installed Copper Network - hänvisas för enkelhetens skull till som ”MUSIC” Multibärvágssystem för det installerade kopparnätet). MUSIC är avsett att tillhandahålla höghastighetskommunikation på kopparparkabel för telefoni för stöd av bredbandiga multimediatjänster.ADC: Analog-to-Digital (A / D) Converter (Analog-to-Digital Converter) AIS: “Alarm In Signal” ASIC: Application Specific Integrated Circuit 506 644 20 30 BPSK: BSI: BSI-D : BSI-U: CCH: CM1: CM2: CM3: CP: DAC: DAS: DF1: DF2: DF3: DMT: DWMT: 12 Binary Phase Shift Keying BSI for Downlink Connection BSI for downlink connection BSI for uplink connection Control channel 1; bit-loaded and used carrier (Carrier mode 1, bit ~ loaded and used carrier) Carrier mode (mode) 2, (removed) masked or worn carrier (Carrier mode 2, masked out or disabled carrier) Carriage type (mode) 3, carrier arranged for zero bit charging, (Carrier mode 3, zero bit-loading enabled carrier) Cyclic Prefix Digital-to-Analog (D / A) converter (Digital-to-Analog converter) DF3 frame sequence (DF3 frame sequence) Data frame, random (random) data parallel CCH, (Data frame, random data parallel CCH) Data frame, random data one CCH (Data frame, random data one CCH) Data frame, fully bit loaded one CCH (Data frame, fully bit loaded one CCH) Discrete multiton ( Discrete Multi-Tone Discrete Wavelet Multi-Tone WUX 30 EMC: FBC: FEXT: FFT: FTTN: Gl MUSIC: G2 MUSIC: G3 MUSIC: IFFT: IIR: ISDN: ISI: JTAG: LEX: LP: NT : 13 Electro Magnetic Compatibility Electro Magnetic Compatibility Forward Error Correction End Cross Talk "Fast Fourier Transform" Fast Fourier Transform Fiber To The Node First generation, prototype system (VME-based) (Generation one, prototype system VME-based) Three + two, ASIC implementation (Three + two ASIC implementation) Two chips' silicon implementation (Inverse Fas: Fourir Transformation) Infinite Impulse Response International Standard for Digital Networks Inter-Symbol Interference Joint Test Action Group Local Exchange Low Pass Network Termination Network Termination 506 644 20 N OFDM: ONU: PGA: POTS: QAM: SC: SDH: SF: SNR: STB: SUS: SUSl: SUS2: TA: TDMA: UTP: VCXO: VDSL: 14 Orthogonal Frequency Division Multiplexing Optical network (works) unit ( Optical Network Unit) Programmable understand Progammable Gain Attenuator Conventional Plain Old Telephony Service Quadrature Amplitude Modulation System Controller Synchronous Digital Hierarchy Synch Frame Sync Frame to Signal to Interference Ratio -Noise Ratio) Set Top Box Synch Frame Sequence SF and DFI 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 Chrystal Oscillator Very high bit-rate Digital Subscriber Lines 15 506 644 The system to which the present invention relates, (Multi-carrier System for the Installed Copper Network - referred to for simplicity as "MUSIC" Multi-carrier system for the installed cup network). MUSIC is intended to provide high-speed communication on copper pair cable for telephony to support broadband multimedia services.

(SE 9603197-6) och de i korsreferens arrangerade patentspecifikationerna SE 9603187-7, SE 9603188-5, SE 9603189-3, SE 9603190-l, SE 9603191-9, SE 9603192-7, SE 9603193-5, SE 9603194-3, SE 9603195-O, SE 9603196-8 och SE 9603198-4, erbjuder en kostnadseffektiv och robust kundimplementering med kisel, MUSIC-systemet som beskrivs i denna som ger 26:2 eller l3:2 Mbit/s asymmetrisk transmission över kopparkabel ( lokala telefoninät.(SE 9603197-6) and the patent specifications arranged in cross-reference SE 9603187-7, SE 9603188-5, SE 9603189-3, SE 9603190-1, SE 9603191-9, SE 9603192-7, SE 9603193-5, SE 9603194- 3, SE 9603195-O, SE 9603196-8 and SE 9603198-4, offers a cost-effective and robust customer implementation with silicon, the MUSIC system described in this 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 (Fibre To som var och en nätverkskoncept som är känt som Fiber till Noden The Node = FTTN), betjänar många användare, fram till ett kopplingsskåp i som använder optisk fiber, närheten av användarnas hem. Sålunda kan kabellängdsspecifikationen för MUSIC framgångsrikt begränsas till 1300 meter.The MUSIC system can be accessed using it (Fiber To which is each a network concept known as Fiber to the Node The Node = FTTN), serves many users, up to a control cabinet in which uses optical fiber, the proximity of the users' homes. Thus, the cable length specification for MUSIC can be successfully limited to 1300 meters.

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

Figur 1 visar MUSIC-systemet. En nätverksenhet, NU, är ansluten till det fasta nätet genom en optisk fiberlänk, (FTTN). En nätverksterminering, NT, ansluten till en multimedia-applikation, t.ex. video-on-demand, är länkad till NU:n via kopparkabel. MUSIC-systemet stöder en hög datahastighet nedströms och en mycket lägre datahastighet uppströms. 506 644 10 IS 20 30 16 I MUSIC-systemet som beskrivs här, stöds två bestämda bithastigheter (l3:2 och 26:2 Mbit/s), lägre bithastigheten l3:2 Mbit/s kan implementeras som en där den extra valmöjlighet för användning vid dåliga, eller extremt långa, kopparkablar.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 multimedia application, e.g. video-on-demand, is linked to the NOW via copper cable. The MUSIC system supports a high data rate downstream and a much lower data rate upstream. 506 644 10 IS 20 30 16 In the MUSIC system described here, two fixed bit rates are supported (l3: 2 and 26: 2 Mbit / s), the lower bit rate l3: 2 Mbit / s can be implemented as one where the extra option for use in case of poor, or extremely long, copper cables.

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

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

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

MUSIC-systemet är ett DMT-baserat, multibärvàgs VDSL-system som använder diskret Fourier-transformering för att skapa och demodulera individuella bärvàgor. Detta visas som visar två transceivrar vilka var och en har Rx, tvinnat kopparpar. Data sänds mellan de två transceivrarna i Figur 2, en mottagare, och en sändare, Tx, ansluten till ett 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 bärvâgorna kan också variera, beroende på kanalkvalitê.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 showing two transceivers each having an Rx twisted copper pair. Data is transmitted between the two transceivers in Figure 2, a receiver, and a transmitter, Tx, connected to one 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.

En multibärvågsmoduleringsteknik som DMT hanterar frekvensberoende förluster och störningar på tvinnad parkabel på ett effektivt sätt. I MUSIC-systemet delas den tillgängliga bandbredden på 10 MHz upp på 1024 bärvågor med W 506 644 17 en bredd på vardera 9,77 kHz. Den tilldelade överföringseffekten för de individuella bärvágorna beror pà störningseffekten och överföringsförlusterna på vart och ett av banden. Varje bärvág förmedlar multiniväpulser (multilevel pulses) som kan representera upp till 12 bit data (4096 QAM). Den individuella bärvägens signal/brusförhàllande (SNR) beräknas på mottagarsidan. Om en bärvág har ett högt SNR, placeras upp till 12 bit pà denna bärvág. För bärvägor med lägre SNR-värden placeras färre bitar på bärvágen. 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.A multi-carrier modulation technology such as DMT handles frequency-dependent losses and interference on twisted pair cable efficiently. In the MUSIC system, the available bandwidth of 10 MHz is divided into 1024 carriers with W 506 644 17 a width of 9.77 kHz each. The assigned transmission power for the individual carriers depends on the interference power and the transmission losses on each of the belts. Each carrier transmits multilevel pulses that can represent up to 12 bits of data (4096 QAM). The signal / noise ratio (SNR) of the individual carrier is calculated on the receiving side. If a carrier has a high SNR, up to 12 pieces are placed on this carrier. For carriers with lower SNR values, fewer pieces are placed on the carrier. Carriers that are affected by narrow-band sources of interference are switched off. Forward error correction 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. Tvá bestämda (26/13 Mbit/S) valda hastigheten beror på den aktuella kabellängden (<13OO nedströmshastigheter stöds av systemet; den m) och/eller kvalitén pä kanalen. Uppströmshastigheten är fixerad till 2 Mbit/s. Olika frekvensband kan användas i MUSIC-systemet för att separera nedströmskanalen från uppströmskanalen och båda från POTS, se Figur 3.Asymmetric VDSL is implemented in this version of the MUSIC system, which means that the downstream speed is much higher than the upstream speed. The selected two-speed (26/13 Mbit / S) selected speed depends on the current cable length (<13000 downstream speeds supported by the system; the m) and / or the quality of the channel. The upstream speed is fixed at 2 Mbit / s. Different frequency bands can be used in the MUSIC system to separate the downstream channel from 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 bärvág 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 hárdvarublocken är ADC och DAC, synkronisering, fourir transformeringsbehandling, kanalvärdeberäkning/utjämning, symbolmappning och detektering, kodning och avkodning med interfoliering (interleaving), nätgränssnitt och systemövervakare. 506 644 20 30 18 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.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 transform processing, channel value calculation / equalization, symbol mapping and detection, coding and decoding with interleaving, network interfaces and system monitors. 506 644 20 30 18 The modem can be considered in the form of four basic 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 làgpassfilter, LP, en programmerbar förstärkningsdàmpare, PGA, till en analog- till digital(A/D)-omvandlare. En VCXO, driva analog- till digital-omvandlaren. På sändarsidan är spänningsstyrd kristalloscillator, används för att hybriden ansluten till en digital- till analog(D/A}- omvandlare via ett làgpassfilter.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 damper, PGA, to an analog to digital (A / D) converter. A VCXO, power analog to digital converter. On the transmitter side is a voltage-controlled crystal oscillator, used to connect the hybrid to a digital to analog (D / A} converter via a low-pass filter.

Den digitala mottagarenheten inkluderar en ”fast Fourir”-transformerings- och omskalningsenhet (rescaling FFT, till en synkroniseringsenhet och en kanalestimator. unit), ansluten, som visas i Figur 4, 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" transform and rescaling unit (rescaling FFT, to a synchronization unit and a channel estimator. Unit), connected, as shown in Figure 4, the channel estimator is connected via a symbol detection unit and a "deinterleaving" unit. -interleaving) and decoding unit, to a bit handling unit and thence to a network application interface.

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

Systemstyrningen (system control) är ansluten till olika funkticnsenheter i den digitala mottagaren och Un 10 IQ V» 506 644 19 digitala sändaren, och till nätapplikationsgränssnittet och ett datorgränssnitt, så som visas i Figur 4.The system control is connected to various functional units in the digital receiver and the digital transmitter, and to the network application interface and a computer interface, as shown in Figure 4.

Nät(verks)gränssnittet ansluter den högre protokollnivàn till modemets skikt ett~funktionalitet.The network (plant) interface connects the higher protocol level to the modem layer a ~ 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 MUSIC-system som beskrivs här använder en faltningskod (convolutional code) kombinerad med interfoliering. Med användning av ett djup med ett flertal (multiple) ramar erhålles en kombinerad frekvens- /tidinterfoliering (se senare i denna specifikation).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 MUSIC system described here uses a convolutional code combined with interleaving. Using a depth with a plurality of frames, a combined frequency / time interleaving is obtained (see later in this specification).

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

En reell (real) steget i IFFT-blocket. Detta får systemet att skala vektormultiplicering är det första uteffektsnivàn pà varje bärvàg. IFFT-blocket utför sedan en FFT på som modulerar varje bärvàg. Som ett slutligt reell 2048 punkters inverterad (inverse) ingángsdatan, steg utförs en address ”wrap around” på utgàngsdatan, där en kopia av de första 128 samplingarna läggs till i slutet (CP). av ramen. Detta kallas det cykliska prefixet Den mcdulerade signalen går till en DAC som omvandlar signalen med ett minsta sant dynamiskt omfång (minimum true dynamic range) pä 84 dB. DAC:n klockas av systemsampelklockan på 20 MHz. För att bli av med Nyquist ”ghosts”, LP-filtreras signalen. Hybriden tillhandahåller ett balansera: gränssnitt mot kopparkabeln. 506 644 UI W 20 25 30 20 En översikt över MUSIC-sändarens och -mottagarens signalväg visas i Figur 4. Sändardelen använder samma hybridkonstruktion som mottagaren.A real (real) step in the IFFT block. This causes the system to scale vector multiplication is the first output power level on each carrier. The IFFT block then performs an FFT on which modulates each carrier. As a final real 2048 point inverted (inverse) input data, step is performed an address "wrap around" on the output data, where a copy of the first 128 samples is added at the end (CP). of the frame. This is called the cyclic prefix The modulated signal goes to a DAC that 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 balancing: interface to the copper cable. 506 644 UI W 20 25 30 20 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 làgnivåiga mottagningssignalen från den kombinerade högnivåiga sändningssignalen och den lågnivåiga 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 làgpassfiltreras den mottagna analoga signalen innan den matas in i PCA:n (Programmable Gain Amplifier).To reduce Nyquist effects on the signal, the received analog signal is low-pass filtered before being fed into the PCA (Programmable Gain Amplifier).

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

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 från den samplade signalen. Ramklockan används sedan för att beräkna ramsynkroniseringsvärdeberäkningen (frame timing estimate) och överförs till ”VCXO feed back (20 MHZ). 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 (frame timing estimate) and is transferred to VCXO feed back (20 MHz). controller ”. VCXO n generates the sampling clock A sampling clock that is only controlled by a “frame time estimate” is not sufficiently accurate in a DMT system.

Därför används, efter låsningssekvensen, en dedicerad pilotbärvág för att uppnå 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 pilotbärvågen.A BSI signal is also extracted from the pilot carrier.

BSI är den bassynkroniseringsintervallsignal (Base Synchronization Interval timing signal) som används för att Un 20 h) Uu 30 5Û6 644 21 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 på ingângsramarna 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.

Kanalvärdeberâkningen och -utjämningen utförs på utmatningsdatan från 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 bärvágorna. 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 bärvåg 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” (FEC, Forward Error Correction) på den detekterade bitströmmen.After unmapping, “deinterleaving” and “Forward Error Correction” (FEC) 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 mot och styr de olika underblocken med användning av en lokal PCI-buss. I den version av MUSIC som beskrivs här, är styrenheten CPU programmerbar. En extern port tillhandahàlles, (on-board), för att underlätta programmering. genom ett JTAG-gränssnitt pà moderkortet 506 644 22 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 (CCH). förändringar i bit/energi-laddning och annan styrkanal Denna kanal överför data avseende systemsignalering.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 against and controls the various sub-blocks using a local PCI bus. In the version of MUSIC described here, the CPU controller is programmable. An external port is provided, (on-board), to facilitate programming through a JTAG interface on the motherboard 506 644 22 The main tasks of the SC are to control system start-up and performance during runtime and to perform bit charge and energy charge calculations. communicates with the remote side of the modem through a dedicated (CCH) changes in bit / energy charge and other control channel This channel transmits data regarding 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 chipsdesignändamål.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 1 till 3 bifogade härtill.The system parameters used by the MUSIC system described here are shown in Tables 1 to 3 attached hereto.

VDSL-system arbetar i spektrumet från 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, Ett antal traditionella band finns i detta spektrum, se Figur 6. inklusive POTS och vissa radioamatörband. Olika frekvensband används i det MUSIC- system som beskrivs här för att separera nedströms- från uppströms kanaler. Eftersom det MUSIC-system som beskrivs här använder 1024 bärvågor över 10 MHz, har varje bärvåg en bandbredd på allokerade av DC-nivån och POTS-tjänsten. Den sista 9,77 kHz, där de två första bärvågorna är bärvågen är satt ur stånd eftersom den är Nyquist-punkten.In this band, the MUSIC system, as described here, occupies the lower 10 MHz. A number of traditional bands exist in this spectrum, see Figure 6. including POTS and some radio amateur bands. Different frequency bands are used in the MUSIC system described here to separate downstream from upstream channels. Because the MUSIC system described here uses 1024 carriers over 10 MHz, each carrier has a bandwidth allocated by the DC level and the POTS service. The last 9.77 kHz, where the first two carriers are the carrier is disabled because it is the Nyquist point.

Andra bärvågor (på radioband) kan behöva annulleras. Detta är i första hand en fråga om immunitet och utstrålning på det balanserade kopparparet.Other carriers (on radio bands) may need to be canceled. This is primarily a matter of immunity and charisma on the balanced copper pair.

Un 10 15 20 k) Uu 596 644 23 Genom passiv filtrering av POTS-spektrumet kan denna tjänst göras oberoende av det MUSIC-system som beskrivs här, körtidstatus, eller strömförsörjning.Un 10 15 20 k) Uu 596 644 23 Through passive filtering of the POTS spectrum, this service can be done independently of the MUSIC system described here, runtime status, or power supply.

Det finns tvá 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 bärvàgor. Beroende på kanalkarakteristiken måste dessa fem bärvâgor väljas att ha det bästa SNR:et i systemet. För en standardanslutning ger detta 5*100=500 kbit/s bandbredd.The second way to provide ISDN is to allow ISDN to be a carrier service in the MUSIC system. This solution has the advantage in terms of spectrum efficiency. The use of 1024 carriers over 10 MHz gives each carrier a bandwidth of 9.77 kHz. The ISDN spectrum requires the allocation (150-4) /9.77 = 5, of these carriers. Depending on the channel characteristics, these five carriers must be chosen to have the best SNR in the system. For a standard connection, this gives 5 * 100 = 500 kbit / s bandwidth.

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

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

För kablar på omkring 500 meter kan 40 Mbit/s uppnås, och för en 1 km kabel är 15-20 Mbit/s realistiskt. 506 644 IO 20 IQ Un 24 En annan faktor som minskar prestandan är EMC, som begränsar den använda effekten. Vissa delar av frekvensdomänen mäste kanske också uteslutas.For cables of around 500 meters, 40 Mbit / s can be achieved, and for a 1 km cable, 15-20 Mbit / s is realistic. 506 644 IO 20 IQ Un 24 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 us - medianintervall 67 ms - maximal toppamplitud 20 mV - huvuddelen av energin under 200 kHz bakgrundsstörning -107 dBm/Hz Huvudkällan för synkronisering i systemet är samplingsklockan. Referensen för samplingsklockan är belägen pä 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 disturbances: - maximum duration 250 us - median interval 67 ms - maximum peak amplitude 20 mV - the majority of the energy below 200 kHz background disturbance -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” pä mindre än 0,5 ns.The sampling clock frequency is 20 MHz at 10 ppm, with a "phase jitter" of less than 0.5 ns.

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

Ramklockan är 1/(2048 + 128) styr starten av mottagning och sändning av ramarna. av samplingsklockan och Ramklockan, som används både för sändning och mottagning, avviker i fas pä både NU- och NT-sidan. 20 25 30 506 644 25 Ramklockan för sändning på NT-sidan är master och styr starten av signalintervallen, se Figur 7.The frame clock is 1 / (2048 + 128) controls the start of receiving and sending the frames. of the sampling clock and the Frame clock, which are used for both transmission and reception, differ in phase on both the NU and NT side. 20 25 30 506 644 25 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, både 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 uplink and downlink. The frame clock for transmission on the NT side controls the start of the signal intervals, see Figure 7.

Ramklockan för mottagning på NU-sidan fördröjs ett (TA) för sändning, efter det att TA-beräkning (calculation) antal sampelklockcykler i förhållande till ramklockan 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 is delayed by one (TA) for transmission, after the TA calculation (calculation) number of sample clock cycles in relation to the frame clock 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 pá NU-sidan styr starten av ramsamplingsperiod, se Figur 7.The frame clock for reception on the NU 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 sidan. Parametrarna kan, till exempel, vara bitladdning, energiladdning eller styrkanalfrekvens. Parametrarna uppdateras av systemstyrenheten, på båda sidor, innan BSI- klockan initierar switchen för den nya uppsättningen (set- up). 506 644 lJl 20 26 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 sides. The parameters can be, for example, bit charge, energy charge or control channel frequency. The parameters are updated by the system controller, on both sides, before the BSI clock initiates the switch for the new set-up. 506 644 lJl 20 26 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 pà 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 pà 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 us utbredningsfördröjning. Detta motsvarar 1280 meter (om utbredningsfördröjning är 5 ns/m).It is important that the part of the signaling period that is 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 us propagation delay. This corresponds to 1280 meters (if the propagation delay is 5 ns / m).

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

Det analoga gränssnittet visas i Figur 8. Ledningen är ansluten till en hybridtransformator som också är länkad till POTS. På mottagningssidan av hybriden går den inkommande signalen via ett làgpassfilter och en programmerbar förstärkningsdämpare till en analog/digital- omvandlare, ADC, och därifrån till Cl-chipset. Pá sändarsidan av hybriden omvandlas den utgående digitala signalen till analog av en digital/analog-omvandlare, DAC, och gár därifrån via ett lágpassfilter LP till UI 20 30 506 644 27 hybridtransformatorn. En spänningsstyrd kristalloscillator, som driver både ADC och DAC, är ansluten till Tl-chipsets synkroniseringsblock.The analog interface is shown in Figure 8. The cable is connected to a hybrid transformer which is also linked to POTS. On the receiving side of the hybrid, the incoming signal passes through a low-pass filter and a programmable gain attenuator to an analog-to-digital converter, ADC, and from there to the C1 chipset. On the transmitter side of the hybrid, the output digital signal is converted to analog by a digital / analog converter, DAC, and goes from there via a low-pass filter LP to the hybrid transformer UI 20 506 644 27. 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 bärvågor. 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 kvantiseringsnivâer i DAC:n för att hantera genomsnittliga (average) signaler. Även om DAC:n har tillräcklig upplösning för att rymma en hög toppnivä 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 is a sufficient number of quantization levels in the DAC to handle average signals. Although the DAC has sufficient resolution to accommodate a high peak level in the transmitter, there are limitations on the receiver side (ADC). However, the consequences on the recipient side do not have to be as serious as they may seem.

En kort kabel har lägre dämpning i det höga frekvensområdet än en lång kabel, se Figur 9. Detta betyder att en tillfällig puls kan uppträda i mottagaren nästan 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 506 644 20 30 28 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 individual peaks, The "free height" (headroom) can therefore be reduced and the ADC should accommodate the area marked by the rough, dashed arrow line in Figure 9 .

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

Linjedelaren(splitter)/hybriden har två huvuduppgifter, nämligen att: - dela upp och kombinera telefonisignal- (POTS) och VDSL-signalfrekvensbanden; och - förhindra den sända signalen från att uppträda vid mottagaren på 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 - preventing 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 làgpassfiltret pà 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 pá utgàngssidan reducerar utsänd effekt på ”stoppbandet”. Dessa filter kan utgöra delar av uppdelnings-/hybridmodulen_ Den bästa kommersiellt tillgängliga ADC:n idag är ”Analog Devices AD9042” som har ett signal/brusförhàllande pà ungefär 66 dB. Det rekommenderas att antingen denna ADC, eller någon med likvärdig prestanda, används.The low-pass filter on the output side reduces the transmitted power on the "stop band". These filters can form part of the division / hybrid module_ The best commercially available ADC today is the "Analog Devices AD9042" which has a signal / noise ratio of approximately 66 dB. It is recommended that either this ADC, or one with equivalent performance, be used.

För denna beskrivning förutsättes det att en DAC med 14 bit upplösning används. 10 20 IQ lJu 30 -506 644 29 FFT- och IFFT-algoritmerna uppbygges av 1024- punkters komplexa FFT:er med data-reorganisering för att tillåta beräkning av två reella sekvenser pà samma gång.For this description, it is assumed that a DAC with 14 bit resolution is used. The 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. Hárdvarurealiseringen baseras pà 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/brusförhällandet och upplösningen i algoritmen kan uttryckas som: SNR=22b-v-1 och v = ll Lösningen för b ger 17 bit upplösning där b = antal bit, (antal effektiva radix-2 ”förvandlingar”). (baserat på ADC SNR), men eftersom ADC inte är den enda källan för analog signaldegradering, bör 16 bit upplösning i algoritmen vara tillräckligt för att upprätthålla upplösningen genom hela systemet.The relationship between the signal-to-noise ratio and the resolution in the algorithm can be expressed as: SNR = 22b-v-1 and v = ll The solution for b gives 17 bit resolution where b = number of bits, (number of effective radix-2 "transformations"). (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 pá data från synkroniseringsenheten. Klockfrekvensen mäste vara mycket stabil och fasläst till NU-referensklockan för att upprätthålla ortogonalitet mellan symboler. (phase locked) För att fullt utnyttja ADC:ns dynamiska omfång måste en programmerbar dämpare (attenuator) sättas in före ADC:n.The VCXO generates the sampling frequency used in the NT part of the system. The control voltage is based on data from the synchronization unit. The clock frequency must be very stable and phase read to the NU reference clock to maintain orthogonality between symbols. (phase locked) To take full advantage of the dynamic range of the ADC, a programmable attenuator must be inserted before the ADC.

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

Dämpningsupplösning och omfång, och förhållandet mellan värdet för ”timing advance” och dämpningsnivàn, mäste 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, 506 IS 20 25 30 644 30 speciellt när bärvàgor moduleras med stora konstellationer.In a DMT system, a very precise synchronization between the transmitter and the receiver, 506 IS 20 25 30 644 30, is necessary, especially when carriers are modulated with large constellations.

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

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 Controlled Crystal Oscillator) (Spänningsstyrd kristalloscillator = Voltage som är låst i fas till oscillatorn pà 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 Controlled Crystal Oscillator = Voltage that is locked in phase with the oscillator on the NU side. The VCXO is initially controlled by the frame timing value calculation.

Upplösningen hos ramsynkroniseringsvärdeberäkningen är emellertid inte tillräcklig i den föreliggande applikationen. Därför används en dedicerad pilotbärvág, efter en lásningssekvens (lock-in sequence), för att uppnå en mycket hög noggrannhet pâ samplingsklocksynkroniseringen_ Beroende pá 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.However, the resolution of the frame synchronization value calculation is not sufficient in the present application. Therefore, a dedicated pilot carrier, after a lock-in sequence, is used to achieve a very high accuracy of the sampling clock synchronization. Depending on the long symbol duration of a DMT system, interference between symbols caused by channel time dispersion can be eliminated by means of a guard interval. 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 Därför korrelationsvärdeberäkningen (correlation estimate).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 therefore correlation value calculation.

Un 20 30 506 644 31 kommer dessa toppar att ha ett känt synkroniseringsförhàllande till ramarna och kan användas för att skapa en ramstartsignal. Principen visas i Figur ll.Un 50 30 646 31 31, these peaks will have a known synchronization relationship to the frames and can be used to create a frame start signal. The principle is shown in Figure ll.

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

Fasavvikelsen (frame time deviation) mellan dessa två signaler används som indata till en ”feed-back controller” som justerar VCXO-frekvensen till den korrekta samplingsfrekvensen. Fasen hos denna samplingsklocka är emellertid inte tillräckligt exakt för att användas i ett DMT-system. Därför används ramsynkroniseringsvärdeberäkningen huvudsakligen för en inlàsningsoperation (lock-in operation). Den används också för att övervaka ramsynkroniseringen för att upptäcka större avvikelser som kommer att göra en resynkronisering nödvändig.The frame time deviation between these two signals is used as input to a "feed-back controller" that adjusts the VCXO frequency to the correct sampling frequency. However, the phase of this sampling clock is not accurate enough to be used in a DMT system. 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 pà en ramlängd. Utdatan pá fördröjningsledningen multipliceras med den icke fördröjda signalen och integreras (ackumulerad) över ett intervall motsvarande längden hos det cykliska prefixet. Utdatan fràn 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. 506 644 UI 10 20 25 30 32 Datorsimuleringar har visat att användning av synkron medelvärdesbildning av ett flertal (several) signalintervall reducerar variansen hos ramsynkroniseringsvärdeberäkningen. Beroende pá den reducerade dataordlängden som används i multiplikatordelen av korrelatorn, är det möjligt att implementera en sådan 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. 506 644 UI 10 20 25 30 32 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 portion of the correlator, it is possible to implement such an averaging function immediately after the multiplier.

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, Z(k) går till en subtraherare från vilken Z(k) signal W(k) som gär till en ackumulator som ger en utsignal C(k). som går till en medelvärdesbildare. Utdatan frán fördröjd med L = 128 subtraheras. Detta ger en Detaljerna i den medelvärdesbildande delen av korrelatorn visas i Figur 13. Medelvârdesbildaren omfattar en serie fördröjningselement kombinerade med adderare, så som visas. Utsignalen kan uttryckas som 6 z = Z :Mk-im i=Û 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 are then multiplied to produce a signal Y (k) the averaging, Z (k) goes to a subtractor from 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 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 6 z = Z: Mk-im i = Û where Y (k) is the input signal and Z (k) is the output signal.

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

En detektor för att finna läget för den maximala storleken pà korrelationsfunktionsvärdeberäkningen visas i Figur 14. Den implementeras med hjälp av ett register (#1) för det senaste max.värdet och en komparator. 20 30 506 644 33 Registerinnehàllet och korrelationsstorleken jämförs, och varje gäng ett värde större än registerinnehállet påträffas, lagras det nya värdet i registret. Det aktuella värdet hos en räknare som räknar samplingsintervall (modulo signalinterval), förs också till ett andra register (#2). detta andra register att innehålla ett index till det När et: helt signalintervall har passerat, kommer max.värde som påträffats under detta intervall. Detta index lagras i ett tredje register (#3), en gång per signalintervall, och innehållet i det första registret (l#) divideras med tvâ (med användning av skiftning) shift). (using Det index som lagrats i register #3 tolkas som avvikelsen mellan räknarvärdet och den aktuella synkroniseringen hos insignalramarna. Återkopplingscontrollern kommer att få medelvärdet för denna avvikelse att konvergera mot noll. Räknarvärdet kan sedan användas som en pekare (pointer) till signalintervallet. Ramsynkroniseringsklockan genereras med hjälp av detta räknarvärde för att indikera ramstarten.A detector for finding the position of the maximum size of the correlation function value calculation is shown in Figure 14. It is implemented using a register (# 1) for the latest max. Value and a comparator. 20 30 506 644 33 The register contents and the correlation size are compared, and each time a value greater than the register contents is found, the new value is stored in the register. The current value of a counter that counts sampling intervals (modulo signal intervals) is also passed to a second register (# 2). this second register to contain an index to it When a whole signal interval has passed, the max. value found during this interval. This index is stored in a third register (# 3), once per signal interval, and the contents of the first register (l #) are divided by two (using shift). (using The index stored in register # 3 is interpreted as the deviation between the counter value and the current synchronization of the input signal frames. The feedback controller will cause the mean value of this deviation to converge to zero. The counter value can then be used as a pointer to the signal interval. using this counter value to indicate the frame start.

Värdeberäkningen av komplexrepresentationen för pilotbärvâgen 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 bärvágorna. 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 inte direkt ïillgängligt. I áterkopplingsslingan är det (detect) nödvändigt at: upptäcka mycket små 506 644 10 15 20 h) Un 30 34 argumentavvikelser. Därför måste upplösningen på argumentet vara hög. Återkopplingscontrollern kommer att få pilotbärvágsargumentet att konvergera mot noll. En approximering av argumentet, som är linjärt endast i ett litet omrâde omkring noll, är då tillräckligt för att uppnå acceptabel prestanda. En användbar approximering som år ”monotonic" i nästan alla fyra kvadranterna, och också enkel att implementera i digital logik, beskrivs genom uttrycket: A=M.[S{c}-<1-sgn9¶{C}) .K. 9ï{c}.sgn.3{c}] där C är den komplexa pilotbärvágsvärdeberäkningen, M är en positiv skalningskonstant, och K är en positiv konstant som påverkar funktionens utformning (här används K=2).Unfortunately, the value calculation is represented as a complex number in rectangular coordinates, so the argument is not directly available. In the feedback loop, it is (detect) necessary to: detect very small 506 644 10 15 20 h) Un 30 34 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 range 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. [S {c} - <1-sgn9¶ {C}) .K. 9ï {c} .sgn.3 {c}] where C is the complex pilot carrier value calculation, M is a positive scaling constant, and K is a positive constant that affects the design of the function (here K = 2 is used).

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

För att eliminera detta problem går pilotbärvågsestimatorn också genom utjämnaren för frekvensplanet (frequency domain equalizer). Utjämningsparametern för denna bärvág sättes under startsekvensen, när ramsynkroniseringsvärdeberäkningen (frame timing estimate) har konvergerat till sitt slutliga värde.To eliminate this problem, the pilot carrier estimator also passes through the frequency domain equalizer. The equalization 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 cch en med sin egen insignal.De två controllerutgàngarna adderas och matas via en D/A- omvandlare till VCXC:n som genererar samplingsklockan. Båda ”controllerna” är av PI-typ (Proportional and Integrating). 10 20 25 30 506 644 35 Figur 15 ger en översikt över signalvägarna. Den mottagna datan i tidsplanet passerar genom korrelatorn och topplägesestimatorn för att resultera i ramklockan. Den komplexa pilotbärvágen i frekvensplanet som härleds från utjämnaren (equalizer) förs till en pilotargumentestimator, vars utdata förs till ”àterkopplingscontrollers” som också tar emot utdata fràn toppestimatorn. Utdatan fràn ”äterkopplingscontrollerna” 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 VCXC which generates the sampling clock. Both "controllers" are of the PI type (Proportional and Integrating). 10 15 25 30 506 644 35 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 pilotbärvägen 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 valued and set (by the SC). This is done only once, and further updating of this parameter is suppressed. After this change of equalization parameters, the averaging of 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.

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

Ett kort mönster BPSK-moduleras på bärvàgen med användning av faserna 0 och n och lämnande bärvàgen pà fas O under resten av BSI-intervallet. Om detta mönster endast är en bråkdel (<1%) av BSI-intervallet, är störningen av pilotbärvågsargumentvärdeberäkningen försumbar. En korrelator används för att detektera mönstret och ge synkroniseringssignalen för BSI. 506 644 Un 20 IQ lll 36 ”System Controllern” (SC) mäste ha läsaccess, för upptäckt av synkroniseringslàsning och av övervakningsskäl, till register som häller estimatorn för ramtidsavvikelse och pilotargumentapproximeringen.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 (<1%) of the BSI interval, the disturbance of the pilot carrier argument value calculation is negligible. A correlator is used to detect the pattern and provide the synchronization signal for BSI. 506 644 Un 20 IQ lll 36 The "System Controller" (SC) must have read access, for detection of synchronization lock and for monitoring reasons, to registers which pour the estimator for frame time deviation and the pilot argument approximation.

För att hantera den inledande utjämningen av pilotbärvàgen är det nödvändigt för SC:n att läsa den medelvärdesbildade komplexa representationen för bärvägen och skriva till utjämningsparameterminnet_ Ett kompensationsregister (offset register) för att bestämma den relativa synkroniseringen mellan indataramarna och ramstartsignalen är nödvändigt och måste vara skrivbart frän SC n. Detta används på NT-sidan. för både skall anslutas till SC:n som De detekterade BSI-händelsesignalerna, mottagning och sändning, avbrottsinmatningar (interrupt inputs).To handle the initial smoothing of the pilot carrier, it is necessary for the SC to read the averaged complex representation of the carrier and write to the smoothing parameter memory_ An offset register to determine the relative synchronization between the input frames and the frame start signal is necessary and SC n. This is used on the NT page. for both must be connected to the SC as The detected BSI event signals, reception and transmission, 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 pilotbärvágsestimatorn är oberoende av moduleringen av de andra bärvágorna, beroende på ortogonaliteten. En annan ramsynkroniseringsmetod skulle vara beroende av att införa ett känt mönster i vissa ramar.Alternatively, the pilot carrier can be recovered from the signal in the time plane, using a bandpass filter, and used directly for phase locking of 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, depending on the orthogonality. 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 pá de cykliska prefixen är fasta i den utförandeform som här beskrivs. Metoden, som beskrivs ovan, är utformad att fungera i en äterkopplingsslinga med en VCXO. I en enhet som använder en bestämd samplingsklockoscillator behöver utförandet på ramsynkroniseringsestimatorn modifieras en aning. Det är viktigt att VCXO:n har mycket låg fasstörning, eftersom áterkopplingsslingan är alltför långsam för att kompensera en sädan 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 operate 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.

W 20 25 30 506 644 37 Ett diskret multitonsystem (DMT) modulerar N komplexa datasymboler pä N bärvágor (här använder vi N=1024 bärvàgor). Denna mappning beräknas som en omvänd (inverse) diskret Fourir-transformering genom användning av ”Inverse (IFFT).W 20 25 30 506 644 37 A discrete multitone system (DMT) modulates N complex data symbols on N carriers (here we use N = 1024 carriers). This mapping is calculated as a reverse (inverse) discrete Fourir transform using Inverse (IFFT).

N st bärvágcrna av en FFT.N st the carriers of an FFT.

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

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

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

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

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

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

Koefficientminnet består av två banker av samma andra uppdateras. Omkoppling (switching) möjliggörs genom storlek Den ena banken används medan den ett PCI-kommando och verkställes vid nästa BSI. 506 644 UI 20 30 38 Efter ?FT:n skall en omskalning (rescaling) utföras innan datan överförs för utjämning och symboldetektering.The coefficient memory consists of two banks of the same second updated. Switching is made possible by size One bank is used while a PCI command and executed at the next BSI. 506 644 UI 20 30 38 After the? FT, a rescaling must be performed before the data is transferred for smoothing and symbol detection.

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

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

Koefficientminnet består av två banker av samma storlek ((16+4)x1024 bit). andra uppdateras. Omkoppling möjliggörs genom ett PCI- Den ena banken används medan den kommando och verkställes vid nästa BSI.The coefficient memory consists of two banks of the same size ((16 + 4) x1024 bit). others are updated. Switching is made possible by a PCI- One bank is used while the command and executed at the next BSI.

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

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

Detta cykliska prefix 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 ra: 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 row: will be samples: 1920, l92l, ..., 2046, 2047, 0, l, 2, 2046, 2047 For each of the above components there is a FIFO as an interface to the external world with FFT / IFFT input and output memories. Thus, there are a total of 4 FIFOs.

Det rekommenderas att FIFO:na med gränssnitt mot den analoga sida: har en storlek på 384 ord (16 bit) och de FIFO:n som har gränssnitt mot Tl-chips har en storlek pà 448 ord (32 bit). 20 30 506 644 39 En annan DMT-teknik som inte använder "Fourir transformation” är "Discrete Wavelet Multi-tone Transform” (DWMT). Denna metod har förelagts ADSL standardiseringskommitté som avslog den.It is recommended that the FIFOs with interfaces to the analog side: have a size of 384 words (16 bits) and the FIFOs that have interfaces to Tl chips have a size of 448 words (32 bits). 20 30 506 644 39 Another DMT technology that does not use "Fourir transformation" is "Discrete Wavelet Multi-tone Transform" (DWMT). This method has been submitted to the ADSL Standardization Committee, which rejected it.

Den precision som behövs i denna teknik beror pá det som i sin tur bestäms av (speciellt DAC). FIFO-storleken kommer att bero pà klockhastighetsdifferenser och den mängd erforderliga dynamiska omfånget, de analoga komponenterna ”timing advance” som används. Användningen av klippning (clipping) är en kompromiss mellan dynamiskt omfång (kvantiseringsstörningar) och klippningsstörningar.The precision required in this technology depends on what is in turn determined by (especially DAC). The FIFO size will depend on the clock speed differences and the amount of dynamic range required, the analog components "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 pá kanalen värdeberäknas med användning av alla dataramar. Detta är viktigt för tidig upptäckt av ändringar i kanaltransmissionskvalitet.Channel value calculation is performed using a "decision directed" method, as all data frames are then used to update the channel model. Known data frames are necessary only at start-up. In some circumstances, interference on the channel can be value calculated using all data frames. detection of changes in channel transmission quality.

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

Genom att använda data som tas efter utjämnaren som indata, och data efter detektorn som den andra indatan, kan en adaptiv uppdateringsalgoritm utformas. Den modifierar utjämningsparametrarna i små steg i sådan riktning att utjämnaren konvergerar mot en modell av den ”omvända” 50 Llu 10 20 IQ Un 30 0 644 40 (inverse) kanalen. Figur 18 visar ett blockschema över ett sådant system. Indata i frekvensplanet kommer in i utjämnaren och multipliceras med utdatan hos en uppdateringsenhet för utjämningsparametrar, EQ. Den resulterande signalen, U, går sedan till en detektor (kvantiserare) vars utdata är Y. Y går sedan till en symboldekoder som producerar en avkodad databitström. U och Y går också till en ingång (input) på uppdateringsenheten för utjämningsparametrar och till en variansestimator.By using data taken after the equalizer as input data, and data after the detector as the second input data, an adaptive update algorithm can be designed. It modifies the equalization parameters in small steps in such a way that the equalizer converges towards a model of the "reverse" 50 Llu 10 20 IQ Un 30 0 644 40 (inverse) channel. Figure 18 shows a block diagram of such a system. Input in the frequency plane enters the equalizer and is multiplied by the output of an equalizer parameter update unit, EQ. The resulting signal, U, then goes to a detector (quantizer) whose output is Y. Y then goes to a symbol decoder that produces a decoded data bitstream. U and Y also go to an input on the equalization parameter updater and to a variance estimator.

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

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

Av implementeringsskäl bör divisionen som visas i ekvationen undvikas. Uttrycket u/iUkP har ett alltför stort dynamiskt omfång för att ersättas av en konstant. Det är dock möjligt att kvantisera detta uttryck på ett logaritmiskt sätt som visas nedan: -integerlllog iUk| ) + integerílog u) 2 2 2 ~ ~ p/lUklz Exponenten i ovanstående uttryck kan produceras med användning av absolutvärdet av Uk som indata i en binär prioritetskodare och byter tecken (negating) pá utdata. 20 IQ Un 30 506 644 41 Eftersom uttrycket är en heltalspotens av två, implementeras multiplikationen i algoritmen med hjälp av en "barrel shifter”.For implementation reasons, the division shown in the equation should be avoided. The expression u / iUkP has too large a dynamic range to be replaced by a constant. However, it is possible to quantize this expression in a logarithmic way as shown below: -integerlllog iUk | ) + integerílog u) 2 2 2 ~ ~ p / lUklz The exponent in the above expression can be produced using the absolute value of Uk as input in a binary priority encoder and change the sign (negating) of the output. IQ Un 30 506 644 41 Since the expression is an integer power of two, the multiplication is implemented in the algorithm using a "barrel shifter".

Interferensvariansen på var och en av bärvàgorna 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 :ill detta Y. Denna metod förutsätter att symbolfelfrekvensen är tillräckligt làg för att varje datavärde skall associeras med det korrekta medelvärdet. Om emellertid lämpliga konstellationer väljes för de olika bärvågorna, nppfylles detta villkor.The interference variance of each of the carriers is value calculated using the standard method of integrating the squared deviations from a mean value. In this case, each quantized value, Y, is used as the mean of the range of data values, U, which is quantized: ill 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. De: algoritm som används för värdeberäkningen beskrivs genom följande ekvation: Wk+l = .Wkj-a. lYk_Uk|2 Integrationen är här ersatt av ett exponentiellt viktat medelvärdesfilter. Parametern S är en liten, positiv konstant (8 << 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: Wk + l = .Wkj-a. lYk_Uk | 2 The integration is here replaced by an exponentially weighted average value filter. The parameter S is a small, positive constant (8 << 1) which affects the dynamic properties of the filter. This is not a critical parameter, and choosing s from integer powers of two will suffice.

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

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

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

Initialisering av parametrarna är nödvändig vid uppstart. Övervakning tonitoring) av parametrarna är också nödvändig 506 644 20 IJ Un 42 för att detektera när de har utjämnat sig tillräckligt nära sina slutvärden.Initialization of the parameters is necessary at start-up. Monitoring (monitoring) of the parameters is also necessary 506 644 20 IJ Un 42 to detect when they have leveled sufficiently close to their final values.

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

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

Den metod som här beskrivs förutsätter en specifik uppstartsekvens, både för kanal- och interferensvärdeberäkningen. Under normal exekvering är den beroende av ett lämpligt val av bitladdning som ger tillräckligt låg symbolfelfrekvens.The method described here assumes a specific start-up sequence, both for the channel and interference value calculation. During normal execution, it 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 mäste kompenseras i mottagaren. Detta ställer också krav pá speciell omsorg vid användningen av den analoga förstärkningsregleringen (gain control) pà ingångssidan i mottagaren.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.

Symbolmappern (encoder) mappar ett antal bitar till ett komplext tal (I, Q) amplituden hos en bärvág. Mappningen av alla värden av en som indirekt bestämmer fasen och viss bitlängd kallas en konstellation, och visas i figur 19. Detekteringen är den omvända (inverse) funktionen, dvs från ett komplext värde bestäms värdet pà de bitar som sänds pá bärvágen. Det antal bitar som sänds på en viss bärvàg bestäms av bitladdningsfaktorn för denna. 10 20 25 30 506 644 43 Konstruktionen av en specifik konstellation är inriktad mot att làta varje punkt flyttas sà långt som möjligt frän alla andra punkter. Samtidigt skall den genomsnittliga energin vara sä läg 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 symbol mapper (encoder) maps a number of bits to a complex number (I, Q) the amplitude of a carrier. The mapping of all values of one that indirectly determines the phase and 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. 10 20 25 30 506 644 43 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 bärväg väljer kodaren en udda heltalspunkt (I, Q) från fyrkantrutnätkonstellationen (square-grid constellation) baserad pà b-bitarna (vb1_vb¿, __4,vLv¿). För enkelhetens skull när det gäller beskrivningen identifieras dessa b-bitar med en heltalsetikett (integer label) vars binära representation är (vb1,vbQ,___,vLv2). Till exempel, för b=2 ”etiketteras” de fyra konstellaticnspunkterna O, 1, 2, 3 motsvarande (v¿v¿) = (0,2), (0,1 , (1,0), (1,1), respektive.For a given carrier path, the encoder selects an odd integer point (I, Q) from the square-grid constellation based on the b-bits (vb1_vb¿, __4, vLv¿). For simplicity of description, these b-bits are identified by an integer label whose binary representation is (vb1, vbQ, ___, vLv2). For example, for b = 2, the four constellation points 0, 1, 2, 3 are "labeled" corresponding to (v¿v¿) = (0.2), (0.1, (1.0), (1.1) , respectively.

För jämna värden på b bestäms heltalsvärdena på I och Q för konstellationspunkten (I, Q) från b-bitarna (vb-i, Vb- L H_lv¿jQ) enligt följande. Dela upp V i VI = (vb1,vb¿,_H 'v¿) och VQ = (vbz väg ___Iv0). Tillämpa sedan den omvända Gray-koden på VI och VQ. Detta ger I och Q som I = 2GraW(VI) + I, och Q=2Graw(VQ) + 1.For even values of b, the integer values of I and Q of the constellation point (I, Q) are determined from the b-bits (vb-i, Vb- L H_lv¿jQ) as follows. Divide V by VI = (vb1, vb¿, _H 'v¿) and VQ = (vbz path ___Iv0). Then apply the reverse Gray code to VI and VQ. This gives I and Q as I = 2GraW (VI) + I, and Q = 2Graw (VQ) + 1.

Figur 19 visar hur det binära mönstret för V mappar pà 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 sä att ”msb” av dessa tal blir ”msb” pà - [b/z utmatningen __ steg kvar).Before these values are sent to the IFFT, they are normalized by shifting so that “msb” of these numbers becomes “msb” on - (b / z output __ steps left).

För en given bärväg använder dekodern en konstellationspunkt (I, Q) för att bestämma b-bitarna (vbfll 506 644 Un 25 N 44 vbQ,___,vLv2). För enkelhetens skull när det gäller beskrivningen identifieras dessa b-bitar med en heltalsetikett vars binära representation är (vbl vbq ___ 'vLv2).For a given carrier path, the decoder uses a constellation point (I, Q) to determine the b-bits (vb fl l 506 644 Un 25 N 44 vbQ, ___, vLv2). For simplicity of description, these b-bits are identified by an integer label whose binary representation is (vbl vbq ___ 'vLv2).

Det antas att värdena pà I och Q begränsas genom mättnad till området (X, Y). För att bestämma V, Gray-kodas värdena I = (iu,iu....,iLio)f och Q = (qm,qn,...,qLqo)f OCh kombineras sedan till V som V = (giß,gqß,gin,gqM,.....), där de övre b-bitarna är gällande.It is assumed that the values of I and Q are limited by saturation to the range (X, Y). To determine V, Gray encodes the values I = (iu, iu ...., iLio) f and Q = (qm, qn, ..., qLqo) f OCh is then combined into V as V = (giß, gqß , gin, gqM, .....), where the upper b-bits are valid.

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

Signal/brusförhàllandet beräknas för varje bärvàg i mottagaren. Baserat på signal/brusförhällandena beräknas bitladdningsfaktorer för varje bärvàg. Sålunda bestäms det antal bitar varje bärvàg skall överföra per sänd symbol.The signal-to-noise ratio is calculated for each carrier in the 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) på varje bärvàg, med bitladdningsfaktorer varierande fràn 0-12 bitar.The MUSIC system uses 2 ~ dimensional Quadrature Amplitude Modulation (QAM) on each carrier, with bit charge factors ranging from 0-12 bits.

Antalet bitar som sänds på varje bärvág kan uttryckas genOm: SNRi F där F, SNR-gapet, beror pà modulering, möjlig kodning och en systemmarginal, och L är konstellationexpansionen beroende pà de extra bitar som behövs för kodning.The number of bits transmitted on each carrier can be expressed by: SNRi F where F, the SNR gap, depends on modulation, possible coding and a system margin, and L the constellation expansion depends on the extra bits needed for coding.

Användning av QAM-konstellationer och någon form av kodning ger: 20 25 30 506 644 45 P lchf-rn: r = . _ .Yd + Ymargin (dB) (2) 3 där Psär den önskade symbolfelfrekvensen, yd är ”kodningsvinsten” (gain of coding) i systemet, nßmnïär 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: 20 l 30 30 506 644 45 P lchf-rn: r =. _ .Yd + Ymargin (dB) (2) 3 where Psär is the desired symbol error rate, yd is the “gain of coding” in the system, nßmnïär the system margin. The system margin is a factor used to compensate for non-modeled losses, impulse disturbances, etc. Equation (1) gives a bit charge factor with infinite granularity.

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

Avrundningsproceduren (rounding procedure) kommer att minska prestandan i DMT-systemet. Om energidistributionen tillåts variera, kan energiladdningsfaktorer beräknas för varje bärvåg. Detta tillhandahåller möjligheten att avstämma energin så att (1) resulterar i en bitladdningsfaktor som stöds av systemet. Avstämning ger: Detta kan emellertid resultera i mycket stora skillnader mellan bärvágsenergier. I en miljö med flera olika DMT- system, kan egendomliga effekter uppstå om de olika energierna tillåts variera alltför mycket.The rounding procedure will reduce the performance of the DMT system. If the energy distribution 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 provides: However, this can result in very large differences between carrier energies. In an environment with several different DMT systems, strange effects can occur if the different energies are allowed to vary too much.

(FEXT) sådan miljö, och vissa DMT-system kan få hela kabelns Fjärröverhörningen 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 bärvåg. 506 644 Un 15 20 30 46 Indatan till bitladdningsalgoritmen kommer att bero pà den valda frekvensdomänutjämnaren. Om en adaptiv DFE används, erhålles SNR genom: där Wi är den värdeberäknade interferensvariansen som beskrivits ovan.(FEXT) such an environment, and some DMT systems can get the entire cable's 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. 506 644 Un 15 20 30 46 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: 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 2n - 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 2n - 1 possible factors.

Implementeringen av beräkningarna av bitladdnings- och energiladdningsfaktorer kan göras i fyra steg som visas i Figur 20. För att uppnà 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. Pâ ett liknande sätt styr denna jämförelse den andra biten och tröskeln för nästa jämförelse. Efter de fyra jämförelserna är bitladdningsfaktorn bestämd. 10 20 25 30 506 644 47 - Det tredje steget är att värdeberäkna skalningsfaktorn för den sända energin så att kanalen används mera effektivt. Energin skalas enligt ekvation (3).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. 10 20 25 30 506 644 47 - The third step is to value the scaling factor for the transmitted energy so that the channel is used more efficiently. The energy is scaled according to equation (3).

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

Det bör observeras att för att implementera ett system med konstant energiladdning är bara de 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 pá felmönsterkarakteristiken_ Förväntade felkällor (som inkluderar slumpmässiga störningar (random noise) 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.

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

All kodning beror pà en synkronisering för att bestämma startbiten för kodorden och/eller ”interleaving”- blocken. ”simple dead reckoning” att vara tillräckligt, eftersom ett fel i dataflöde I ett system sådant som MUSIC-modemet kommer (data flow slip) aldrig kan inträffa utan förlust av ramsynkronisering, eller felinställning vid 506 644 UI IO 15 20 25 30 48 bitladdning. Dessa fel nödvändiggör en partiell, eller komplett, systemstart.All coding depends on a synchronization to determine the start bit for the codewords and / or the "interleaving" blocks. "Simple dead reckoning" should be sufficient, since an error in data flow in a system such as the MUSIC modem will (data flow slip) can never occur without loss of frame synchronization, or error setting at 506 644 UI IO 15 20 25 30 48 bit charge. These errors necessitate a partial, or complete, system startup.

Kanalkodningen kommer också att inkludera ”interleaving” för att öka möjligheten att korrigera skurfel.Channel coding will also include "interleaving" to increase the ability to correct 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 ramgränser.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 nâgra få, av Reed-Solomon-symbolerna.Reed-Solomon codes have the disadvantage that they are mainly burst error correction over a small number of bits (usually eight), a so-called symbol. 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 bärvågs 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- UI 10 20 IQ Un 30 49 koder, för att detektera/korrigera de återstående bitfelen.It is possible to use a "top-level" Reed-Solomon code, or any other burst error correction code, such as Fire-UI 10 20 IQ Un 30 49 codes, to detect / correct the remaining bit errors.

Detta är speciellt användbart eftersom dessa fel uppträder i skurar som ett resultat av avkodningen av faltningskoden.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 pà 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: - control of "Control Channel Signaling"; - calculation of bit charge and energy charge factors; - updating of system parameters in real time; and - system monitoring.

System Controllern, som används för det modem som här beskrivs, är programmerbart och accessbart genom ett JTAG-gränssnitt pá moderkortet (on-board).The System Controller 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 tvä datavägarna oberoende av varandra pá samma fysiska kopparkabel, terminerande i nät(verks)enheten (NU) pà nätsidan, och nättermineringen (NT) pà användarsidan. Báde sändaren Tx 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, terminating in the network (NU) unit (NOW) on the network side, and the network termination (NT) on the user side. Both the transmitter Tx and the receiver Rx are controlled by the System Controller.

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

Denna uppdatering måste göras samtidigt med start från samma ram, pà både sändar- och mottagarsidan. 506 644 UI 10 20 la) UI 30 50 Beräkningarna görs och uppdateringen initieras på den mottagande sidan. Styrkanalen, kombinerad med BSI- klockan, används för att säkra synkroniseringen av uppdateringen.This update must be done at the same time starting from the same frame, on both the transmitter and receiver side. 506 644 UI 10 20 la) UI 30 50 The calculations are made and the update is initiated on the receiving page. The control channel, combined with the BSI clock, is used to ensure the synchronization of the update.

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

System Controllern kan initiera omstart pà 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 tvà modemen. Konstellationen pà bärvàgen 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 s:yrkanalen är delvis baserat på HDLC för det fysiska skikte:. 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 s: yr 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 pá 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. 20 Ix) Un 30 01 CD Ö\ O\ Jä -Ph 51 För sändardelen finns bitladdnings- och energiskalningsvektorn. Motsvarande pà mottagarsidan finns bitladdnings-, omskalnings~ och utjämningsvektorn.In MUSIC modem SC several different vectors are handled; these are shown schematically in Figure 23. 20 Ix) Un 30 01 CD Ö \ O \ Jä -Ph 51 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 et: specifikt mönster. Denna klocka används av systemet för att synkronisera ändringar i sändar- och mottagarvektcrerna.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 weights.

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

När systemet är igång kommer synkronisering att finnes mella: upplänkeändaren och mottagaren, (BSI-U) se Figur 25. Dessa BSI:n är av exakt genom ”base sync interval aplink” (BSI-D), samma längd men är skiftade ett halvt BSI-intervall. och ”base sync interval downlink” SC:n vid NU n, eller NT n, kommer att ta emot avbrott för både BSI-U och BSI-D.When the system is running, there will be synchronization between: the uplink end and the receiver, (BSI-U) see Figure 25. These BSIs are of exactly through "base sync interval aplink" (BSI-D), the same length but are half shifted BSI interval. and the base sync interval downlink SC at NU n, or NT n, will receive interrupts for both BSI-U and BSI-D.

För NU:n kommer det att bli ett sändnings-BSI-D- Genom att skifta BSI-U med BSI 2, kommer SC-laddningen att fördelas bättre avbrott och e:: mottagnings-BSI-U-avbrott_ över BSI-perioden.For the NOW there will be a transmission BSI-D- By switching BSI-U with BSI 2, the SC charge will be better distributed interrupt and e :: receive BSI-U interrupt_ over the BSI period.

Bitladizingsvektorn förser systemet med modulationsmönstret för varje bàrvàg. Detta är en vektor som behöver hållas och uppdateras vid exakt samma tid pà sändar- och mcïtagarsidan för att tillhandahålla en felfri anslutning. Genom att använda BSI:n ändras vektorn synkront pá mottagar- och sändarsidan. 506 644 20 30 52 Bitladdningsfaktorerna, konstellationer som används på varje bärvàg, hanteras av två minnen för mottagning och två minnen för sändning på mappnings- och detekteringchipset. Vart och ett av de fyra minnena innehåller ett 4-bitars ord för varje bärvàg (l024x4).The bit load 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. 506 644 20 30 52 The bit charge factors, constellations used on each carrier, are handled by two memories for reception and two memories for transmission on the mapping and detection chip. Each of the four memories contains a 4-bit word for each carrier (l024x4).

System Controllern pekar ut vilket av minnena som skall användas för att sända och vilka som skall användas för att ta emot efter starten 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 O och 12, där 0 anger en oanvänd bärvâg; 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 håller information om hur bärvàgorna skalas/omskalas pà energi. Detta är en vektor som behöver uppdateras synkront, annars kommer den att generera en distorderad kanalvärdeberäkning och bitfel.The energy vector holds information on how the carriers are scaled / rescaled for energy. This is a vector that needs to be updated synchronously, otherwise it will generate a distorted channel value calculation and bit error.

Skalningsvektorn (scaling vector) kommer också att användas för annullerade (cancelled) som ett mönster (mask) bärvágor.The scaling vector will also be used for canceled as a pattern (mask) carriers.

Skalning av de olika bärvàgorna på sändarsidan hanteras av ett minnesomràde pá 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. (dubblerat) mottagarsidan för att omskala (rescale) bärvágorna före Ett motsvarande minne implementeras på symboldetektering. Om dessa minnen innehåller ett komplext 10 20 25 30 506 644 53 värde för varje bärvág (32 bitar/bärvág), kommer endast I- värdet att användas för omskalning.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. (doubled) the receiver side to rescale the carrier waves before A corresponding memory is implemented on symbol detection. If these memories contain a complex 10 20 25 30 506 644 53 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 bärvàgsannullering.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, dá kanalvärdeberäkningen beräknas av mottagaren.The smoothing vector is used to smooth the received frame according to the channel characteristics. This vector is updated periodically, independent of the other side, when the channel value calculation is calculated by the receiver.

Beroende pà bärvägens specifika transmissionskarakteristik kommer den att tilldelas något av följande arbetssätt (modes): - vanli~ bärvág - denna bärvág sänder data enligt det beräknade bitladdningsvärdet och är "sändarskalad” och ”:ottagaromskalad”; - annullerad bärvág - ingen energi sänds pà denna frekvens och skalningsvektorn är därför satt till noll; eller - dålig bärvág; SNR är alltför lág för att sända någon data och bitladdningen är därför satt till noll. (cm) Mottagaren utjämnar kontinuerligt kanalen.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 the frequency and scaling vector are therefore set to zero; or - poor carrier; SNR is too low to transmit any data and the bit charge is therefore set to zero. (cm) The receiver continuously smooths the channel.

I bärvàgsmode l arbetar systemet normalt.In carrier mode l, the system operates normally.

Utjämningsändringar görs för varje ny värdeberäkning. Med användning av karakteristiken beräknar SC:n den optimala bitladdningsíaktorn. 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 actuator. This value is transmitted to the transmitter using CCH, and a synchronous change is made.

(CM2) /omskalningsvärdet till 0 för att urstàndsätta I bärvàgsmode 2 sättes energiskalnings- (disable) all ut-/in-energi. Värdet för bitladdningsvektorn sätts också till noll för att indikera att bärvágen är satt ur 506 644 10 20 30 54 stànd. För denna bärvåg kan ingen kanalvärdeberäkning göras.(CM2) / rescaling value to 0 to exclude In carrier mode 2, energy scaling (disable) is set to all out / in energy. The value of the bit charge vector is also set to zero to indicate that the carrier is set to 506 644 10 20 30 54 stand. No channel value calculation can be made for this carrier.

(CM3) nolla för bitladdningsfaktorn. Pâ sändarsidan betyder detta I bärvàgsmode 3 har mottagaren beräknat en att ingen data kan sändas, och därför kan ingen kanalvärdeberäkning göras vid mottagaren. För att undvika detta sänds det motsvarande bärvágsvärdet fràn synkroniseringsramen och gör det möjligt att utföra en kanalvärdeberäkning vid mottagaren. Skalnings/ omskalningsvärdet kan användas för att sänka uteffekten.(CM3) zero for the bit charge factor. On the transmitter side, this means that in carrier mode 3, the receiver has calculated 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 NU och NT. Detta inträffar om strömförsörjning förloras genom strömavbrott, avstängd vid den ena eller båda ändarna, eller genom att användaren kopplar ur (unplugging) NT- utrustningen. Det viktigaste att ta hänsyn till vid ”start- up" är, vid sidan av anslutningsfunktionen, att minimera interferensnivàn för andra modem som utnyttjar angränsande (neighbouring) kablar.Initially, the power supply in the system is considered to be NU and NT. This occurs if the power supply is lost due to a power failure, turned off at one or both ends, 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. 1. 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" hàlles korskorreleringen inom ramen låg, sá att ramkorreleringen, som används för synkronisering, förbättras. 15 20 25 30 506 644 55 2. Dataram 1, (DFl), förmedlar ”random data" på alla bärvàgor, utom pà fyra fördefinierade bärvágor som sänder styrkanalen (CCH) parallellt. Det används vid ”start-up” när CCH-bärvàgen är obestämd och möjliggör för mottagaren att välja den minst störda bärvågen, och garanterar därigenom CCH-anslutningen. 3. Dataram 2 (DF2) förmedlar ”random data” pá alla bärvàgor utom en, som bär styrkanalen (CCH). Den används när CCH-bärvàgen har bestämts, och bitladdningsfaktorerna ännu inte är satta.The different frame types used by the system are discussed below. 1. 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 2. Data frame 1, (DF1), transmits "random data" on all carriers, except for four predefined carriers that transmit the control channel (CCH) in parallel. It is used at start-up when the CCH carrier is indeterminate and enables the receiver to select the least disturbed carrier, thereby guaranteeing the CCH connection. Data frame 2 (DF2) transmits 'random data' on all carriers except one, which carries the control channel (CCH). It is used when the CCH carrier has been determined, and the bit charge factors are not yet set.

(DF3) förmedlar data och använder bitladdningsfunktionen för att maximera bandbredden. 4. Dataram 3 En bärvàg är alltid dedicerad för styrkanalen (CCH).(DF3) conveys data and uses the bit load function to maximize bandwidth. 4. Data frame 3 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 DFl och DF2, som följaktligen kallas SUSl och SUS2. I SUS-ramsekvensen används synkroniseringsramarna för dataramarna, kanalvärdeberäkning.SUS can be composed by using the different DF1 and DF2, which are consequently called SUS1 and SUS2. The SUS frame sequence uses the synchronization frames for the data frames, 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, pà vardera sidan, att utföra en ramkorrelering för att detektera en ramstart. Denna korrelering körs genom en tröskelfunktion som ger 506 644 UA 20 IJ Un 30 56 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 that 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 pá 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 NOW page, the system goes directly to the set-up sequence described below.

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

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

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

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

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

Piloten sänds kontinuerligt.The pilot is sent continuously.

NT-mottagarsidan, som letar efter ramkorrelering, detekterar ramar och kan àtertaga (retrieve) ramen och sampelklockan. Den startar nu kanalvärdeberäkningen som vid den aktuella hastigheten pà synkroniseringsramar gör en noggrann värdeberäkning inom 300 ms. Med användning av Un 30 57 denna värdeberäkning startar mottagaren pollningen av de fördefinierade CCH-bärvågorna och, vid ”message receive", väljer denna bärvág för CCH:n. NT-sändaren startar nu med TA = CCH-bärvágen för varje mottaget TA-valmeddelande, 0 för lokal synkronisering och sänder kvitto (ack.) på repeterande det mottagna TA-värdet. Det skiftar också den utgående piloten med BSI/2 från den inkommande piloten, så att SC-laddningen distribueras över tiden. När NU:n detekterar ramkorreleringen, görs övergången till steg 2 av uppsättningssekvensen.The NT receiver side, which looks for frame correlation, detects frames and can retrieve the frame and sample clock. It now starts the channel value calculation which at the current speed of synchronization frames makes an accurate value calculation within 300 ms. Using Un 30 57 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 the TA = CCH carrier for each received TA selection message , 0 for local synchronization and sends receipt (acc.) On repeating the received TA value.It also shifts the outgoing pilot with BSI / 2 from the incoming pilot, so that the SC charge is distributed over time.When the NOW detects the frame correlation , the transition to step 2 of the set-up 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 (acc.), SUS1, a TA = O message and a pilot shifted by BSI / 2. The receiver in the network unit is waiting for frame correlation.

Steg 2 i med att NU-sidan nu beräknar ett "timing advance”-värde (TA). CCH-meddelandet ändras till det nya, korrigerade TA- uppsättningssekvensen, se Figur 30, börjar värdet. 506 644 58 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. 5 I NU-mottagaren förloras ramklockan, beroende på att NT-sändaren ändrar (changing) ramklocka, och enheten behöver áterkorrelera. Efter det att ramklockan har återhämtats, avkodas CCH:n och, vid kvitterings- detektering, som innehåller det nya TA-värdet, terminerar 10 systemet TA-meddelandet och går till det tredje steget av uppsättningssekvensen.Step 2 i with the NU page now calculating a "timing advance" value (TA) The CCH message changes to the new, corrected TA set sequence, see Figure 30, the value begins 506 644 58 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 5 In the NU receiver, the frame clock is lost, due to the NT transmitter changing (changing) frame clock, and After the frame clock has been recovered, the CCH is decoded and, upon acknowledgment detection, which contains the new TA value, the system terminates the TA message and goes to the third step of the set sequence.

Sålunda startar steg 2 av uppsättningssekvensen med att sändaren i nätenheten, NU, sänder ett TA-meddelande som innehåller det korrekta TA t, säg X, tillsammans med en 15 SUS1, som respons till SUS1 och TA = 0-meddelandet som sänds från sändarterminalen.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 t, say X, together with a SUS1, in response to SUS1 and the TA = 0 message transmitted from the transmitting terminal.

Terminalenheten, NT; - tar emot det nya TA-meddelandet; - korrigerar den utgående ramklockan; och 20 - sänder ett kvitto SUS1 och TA = X.Terminal Unit, NT; - receives the new TA message; - corrects the outgoing frame clock; and 20 - sends a receipt SUS1 and TA = X.

Nätenheten, NU: - utför ramkorrelering; - återhämtar ramklockan; - startar FFT-databehandling; IQ 5 - möjliggör pilotavkodning; - återhämtar BSI:n; - möjliggör kanalvärdeberäkning; LII k) KJ! 506 644 59 - väljer en CCH; och - avkodar meddelandet.The network unit, NOW: - performs frame correlation; - retrieves the frame clock; - starts FFT data processing; IQ 5 - enables pilot decoding; - recovers the BSI; - enables channel value calculation; LII k) KJ! 506 644 59 - 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 bärvàgen och sänder ett CCH-meddelande som innehåller detta val till NT-sidan. Meddelandet sänds upprepade gånger tills det tar emot ett kvitto (ack ).The last set-up sequence, step 3, see Figure 31, handles the 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 (oh).

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 bärvågen.On the NT side, the receiver decodes the CCH message and terminates SUS1 and transmits an SUS2, ie terminates parallel CCH transmission by transmitting only the CCH on the selected carrier.

CCH-bärvågen 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; - terninerar SU=-; - startar SUS2; och kvitterar varje CCH-val. 506 644 60 Nätenheten: - tar emot CCH-valet för nedlânken; - terminerar SUSl; startar SUS2; och 5 - kvitterar varje CCH-val.The terminal unit: receives the CCH selection for the uplink; - ternines SU = -; - starts SUS2; and acknowledges each CCH selection. 506 644 60 The network unit: - receives the CCH selection for the downlink; - terminates SUS1; starts SUS2; and 5 - acknowledges each CCH selection.

Terminalenheten: - sänder den valda CCH:n för nedlänken; - väntar pá en kvittering; - avslutar CCH-meddelandet. 10 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.The terminal unit: - sends the selected CCH for the downlink; - waiting for a receipt; - ends the CCH message. When 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, 15 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 20 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 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 skåp i vilket IQ Un 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 IQ Un access node is located.

NT (gränssnitt Al) och accessnoden (gränssnitt A2) kräver ett skikt 1-ramformat av VDSL-modemet. Integrerat i skikt l-ramen finns, bortsett fràn ramhuvudet och 10 nyttolasten, ett antal styrinformation. Dessa olika larmindikatorer, endast om SDH tas hela av bitfelsfrekvens för 506 644 61 informationsfält för hanterings- och hanterings- och styrfält inkluderar ex. AIS- vägen till kundutrymmena) mätningar såsom SDH-larm, t. (giltig 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 och underhàllsändamâl. 506 644 62 TABELL l Systemparametrar för det samlade systemet Ortogonalitet mellan modem Nej Duplexmetod Separata band Frekvensmellanrum mellan upp- Beroende på duplexfilter- /ned-dataflöde karakteristiken Nettobithastighet, - uppströms 2 Mbit/s - nedströms 13 eller 26 Mbit/s Bruttobithastighet, - uppströms Kodningsberoende - nedströms Kodningsberoende Kabellängd < 1300 meter Kabelbandbredd 10 MHz Modulering, enstaka bärvàg - uppströms 0-4096 QAM - nedströms O-4096 QAM Antal bärvàgor, totalt 1024 Bandbredd för varje bärvàg 9, 77 kHz Cykliskt prefix 128 sample (bärvág) Modulering DMT Accessteknik VDSL Signaleffekt -60 dBm/Hz 5Û6 644 63 Bitfelsfrekvens 10” Inflätningsfördröjning 0,5 ms (Interleaving delay) Systemmarginal 6 dB CCI-I - bandbredd l bärvág, minimum 16 kbit/s - protokoll HDLC Sample clk 20 MHz tlüppm Ram clk 20 MHz/(2048+1l2) = 9,19 kHz 506 644 64 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, 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12 bit Energiladdning Ja, 4 bit BSI-avstånd 1 s 506 644 65 TABELL 3 Systemparametrar för Møttagaren ADC-upplösning 66 dB FFT ~ typ Reell - punkter 2048 - upplösning 16 bit LP-filter LP 10 MH2 Synkronisering - jitter < 0,5 ns VCXO i25 ppm, l0ppm/V känslighet - DAC 18 bit, område 0-5 V - upplösning l/100 av en sample 506 644 66 TABELL 4 Bärvàgsmodes Mode Sänd Bit laddning Utj ämna Skalning CM3. Data 2 - 12 Ja Ja cm Nej o Nej o CM3 Synk-info 0 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 is a number of control information. These various alarm indicators, only if SDH is taken whole by bit error rate for 506 644 61 information fields for handling and handling and control fields include ex. AIS path to customer premises) measurements such as SDH alarms, t. (Valid performance monitoring, indications of whether synchronization is poor or lost, equipment management alarms for loss of power supply and too high temperature, etc. Management fields also include activation of various loop tests on the modem, for 506 644 62 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 characteristics Net bit rate, - upstream 2 Mbit / s / down 26 Mbit / s 26 M Gross bit rate, - upstream Coding dependency - downstream Coding dependence Cable length <1300 meters Cable bandwidth 10 MHz Modulation, single carrier - upstream 0-4096 QAM - downstream O-4096 QAM Number of carriers, total 1024 Bandwidth for each carrier 128 CW ) Modulation DMT Access technology VDSL Signal power -60 dBm / Hz 5Û6 644 63 Bit error free frequency 10 ”Interleaving delay 0.5 ms (Interleaving delay) System margin 6 dB CCI-I - bandwidth l carrier, minimum 16 kbit / s - protocol HDLC Sample clk 20 MHz tlüppm Frame clk 20 MHz / (2048 + 1l2) = 9.19 kHz 506 644 64 TABLE 2 System parameters for the Transmitter Interleaving - depth 2 x frames - delay 0.5 ms DAC resolution 84 dB Clipping 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 506 644 65 TABLE 3 System parameters for the Receiver ADC resolution 66 dB FFT ~ type Real - points 2048 - resolution 16 bit LP filter LP 10 MH2 Synchronization - jitter <0.5 ns VCXO i25 ppm, l0ppm / V sensitivity - DAC 18 bit, range 0-5 V - resolution l / 100 of a sample 506 644 66 TABLE 4 Carriage Mode Mode Transmit Bit Charge Equalize Scaling CM3. Data 2 - 12 Yes Yes cm No o No o CM3 Sync info 0 Yes, sync Yes, low

Claims (2)

10 20 25 30 é? 506 644 PATENTKRAV l. Ett kanalvärdeberäknings- och utjämningssystem för användning i ett multibärvàgssystem, anordnat att adaptivt uppdatera utjämningsparametrar i frekvensplanet för en omvänd kanalmodell, k ä n n e t e c k n a t av att modifieringshjälpmedel tillhandahàlles för modifiering av nämnda utjämningsparametrar i smà steg sà att ett utjämningshjälpmedel konvergerar i nämnda omvända kanalmodell genom att, vid användning, en utsignal, U, fràn nämnda utjämningshjälpmedel matas till ett detektor/kvantiseringshjälpmedel, en utsignal, Y, frán nämnda detektor/kvantiseringshjälpmedel matas till en första input pà nämnda modifieringshjälpmedel, och en utsignal, EQ, fràn nämnda modifieringshjälpmedel matas till nämnda utjämningshjälpmedel. 2. Ett kanalvärdeberäknings- och utjämningssystem enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t av att, vid användning, nämnda utsignal, Y, matas till ett symbolavkod- ningshjälpmedel anordnat att producera en avkodad dataström. 3. Ett kanalvärdeberäknings- och utjämningssystem enligt antingen patentkrav l eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda modifieringshjälpmedel är operativt anslutet till ett variansvärdeberäkningshjälpmedel anordnat att producera en signal, W, som indikerar en interferensvarians pá var och en av bärvágorna i nämnda multibärvàgssystem. 4. Ett kanalvärdeberäknings- och utjämningssystem enligt nàgot av patentkraven l till 3, k ä n n e - t e c k n a t av att nämnda modifieringshjälpmedel arbetar med en algoritm som definieras genom: 506 644 68” 20 25 H Rom = Bok + .EQkfiJkï (Yk- Uk) |Uk|2 där p är en positiv konstant (u << 1) för att bestämma successiva värden pà nämnda utjämningsparametrar. 5. Ett kanalvärdeberäknings- och utjämningssystem enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a t av att uttrycket U/|UkP i algoritmen ersätts av: 2-integer (2.1og2lUk|)+ integer(log2ß) 6. Ett kanalvärdeberäknings- och utjämningssystem enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a t av att -integer(2.log2|Uk|)+ integer(log2p) produceras genom användning av ett absolutvärde pà Uksom ett invärde till en binär prioritetskodare och byte av tecken pà utdata. 7. Ett kanalvärdeberäknings- och utjämningssystem enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a t av att multiplikativa operationer i nämnda algoritm implementeras med hjälp av en barrelskiftare (barrel shifter). 8. Ett kanalvärdeberäknings- och utjämningssystem enligt nagot av patentkraven 3 till 7, k ä n n e t e c k n a t av att ett värde för interferensvariansen pä var och en av bärvàgorna i nämnda multibärvàgssystem värdeberäknas med användning av en standardmetod att integrera kvadrerade avvikelser fràn ett medelvärde, i vilket varje kvantiserade värde, Y, används som ett medelvärde för en klass datavärden, U, som kvantiseras till Y. 9. Ett kanalvärdeberäknings- och utjämningssystem enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a t av att ett W Ü 20 25 6? 506 644 interferensvariansvärde för varje bärvág i nämnda multibärvàgssystem värdeberäknas med hjälp av en algoritm som defineras genom: WN = (10 20 25 30 é? A channel value calculation and equalization system for use in a multi-carrier system, arranged to adaptively update equalization parameters in the frequency plane of an inverted channel model, characterized in that modification aids are provided for modifying said step equalizer. reverse channel model by, in use, an output signal, U, from said equalization aid being fed to a detector / quantization aid, an output signal, Y, from said detector / quantization aid being fed to a first input of said modification aid, and an output signal, EQ, modification aids are fed to said leveling aids. A channel value calculation and equalization system according to claim 1, characterized in that, in use, said output signal, Y, is supplied to a symbol decoding aid arranged to produce a decoded data stream. A channel value calculation and equalization system according to either claim 1 or 2, characterized in that said modification aid is operatively connected to a variance value calculation aid arranged to produce a signal, W, indicating an interference variance on each of said carrier systems. A channel value calculation and equalization system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said modification aid operates with an algorithm defined by: 506 644 68 ”20 25 H Rom = Book + .EQk fi Jkï (Yk- Uk) | Uk | 2 where p is a positive constant (u << 1) to determine successive values of said equalization parameters. A channel value calculation and equalization system according to claim 4, characterized in that the expression U / | UkP in the algorithm is replaced by: 2-integer (2.1og2lUk |) + integer (log2ß) 6. A channel value calculation and equalization system according to claim 5, characterized by the fact that -integer (2.log2 | Uk |) + integer (log2p) is produced by using an absolute value of Uksom an input value to a binary priority encoder and changing the characters of the output. A channel value calculation and equalization system according to claim 6, characterized in that multiplicative operations in said algorithm are implemented by means of a barrel shifter. A channel value calculation and equalization system according to any one of claims 3 to 7, characterized in that a value for the interference variance of each of the carriers in said multi-carrier system is value calculated using a standard method of integrating squared deviations from an average value, in which each quantized value, Y, is used as an average value for a class of data values, U, which is quantized to Y. A channel value calculation and equalization system according to claim 8, characterized in that a W Ü 20 25 6? 506 644 interference variance value for each carrier in said multi-carrier system is value calculated by means of an algorithm defined by: WN = ( 1. -s).wk+s.|Yk-Uk|2 i vilken integration simuleras med hjälp av ett exponentiellt viktat medeltalsfilter och 6 är en liten positiv konstant (6 << 1). 10. utjämningsparametrar i frekvensplanet i en omvänd En metod att adaptivt uppdatera kanalmodell i ett multibärvàgssystem, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda utjämningsparametrar modifieras i smà steg, sà att utjämningen konvergerar i nämnda omvända kanalmodell genom att: - en signal, U, som representerar utjämnade data, överförs till ett detektor/-kvantiseringshjälpmedel; och - en utsignal, Y, fràn nämnda detektor/kvanti- tillsammans med nämnda EQ, seringshjälpmedel används, signal, U, för att härleda värdeberäkningar, för nämnda utjämningsparametrar. ll. En metod enligt patentkrav l0, k ä n n e t e c k - n a d av att nämnda utsignal, Y, överförs till ett symbolavkodningshjälpmedel anordnat att producera en avkodad dataström. 12. En metod enligt antingen patentkrav 10, eller ll, k ä n n e t e c k n a d av att en signal, W,hämtas, som indikerar en interferensvarians pà varje bärvàg i nämnda och nämnda multibärvàgssystem, fràn nämnda utsignal, Y, signal, U, som representerar utjämnad data. 506 644 10 U 20 25 '20 13. En metod enligt nàgot av patentkraven 10 till 12, k ä n n e t e c k n a d av att successiva värden pà nämnda utjämningsparametrar beräknas med en algoritm som definieras genom: H EQM = EQk + .Eokflkï |Uk|2 där p är en positiv konstant (p << 1). 14. En metod enligt patentkrav 13, k ä n n e - t e c k n a d av att u/|UkP i algoritmen ersätts av:1. -s) .wk + s. | Yk-Uk | 2 in which integration is simulated using an exponentially weighted average filter and 6 is a small positive constant (6 << 1). A method of adaptively updating channel model in a multi-carrier system, characterized in that said smoothing parameters are modified in small steps, so that the smoothing converges in said reverse channel model by: - representing a signal, U, which data, transferred to a detector / quantization aid; and - an output signal, Y, from said detector / quanti- together with said EQ, sering aid is used, signal, U, to derive value calculations, for said equalization parameters. ll. A method according to claim 10, characterized in that said output signal, Y, is transmitted to a symbol decoding aid arranged to produce a decoded data stream. A method according to either claim 10, or 11, characterized in that a signal, W, is retrieved, which indicates an interference variance on each carrier in said and said multi-carrier system, from said output signal, Y, signal, U, which represents equalized data. A method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that successive values of said equalization parameters are calculated by an algorithm defined by: H EQM = EQk + .Eok fl kï | Uk | 2 where p is a positive constant (p << 1). A method according to claim 13, characterized in that u / | UkP in the algorithm is replaced by: 2. -integer (2.log21Uk\)+ integer(log2N 15. En metod enligt patentkrav 14, k ä n n e - t e c k n a d av att -integer (2.log2|Uk|)+ integer(log2p) produceras med användning av ett absolutvärde pà Uksom ett invärde till en binär prioritetskodare och byte av tecken pà utdata. 16. k ä n n e t e c k- n a d av att multiplikativa operationer i nämnda algoritm En metod enligt patentkrav 14, implementeras med hjälp av en barrel-skiftare {barrel shifter). 17. En metod enligt nàgot av patentkraven 12 till 16, k ä n n e t e c k n a d av att ett värde för interferensvariansen för varje bärvág i nämnda multibärvàgssystem värdeberäknas med användning av en standardmetod att integrera kvadrerade avvikelser frán ett används medelvärde, i vilket varje kvantiserade värde, Y, som ett medelvärde för en klass datavärden, U, som kvantiseras till Y. W sne 644 18. En metod enligt patentkrav 17 k ä n n e t e c k - n a d av att ett värde för interferensvariansen för varje bärvág i nämnda multibärvàgssystem värdeberäknas med användning av en algoritm som definieras genom: Wk+1 = (l-S) .Wk-f-S. |Yk-Uk|2 i vilken integration simuleras med användning av ett exponentiellt viktat medeltalsfilter och S är en liten positiv konstant (E << 1).2. -integer (2.log21Uk \) + integer (log2N 15. A method according to claim 14, characterized in that -integer (2.log2 | Uk |) + integer (log2p) is produced using an absolute value on Uksom a value to a binary priority encoder and change of characters on the output 16. characterized in that multiplicative operations in said algorithm A method according to claim 14, is implemented by means of a barrel shifter. A method according to any one of claims 12 to 16, characterized in that a value of the interference variance of each carrier in said multi-carrier system is value calculated using a standard method of integrating squared deviations from a mean value used, in which each quantized value, Y, as an average value for a class of data values, U, which is quantized to Y. W sne 644 18. A method according to claim 17, characterized in that a value for the interference variance of each carrier in said multi-carrier system is calculated using an algorithm defined by: Wk + 1 = (lS) .Wk-fS. | Yk-Uk | 2 in which integration is simulated using an exponentially weighted average filter and S is a small positive constant (E << 1).
SE9603197A 1996-06-04 1996-09-02 Channel value calculating and equalisation system for use in multiple carrier wave system SE506644C2 (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9602242A SE9602242D0 (en) 1996-06-04 1996-06-04 Method for adaptively updating frequency domain equalizer parameters in a multicarrir system
SE9603197A SE506644C2 (en) 1996-06-04 1996-09-02 Channel value calculating and equalisation system for use in multiple carrier wave system
AT97939280T ATE245324T1 (en) 1996-09-02 1997-09-01 IMPROVEMENTS IN, OR RELATING TO, MULTI-CARrier TRANSMISSION SYSTEMS
EP97939280A EP0922346B1 (en) 1996-09-02 1997-09-01 Improvements in, or relating to, multi-carrier transmission systems
JP51256298A JP4130997B2 (en) 1996-09-02 1997-09-01 Improvement of multi-carrier transmission system
DE69723563T DE69723563T2 (en) 1996-09-02 1997-09-01 IMPROVEMENTS IN OR WITH REGARD TO MULTI-CARRIER TRANSFER SYSTEMS
PCT/SE1997/001460 WO1998010555A2 (en) 1996-09-02 1997-09-01 Improvements in, or relating to, multi-carrier transmission systems
US09/147,744 US6320903B1 (en) 1996-09-02 1997-09-01 Multi-carrier transmission systems
NO990777A NO990777L (en) 1996-09-02 1999-02-19 Procedure for updating the frequency domain equalization parameters, as well as a channel estimation and equalization system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9602242A SE9602242D0 (en) 1996-06-04 1996-06-04 Method for adaptively updating frequency domain equalizer parameters in a multicarrir system
SE9603197A SE506644C2 (en) 1996-06-04 1996-09-02 Channel value calculating and equalisation system for use in multiple carrier wave system

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9603197D0 SE9603197D0 (en) 1996-09-02
SE9603197L SE9603197L (en) 1997-12-07
SE506644C2 true SE506644C2 (en) 1998-01-26

Family

ID=26662669

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9602242A SE9602242D0 (en) 1996-06-04 1996-06-04 Method for adaptively updating frequency domain equalizer parameters in a multicarrir system
SE9603197A SE506644C2 (en) 1996-06-04 1996-09-02 Channel value calculating and equalisation system for use in multiple carrier wave system

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9602242A SE9602242D0 (en) 1996-06-04 1996-06-04 Method for adaptively updating frequency domain equalizer parameters in a multicarrir system

Country Status (1)

Country Link
SE (2) SE9602242D0 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001037474A1 (en) * 1999-11-18 2001-05-25 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Multi-carrier transmission system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001037474A1 (en) * 1999-11-18 2001-05-25 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Multi-carrier transmission system
US6788752B1 (en) 1999-11-18 2004-09-07 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Multi-carrier transmission system

Also Published As

Publication number Publication date
SE9602242D0 (en) 1996-06-04
SE9603197L (en) 1997-12-07
SE9603197D0 (en) 1996-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4130995B2 (en) Improvements in or related to multi-carrier transmission systems
JP4130994B2 (en) Improvements in or related to multi-carrier transmission systems
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
JP4130996B2 (en) Improvements in or related to multi-carrier transmission systems
JP4130997B2 (en) Improvement of multi-carrier transmission system
JP4447056B2 (en) Improvements in or related 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
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
SE506643C2 (en) Multi-carrier wave transmission system e.g. for VDSL system
SE506640C2 (en) Multiple carrier transmission system with channel data sent between two transceivers
SE506641C2 (en) Multicarrier transmission system with channel data sent between two transceivers
SE506636C2 (en) Receiver for use with multicarrier transmission system using orthogonal carriers
SE506642C2 (en) Binary data transmission method especially for VDSL transmission system
SE506639C2 (en) Multicarrier transmission system receiver
SE506634C2 (en) Multiple carrier wave transmission system

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 9603197-6

Format of ref document f/p: F