WO2003041323A2 - Adsl präqualifikationsverfahren mit echo-canceler-optimierung auf maximale trennschärfe - Google Patents

Adsl präqualifikationsverfahren mit echo-canceler-optimierung auf maximale trennschärfe Download PDF

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WO2003041323A2
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    • H04M3/30—Automatic routine testing ; Fault testing; Installation testing; Test methods, test equipment or test arrangements therefor for subscriber's lines, for the local loop

Definitions

  • the invention relates to a device for determining one or more properties of a line which can be connected directly or indirectly to the device.
  • the invention further relates to a method for determining one or more properties of a line (preamble of claim 20).
  • Data communication systems generally have a transmitter or transmitter / receiver unit, e.g. a first modem provided in an EWSD terminal exchange, from where modulated transmission signals via a transmission channel, e.g. a subscriber line to a receiving or. another transmitter / receiver unit, e.g. are transmitted to a second modem provided in a subscriber terminal equipment, and vice versa.
  • a transmitter or transmitter / receiver unit e.g. a first modem provided in an EWSD terminal exchange
  • modulated transmission signals via a transmission channel, e.g. a subscriber line to a receiving or. another transmitter / receiver unit, e.g. are transmitted to a second modem provided in a subscriber terminal equipment, and vice versa.
  • the data communication between the modems can e.g. using ISDN (Integrated Services
  • xDSL- x Digital Subscriber Line
  • a cosine (or sine) oscillation the frequency of which lies, for example, in the middle of the corresponding frequency band, can be used to transmit data in a specific frequency band.
  • each bit to be transmitted or each bit sequence to be transmitted (for example using a phase star) can be assigned a cosine oscillation of a certain amplitude and phase. If this is transmitted from the respective transmitting unit to the receiving unit via the subscriber line, the bit sequence transmitted in each case can be determined from the amplitude and phase of the cosine vibration received in the receiving unit.
  • one or more parameters characterizing the respective subscriber line are already known , Position of bridge taps, etc.) (prequalification procedure).
  • a procedure corresponding to a prequalification procedure can also be carried out after a subscriber-side modem has been connected (double-ended operation).
  • the respective transmitter or transmitter / receiver unit (and connected subscriber line modem) is started up, the transmission of the (actual) user data can then be specifically adapted to the line parameters determined in each case.
  • TDR Time Domain Reflectometry
  • the respective transmitting or transmitting / receiving unit e.g. transmit a Dirac test pulse via the subscriber line. From the position in time and the form of the respective transmitter or transmitter / receiver unit
  • FDR Frequency Domain Reflectometry
  • FFT Fast Fourier Transformation
  • the signals output by the respective modem - and thus also the actual (user data) signals - are reflected (for example, at joints of the subscriber line), which results in the output signals contributing to the opposite direction, ie to the input signal received by the opposite transmitter / receiver unit gives PEchosignal ⁇ ).
  • the echo compensation device can have, for example, a device with a filter, for example a digital filter with adjustable filter coefficients.
  • the filter coefficients are chosen so that the device generates an (estimated) duplicate of the echo signal. This is subtracted from the input signal received.
  • the object of the invention is to provide a novel method for determining one or more properties of a line, as well as a new device for determining one or more properties of a line which can be connected directly or indirectly to the device.
  • a device for determining one or more properties of a line that can be connected directly or indirectly to the device, the device being designed in such a way that it can cause a test signal to be output on the line, and the line property or the line properties are determined from the echo signal received via the line, and the device has a signal transformation device for transforming the echo signal or a signal obtained from the echo signal into the frequency range, the line property or line properties being determined from a strength of individual frequency range signals.
  • Vector representing spectral components are determined, characterized in that the device has a signal processing device, which the untransformed echo signal or the untransformed signal obtained therefrom is supplied, and the line property or the line properties are determined from a comparison of the vector representing the individual frequency domain spectral components with a plurality of pattern vectors, the signal processing device receiving the echo signal or the one derived therefrom The signal is processed in such a way that the pattern vectors can be selected so that they have the largest possible Euclidean distances from one another.
  • the line characteristic to be determined it can advantageously be e.g. the length of the line, or e.g. about their thickness or final impedance, the position of bridge taps, etc.
  • the device - in addition to determining one or more line properties - is also used to transmit user data bits over the line.
  • the test signal output by the device is preferably obtained from a pseudo-random bit sequence.
  • the pseudo-random bit sequence is particularly preferably modulated in a manner corresponding to the useful data bits transmitted by the device via the line.
  • An embodiment is advantageous in which the pseudo-random bit sequence is modulated by means of a DMT method, in particular in accordance with a DSL modulation standard.
  • the properties of the signal processing carried out by the signal processing device are preferably adjusted by adapting one (or more) in the signal processing device. direction provided filter (s) set.
  • the adaptation of the filter (s) can be achieved, for example, by selecting the height of one or more filter coefficients, and / or, for example, by selecting the filter structure accordingly.
  • the device according to the invention for determining line properties can e.g. be arranged in a central office.
  • the line properties can e.g. be determined before the actual (user) data transmission begins and before a subscriber-side modem is connected (i.e. in single-ended operation) (prequalification procedure).
  • Line characteristics can also be determined after connecting the subscriber-side modem (diagnostic procedure).
  • FIG. 1 shows a data communication system in which the data transmission method according to the invention is used
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a plurality of frequency bands used in the data communication system shown in FIG. 1 for DSL data transmission;
  • FIG. 3 is a schematic detailed representation of the modems shown in Figure 1, and the subscriber line;
  • FIG. 4 shows a schematic detailed illustration of the signal processing device shown in FIG. 3;
  • FIG. 5 shows a schematic detailed illustration of the digital filter contained in the signal processing device according to FIG. 4.
  • FIG. 1 shows an example of a data communication system 1 in which the prequalification method according to the invention can be used.
  • the data communication system 1 has an end switch 3 (here: an electronic digital dialing system or EWSD) connected to a telephone network (here: the public telephone network 2a).
  • EWSD electronic digital dialing system
  • the end switching center 3 is connected to a plurality of subscriber end connection devices 5 via a plurality of subscriber lines 4.
  • the data communication between the end switching center 3 and the respective subscriber end connection device 5 (or between the modems (modulator-demodulators) 3a, 5a) provided there can e.g. using POTS (Piain Old Telephone Service) or ISDN (Integrated Services Digital Network), and using xDSL (x Digital Subscriber Line), e.g. by means of ADSL data transmission.
  • POTS Peain Old Telephone Service
  • ISDN Integrated Services Digital Network
  • xDSL x Digital Subscriber Line
  • a plurality of frequency bands (bins) 6a, 6b, 6c, 6d, which lie above a frequency fl, are used for DSL data transmission.
  • cosine oscillations are used, the frequency of which is e.g. can each lie in the middle of the corresponding frequency band 6a, 6b, 6c, 6d.
  • the coding of the data to be transmitted in a cosine oscillation can e.g. take place in a manner known per se with the aid of a so-called phase star.
  • Each of the above A corresponding phase shift of a cosine oscillation with respect to a clock running synchronously in the subscriber modem 5a and in the terminal exchange mode 3a (or with respect to a pilot tone transmitted by the respective modem 3a, 5a) is assigned to the angle.
  • the data transmission within the respective frequency band (bins) 6a, 6b, 6c, 6d can then take place, for example, with the aid of a sequence of cosine oscillations of a predetermined frequency, via the amplitude and phase shift of which one of the above-mentioned bits or bit sequences is identified.
  • the respectively transmitted bit or the respectively transmitted bit sequence can be determined from the amplitude and phase shift of the respectively received cosine oscillation in the respective receiving modem 3a, 5a with the aid of a phase star corresponding to the above-mentioned phase star.
  • FIG. 3 shows a schematic detailed illustration of the subscriber modem 5a shown in FIG. 1, the terminal exchange modem 3a and the subscriber line 4. This is in the form of a twisted pair cable.
  • the subscriber line 4 has a length 1 - initially not known - which is determined by the terminal switching modem 3a by means of the prequalification method explained in detail below.
  • the subscriber connection line 4 is terminated with an impedance Z due to the internal resistance of the subscriber modem 5a.
  • impedance Z of the subscriber modem 5a is not equal to the characteristic impedance Z w of the subscriber line 4.
  • the impedance Z of the subscriber modem 5a is initially not known and can be determined — alternatively or in addition to the line length 1 — using the prequalification method described below.
  • Knowing the termination impedance Z e.g. the impedance of the central office modem 3a can be adapted in a manner known per se.
  • the terminal exchange modem 3a has a signal conversion device 7, a signal processing device 8, a signal transformation device 9 and a transmitting / receiving device 10.
  • the transmitting / receiving device comprises a control device 11, for example a digital signal processor (DSP), and a storage device 12.
  • DSP digital signal processor
  • a 2-wire / 4-wire conversion takes place in the signal conversion device 7 (e.g. in a hybrid or hybrid circuit), and (e.g. in one or more digital / analog
  • Converted signal into a differential digital signal is forwarded via a line 13 to the signal processing device 8, which, as shown below, subjects the received digital signal to a specially optimized "echo compensation *.
  • a digital signal S output by the control device 11 or by the digital signal processor (DSP) on a line 14 is converted into a corresponding analog signal in an analog / digital conversion device provided in the signal conversion device 7, and then as a differential signal output to the twisted pair line 4.
  • DSP digital signal processor
  • the above-mentioned prequalification process is carried out before the actual (user) data transmission, in particular before the subscriber line modem 5a is connected (single-ended termination).
  • a method corresponding to the described prequalification method is carried out at a point in time at which the subscriber line modem 5a is already connected (diagnostic method).
  • the settings relating to the actual DSL user data transmission are made (e.g. in the case of the actual DSL user data transmission e.g. more or fewer bits per time unit are transmitted via the above frequency bands 6a, 6b, 6c, 6d, i.e. the maximum DSL transmission bit rate is specified).
  • the end switching modem 3a can then inform the subscriber modem 5a.
  • control device 11 or the digital signal processor (DSP) first outputs pseudo-noise or pseudo-noise pulse train signals instead of signals which contain the actual useful data.
  • control device 11 or the digital signal processor 11 reads a pseudo-random bit sequence from the memory device 12, and the pseudo-random bit sequence - according to the DSL modulation method explained above - assigned a cosine oscillation or a sequence of cosine oscillations of a certain amplitude and phase in which the pseudo-random bit sequence is encoded.
  • the DSL encoded pseudo noise pulse train i.e. the corresponding cosine oscillation signals are fed from the control device 11 or from the digital signal processor (DSP) via the line 14 to the converting device 7, converted there as shown above, and then output as an analog signal to the subscriber line 4.
  • DSP digital signal processor
  • the signals supplied by the control device 11 or by the digital signal processor (DSP) are also fed to the signal processing device 8 via a line 14a.
  • the pseudo noise pulse train signals are reflected (at least partially) on the subscriber modem 5a due to the mismatch of the subscriber modem 5a. Additional reflections can e.g. caused by joints of the subscriber line 4, as well as by the hybrid or hybrid circuit provided in the converting device 7.
  • the reflected signal (echo signal *) received by the central office modem 3a is fed to the converting device 7, converted there (A / D-) and then passed on to the signal processing device 8 via the line 13.
  • this has a digital filter device 15 with one (or more, e.g. cascaded) digital filters 16, to which the signals output by the DSP or the control device 11 are fed via the line 14a.
  • the digital filter (s) can be constructed in any way, for example in the same way as the digital filter 16 shown in FIG. 5 16 output signal is forwarded to an adder 28 via a line 18c. There " is added to the signal, the echo signal fed via line 13 and received by the central office modem 3a.
  • the signal obtained in this way is fed via a line 18 and via a line 18b to the control device 11 or the digital signal processor, and via the line 18 and a line 18a to the signal transformation device 9 (FIG. 3).
  • the digital filter 16 has one or more filter stages, here: a first filter stage 23, and further filter stages 24, 25.
  • Each filter stage comprises, for example, a delay element 20 (in the case of alternative exemplary embodiments: two delay elements), two Multiplier 21, and an adder 22, 26 (only the first and the last, Nth stage is constructed more simply).
  • the number N of filter stages 23, 24, 25 indicates the order of the filter.
  • the multipliers 21 multiply the respectively applied signals with filter coefficients of adjustable size ⁇ 0 , oi, ⁇ 2 , ..., O_N, ßi, ß 2 , ..., PN.
  • the size of the filter coefficients cto, O, ⁇ 2 , ..., ⁇ N , ßi, ß 2 , ..., ßN se is determined, as will be explained in more detail below, by the control device 11 or by the digital signal processor ,
  • the filter coefficients ⁇ 0 , d l , ⁇ 2 , ..., ⁇ N , ßi, ß, ..., ß ⁇ according to FIGS. 3 and 4 can thus be adjusted to the corresponding values are set such that corresponding coefficient setting signals are transmitted from the control device 11 or from the digital signal processor to the digital filter device 15 or the digital filter 16 via control lines 17.
  • the signals supplied by the multipliers 21 are fed to the respective adder 22 and from there to the respective delay element 20.
  • the last adder 26 of the last, N-th filter stage 25 is connected to the output of the digital filter 16, and thus to the line 18, and provides the above-mentioned filter output signal.
  • this is passed on to the signal transformation device 9 via the lines 18, 18a after addition with the signal provided via the line 13.
  • DFT discrete Fourier transformation
  • FFT Fast Fourier Transformation
  • the level of all or individual, selected (e.g. a number n) spectral components of the signal spectrum obtained is forwarded to the control device 11 or the digital signal processor by means of corresponding signals via a plurality (here: a number n) of lines 19.
  • a vector V representing the height of the above n spectral components is compared with k pattern or pattern vectors V M ⁇ , V M2 , V M3 , ..., V M (pattern matching evaluation ).
  • V M _., V M2 . V M3 . •••, V M k are in the
  • Storage device 12 is stored, and are read out from the storage device 12 via corresponding bus lines 27 by the control device 11 or the digital signal processor.
  • the distances between different, successive line lengths can be of different sizes.
  • the control device 11 or the digital signal processor determines which of the k pattern vectors V M ⁇ , V M2 . V M3 . ..., V Mk is most similar to the above-mentioned vector V, and thus - due to the above-mentioned assignment between the k pattern vectors V M1 _ V M2 , V M3 , ..., V Mk and certain line parameter values (or sets of Values for different line parameters) - an estimated value for the corresponding line parameter of the subscriber line 4 (or estimated values for several different subscriber line parameters), for example an estimated value l ⁇ , 1 2 , 1 3 , ..., lk for the line length.
  • the filter coefficients ⁇ o, i, ⁇ 2 , ..., ⁇ N , ßi, ß 2 . • • -, ß ⁇ have been set by the control device 11 or the digital signal processor so that the pattern or combinations of line parameters associated with the line parameters l ⁇ , 1 2 , 1 3 , ..., lk or line parameter combinations to be determined
  • Differentiate pattern vectors V M ⁇ , V M2 , V M3 , ..., V Mk as much as possible in the n-dimensional vector solution space or have the largest possible Euclidean (or another suitable) distance from one another (correspondingly similar to that in coding methods used the largest possible Hamming distances between the codings used).
  • Two arbitrary, two arbitrary line parameter combinations or line parameters (e.g. li and 1 2 , or 1 2 and I 3 , or l x and 1 3. Etc.) should be assigned to pattern vectors (V M1 and V M2. Or V M2 and V M 3. or m and V M 3, etc.) differentiate as much as possible. This ensures high selectivity.
  • the filter coefficients ⁇ 0 , oa, ⁇ 2 , ..., ⁇ N , ßi, ß 2 , ..., ß N are set, for example, before (the first) commissioning of the central office modem 3a, or before the actual data transmission begins .
  • the selected filter coefficient setting can be changed, adapted, or corrected, for example.
  • the subscriber line 4 is decoupled from the terminal switching modem 3a in response to a signal supplied by the control device 11 or the digital signal processor to a relay (not shown) (line length 0).
  • the filter coefficients are ⁇ 0 , cii, ⁇ 2 , ..., ⁇ N , ßi. ß 2 , ..., ßw not set by the control device 11 or the digital signal processor, but fixed in advance.
  • the signal processing device 8 can be used as a conventional echo compensation device during the transmission of the actual useful data signals.
  • the filter coefficients of one or more digital filters contained in the signal processing device 8 are which is then set by the control device 11 or the digital signal processor so that the signal processing device 8 generates an (estimated) duplicate of the echo signal caused by this useful data signal from a useful data signal (supplied via the line 14a, for example).
  • This signal is subtracted from the signal received by the converting device 7 via line 13, and the resulting (echo-compensated) signal is forwarded via line 18b to the control device 11 or the digital signal processor.
  • the signal processing device 8 and the (FFT) signal transformation device 9 can be implemented in one and the same component, e.g. in a mixed transversal / recursive circuit unit with m outputs.
  • the structure of the filter e.g. its order (number N of filter stages 23, 24, 25), recursive additional component, etc.
  • the pattern-vector distances are as large as possible.
  • the evaluation of the signals supplied by the signal processing device 8 ie the above-mentioned vector comparison or pattern matching in the above-mentioned prequalification process cannot be carried out by the control device 11 or the digital signal processor itself. but by a (separate) host processor (for example, from a microcontroller that performs further, general tasks for one or more modems arranged on the corresponding modem module).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer oder mehrerer Eigenschaften einer Leitung (4), sowie eine Vorrichtung (8, 11) zum Ermitteln einer oder mehrerer Eigenschaften einer mit der Vorrichtung (8, 11) direkt oder indirekt verbindbaren Leitung (4), wobei die Vorrichtung (8, 11) so ausgestaltet ist, dass diese die Ausgabe eines Testsignals auf der Leitung (4) veranlassen kann, und die Leitungseigenschaft oder die Leitungseigenschaften aus dem über die Leitung (4) empfangenen Echosignals ermittelt, und wobei die Vorrichtung (8, 11) eine Signaltransformationseinrichtung (9) aufweist zur Transformation des Echosignals oder eines aus dem Echosignal gewonnen Signals in den Frequenzbereich, wobei die Leitungseigenschaft oder die Leitungseigenschaften aus einem die Stärke einzelner Frequenzbereichs-Spektralanteile repräsentierenden Vektor (V) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (8, 11) eine Signalverarbeitungseinrichtung (8) aufweist, welcher das untransformierte Echosignal oder das hieraus gewonnene, untransformierte Signal zugeführt wird, und die Leitungseigenschaft oder die Leitungseigenschaften aus einem Vergleich des die einzelnen Frequenzbereichs-Spektralanteile repräsentierenden Vektors (V) mit mehreren Muster-Vektoren (VM1, VM2, VM3, ..., VMk) ermittelt werden, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung (8) das Echosignal oder das hieraus gewonnene Signal so verarbeitet, dass die Muster-Vektoren (VM1, VM2, VM3, ..., VMk) so gewählt werden können, dass sie möglichst grosse euklidsche Abstände voneinander aufweisen.

Description

Beschreibung
ADSL Präqualifikationsverfahren mit Echo-Canceler-Optimierung auf maximale Trennschärfe
Die Erfindung betrifft - gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 - eine Vorrichtung zum Ermitteln einer oder mehrerer Eigenschaften einer mit der Vorrichtung direkt oder indirekt verbindbaren Leitung.
Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln einer oder mehrerer Eigenschaften einer Leitung (Oberbegriff des Anspruchs 20) .
Datenkommunikationssysteme weisen i.A. eine Sende- bzw. Sen- de-/Empfangseinheit, z.B. ein in einer EWSD-Endvermittlungs- stelle vorgesehenes erstes Modem auf, von wo aus modulierte Übertragungssignale über einen Übertragungskanal, z.B. eine Teilnehmeranschlußleitung, an eine Empfangs-bzw. eine weitere Sende-/Empfangseinheit, z.B. an ein zweites, in einer Teilnehmer-Endanschlußeinrichtung vorgesehenes Modem übertragen werden, und umgekehrt.
Die Datenkommunikation zwischen den Modems (Modulatoren- Demodulatoren) kann z.B. mittels ISDN- (Integrated Services
Digital Network) , und mittels xDSL- (x Digital Subscriber Line) , z.B. mittels ADSL- Datenübertragung erfolgen.
Zur xDSL-Datenübertragung werden mehrere Frequenzbänder (bins) verwendet, die oberhalb der zur POTS- bzw. ISDN- Datenübertragung genutzten Frequenzbänder liegen.
Zur Übertragung von Daten in einem bestimmten Frequenzband kann z.B. eine Cosinus- (bzw. Sinus-) Schwingung verwendet werden, deren Frequenz z.B. in der Mitte des entsprechenden Frequenzbands liegt. Beispielsweise kann jedem zu übertragenden Bit oder jeder zu übertragenden Bitfolge (z.B. unter Verwendung eines Phasensterns) eine CosinusSchwingung bestimmter Amplitude und Phase zugeordnet sein. Wird diese von der jeweiligen Sendeeinheit über die Teilnehmeranschlußleitung an die Empfangseinheit ü- bertragen, kann aus der Amplitude und Phase der jeweils empfangenen Cosinusschwingung in der Empfangseinheit die jeweils übertragene Bitfolge bestimmt werden.
Des weiteren ist bereits bekannt, vor Beginn der eigentlichen Datenübertragung, und vor Anschluß eines teilnehmerseitigen Modems (single-ended-Betrieb) durch die jeweilige Sende- bzw. Sende-/Empfangseinheit einen oder mehrere die jeweilige Teilnehmeranschlussleitung kennzeichnende Parameter (Leitungslän- ge, Abschlussimpedanz, Position von Bridge Taps, etc.) zu ermitteln (Präqualifikations-Verfahren) .
Dadurch können einem künftigen Benutzer der jeweiligen Sendebzw. Sende-/Empfangseinheit bzw. eines anzuschließenden Mo- dems bereits vorab Informationen über die maximal erzielbare Datenrate zur Verfügung gestellt werden.
Ein zu einem Präqualifikationsverfahren entsprechendes Verfahren (Diagnostic-Verfahren) kann auch nach Anschluß eines teilnehmerseitigen Modems durchgeführt werden (double-ended- Betrieb) . Bei Inbetriebnahme der jeweiligen Sende- bzw. Sen- de-/Empfangseinheit (und angeschlossenem Teilnehmeranschluß- Modem) kann dann die Übertragung der (eigentlichen) Nutzdaten spezifisch an die jeweils ermittelten Leitungsparameter ange- passt werden.
Beispielsweise können in Abhängigkeit von den jeweils ermittelten Leitungsparametern mehr, oder weniger Bits pro Zeiteinheit über die o.g. Frequenzbänder übertragen, d.h. die ma- ximale ADSL-Übertragungsbitrate festgelegt werden. Zur Ermittlung eines oder mehrerer Leitungsparameter können z.B. zeitbereichsbasierte Reflexionsmesstechnikverfahren bzw. TDR-Verfahren verwendet werden (TDR = Time Domain Reflecto- metry) .
Bei diesen wird vor Beginn der eigentlichen Datenübertragung von der jeweiligen Sende- bzw. Sende-/Empfangseinheit z.B. ein Dirac-Test-Impul über die Teilnehmeranschlussleitung ü- bertragen. Aus der zeitlichen Lage und der Form des zur je- weiligen Sende- bzw. Sende-/Empfangseinheit
(rück) reflektierten Signals - d.h. mittels einer zeitbe- reichsbasierten Signalanalyse - können die o.g. Leitungsparameter abgeschätzt werden.
Alternativ werden bei frequenzbereichsbasierten Reflexionsmesstechnikverfahren (FDR-Verfahren, FDR= Frequency Domain Reflectometry) die (rück) reflektierten Signale zunächst z.B. mittels eines FFT-Transformationsverfahrens (FFT = Fast Fou- rier Transformation) in den Frequenzbereich übertragen. Aus dem so erhaltenen Signalspektrum werden dann die o.g. Leitungsparameter ermittelt.
Im Stand der Technik ist außerdem bereits bekannt, an der je- weiligen Sende- bzw. Sende-/E pfangseinheit sog. Echokompensationseinrichtungen vorzusehen.
Die vom jeweiligen Modem ausgegebenen Signale - und damit auch die eigentlichen (Nutzdaten-) Signale - werden nämlich (beispielsweise an Stoßstellen der Teilnehmeranschlussleitung) reflektiert, woraus sich ein Beitrag der ausgegebenen Signale zur Gegenrichtung, d.h. zum von der gegenüberliegenden Sende-/Empfangseinheit empfangenen Eingangssignal ergibt PEchosignalλλ ) .
Um das Echosignal zu eliminieren (d.h. um den eigentlichen, von der gegenüberliegenden Sende-/Empfangseinrichtung stamme- nenden Eingangssignalanteil zu ermitteln) , kann die Echokompensationseinrichtung beispielsweise eine Einrichtung mit einem Filter aufweisen, z.B. ein digitales Filter mit einstellbaren Filterkoeffizienten.
Die Filterkoeffizienten werden so gewählt, dass von der Einrichtung ein (geschätztes) Duplikat des Echosignals erzeugt wird. Dieses wird vom jeweils empfangenen Eingangssignal abgezogen.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, ein neuartiges Verfahren zum Ermitteln einer oder mehrerer Eigenschaften einer Leitung, sowie eine neuartige Vorrichtung zum Ermitteln einer oder mehrerer Eigenschaften einer mit der Vorrichtung direkt oder indirekt verbindbaren Leitung zur Verfügung zu stellen.
Die Erfindung erreicht dieses und weitere Ziele durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 20.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Ermitteln einer oder mehrerer Eigenschaften einer mit der Vorrichtung direkt oder indirekt verbindbaren Leitung zur Verfügung gestellt, wobei die Vorrichtung so ausgestaltet ist, dass diese die Ausgabe eines Testsignals auf der Leitung veranlassen kann, und die Leitungseigenschaft oder die Leitungseigenschaften aus dem über die Leitung empfangenen Echo- Signals ermittelt, und wobei die Vorrichtung eine Signaltransformationseinrichtung aufweist zur Transformation des Echosignals oder eines aus dem Echosignal gewonnen Signals in den Frequenzbereich, wobei die Leitungseigenschaft oder die Leitungseigenschaften aus einem die Stärke einzelner Fre- quenzbereichs-Spektralanteile repräsentierenden Vektor ermittelt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Vorrichtung eine Signalverarbeitungseinrichtung aufweist, welcher das untransformierte Echosignal oder das hieraus gewonnene, untransformierte Signal zugeführt wird, und die Leitungseigenschaft oder die Leitungseigenschaften aus einem Vergleich des die einzelnen Frequenzbereichs-Spektralanteile repräsentierenden Vektors mit mehreren Muster-Vektoren ermittelt werden, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung das E- chosignal oder das hieraus gewonnene Signal so verarbeitet, dass die Muster-Vektoren so gewählt werden können, dass sie möglichst große euklidsche Abstände voneinander aufweisen.
Dadurch kann bei der Ermittlung der Leitungseigenschaft (en) eine hohe Trennschärfe erreicht werden.
Bei der zu ermittelnden Leitungseigenschaft kann es sich vor- teilhaft z.B. um die Länge der Leitung handeln, oder z.B. um deren Dicke oder Abschlußimdedanz, die Position von Bridge taps, etc.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Vorrichtung - außer zum Ermitteln einer oder mehrerer Leitungseigenschaften - zusätzlich zum Übertragen von Nutzdatenbits über die Leitung verwendet .
Vorzugsweise wird das von der Vorrichtung ausgegebene Test- signal aus einer Pseudo-Zufallsbitfolge gewonnen.
Besonders bevorzugt wird die Pseudo-Zufallsbitfolge auf entsprechende Weise moduliert, wie von der Vorrichtung über die Leitung übertragene Nutzdatenbits.
Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei welcher die Pseudo- Zufallsbitfolge mittels eines DMT-Verfahrens moduliert wird, insbesondere gemäß einem DSL-Modulationsstandard.
Vorzugweise werden die Eigenschaften der von der Signalverarbeitungseinrichtung durchgeführten Signalverarbeitung durch Anpassen eines (oder mehrerer) in der Signalverarbeitungsein- richtung vorgesehen Filter (s) eingestellt. Das Anpassen des bzw. der Filter (s) kann z.B. durch die Wahl der Höhe eines oder mehrerer Filterkoeffizienten erreicht werden, und/oder z.B. durch entsprechende Wahl der Filterstruktur.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ermitteln von Leitungseigenschaften kann z.B. in einer Endvermittlungsstelle angeordnet sein. Die Leitungseigenschaften können z.B. vor Beginn der eigentlichen (Nutz-) Datenübertragung, und vor Anschluß eines teilnehmerseitigen Modems (d.h., im single-ended- Betrieb) ermittelt werden (Präqualifikations-Verfahren) .
Dadurch können einem Benutzer bereits vor Anschluß des entsprechenden teilnehmerseitigen Modems vorab Informationen ü- ber die maximal erzielbare Datenrate zur Verfügung gestellt werden.
Alternativ oder zusätzlich können mit der Vorrichtung die o.g. Leitungseigenschaften auch nach Anschluß des teilnehmer- seitigen Modems ermittelt werden (Diagnostic-Verfahren) .
Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 ein Datenkommunikationssystem, bei welchem das erfindungsgemäße Datenübertragungsverfahren verwendet wird;
Figur 2 eine schematische Darstellung mehrerer beim in Figur 1 gezeigten Datenkommunikationssystem zur DSL- Datenübertragung verwendeter Frequenzbänder;
Figur 3 eine schematische Detaildarstellung der in Figur 1 gezeigten Modems, sowie der Teilnehmeranschlußleitung; Figur 4 eine schematische Detaildarstellung der in Figur 3 gezeigten Signalverarbeitungseinrichtung; und
Figur 5 eine schematische Detaildarstellung des in der Signalverarbeitungseinrichtung gemäß Figur 4 enthaltenen digitalen Filters.
In Figur 1 ist ein Beispiel für ein Datenkommunikationssyste 1 gezeigt, bei welchem das erfindungsgemäße Präqualifikationsverfahren verwendet werden kann.
Das Datenkommunikationssystem 1 weist eine an ein Telefonnetz (hier: das öffentliche Telefonnetz 2a) angeschlossene Endvermittlungsstelle 3 (hier: ein elektronisches Wählsystem digital bzw. EWSD) auf. Die Endvermittlungsstelle 3 ist zudem an ein IP-Netz 2b angeschlossen (IP = Internet Protocol) .
Die Endvermittlunsgstelle 3 ist über mehrere Teilnehmeranschlußleitungen 4 mit mehreren Teilnehmer- Endanschlußeinrichtungen 5 verbunden.
Die Datenkommunikation zwischen Endvermittlungsstelle 3 und der jeweiligen Teilnehmer-Endanschlußeinrichtung 5 (bzw. zwischen den jeweils dort vorgesehenen Modems (Modulatoren- Demodulatoren) 3a, 5a) kann z.B. mittels POTS- (Piain Old Telephone Service) bzw. ISDN- (Integrated Services Digital Network), und mittels xDSL- (x Digital Subscriber Line), z.B. mittels ADSL- Datenübertragung erfolgen.
Zur DSL-Datenübertragung werden gemäß Figur 2 mehrere Frequenzbänder (bins) 6a, 6b, 6c, 6d verwendet, die oberhalb einer Frequenz fl liegen. Die Frequenzbereiche unterhalb der Frequenz fl (fl __ 25 kHz bei POTS bzw. fl = 130 kHz bei ISDN) werden für herkömmliche POTS- bzw. ISDN- (Sprach-) Datenübertragung verwendet. Zur DSL-Datenübertragung in downstream-Richtung, d.h. zwischen dem Endvermittlungsstellen-Modem 3a und dem Teilnehmer- Modem 5a, oder umgekehrt in upstream-Richtung, d.h. zwischen dem Teilnehmer-Modem 5a und dem Endvermittlungsstellen-Modem 3a kann z.B. ein DM -Verfahren eingesetzt werden (DMT = disc- rete multi tone) .
Hierbei werden für jedes Frequenzband 6a, 6b, 6c, 6d Cosinusschwingungen verwendet, deren Frequenz z.B. jeweils in der Mitte des entsprechenden Frequenzbands 6a, 6b, 6c, 6d liegen kann.
Die Codierung der zu übertragenden Daten in einer Cosinusschwingung kann z.B. auf an sich bekannter Weise unter Zu- hilfenahmen eines sog. Phasensterns erfolgen.
Dieser weist mehrere konzentrische Kreise auf, denen jeweils eine Cosinus-Schwingungsamplitude bestimmter Höhe zugeordnet ist. Auf jedem Kreis liegen - bei jeweils unterschiedlichen Winkeln - ein oder mehrere Punkte, denen jeweils eine von mehreren verschiedenen Bits oder Bitfolgen zugeordnet ist. Jedem der o.g. Winkel ist eine entsprechende Phasenverschiebung einer Cosinusschwingung bzgl. einem im Teilnehmer-Modem 5a und im Endvermittlungsstellen-Mode 3a synchron laufenden Takt (bzw. bezüglich eines vom jeweiligen Modem 3a, 5a ausgesendeten Pilottons) zugeordnet.
Die Datenübertragung innerhalb des jeweiligen Frequenzbands (bins) 6a, 6b, 6c, 6d kann dann z.B. mit Hilfe einer Folge von Cosinusschwingungen vorbestimmter Frequenz erfolgen, über deren Amplitude und Phasenverschiebung jeweils eine der o.g. Bits bzw. Bitfolgen gekennzeichnet wird. Aus der Amplitude und Phasenverschiebung der jeweils empfangenen Cosinusschwingung kann im jeweils empfangenden Modem 3a, 5a - unter Zuhil- fenahme eines dem o.g. Phasenstern entsprechenden Phasensterns - das jeweils übertragene Bit bzw. die jeweils übertragene Bitfolge bestimmt werden. In Figur 3 ist eine schematische Detaildarstellung des in Figur 1 gezeigten Teilnehmer-Modems 5a, des Endvermittlungsstellen-Modems 3a, sowie der Teilnehmeranschlussleitung 4 gezeigt. Diese ist hier in Form einer twisted-pair-Leitung aus- gebildet.
Die Teilnehmeranschlussleitung 4 weist eine - zunächst nicht bekannte - Länge 1 auf, die vom Endvermittlungsstellen-Modem 3a mittels des weiter unten im Detail erläuterten Präqualifi- kations-Verfahren ermittelt wird.
Wie in Figur 3 schematisch gezeigt ist, ist die Teilnehmeranschlussleitung 4 - bedingt durch den Innenwiderstand des Teilnehmer-Modems 5a - mit einer Impedanz Z abgeschlossen. Dabei ist (zunächst) eine Fehlanpassung gegeben, d.h. die Impedanz Z des Teilnehmer-Modems 5a ist ungleich dem Wellenwiderstand Zw der Teilnehmeranschlussleitung 4.
Die Impedanz Z des Teilnehmer-Modems 5a ist zunächst nicht bekannt, und kann - alternativ oder zusätzlich zur Leitungslänge 1 - mittels des unten beschriebenen Präqualifikations- Verfahren ermittelt werden.
In Kenntnis der Abschluß-Impedanz Z kann dann z.B. auf an sich bekannte Weise eine Anpassung der Impedanz des Endvermittlungsstellen-Modems 3a vorgenommen werden.
Alternativ oder zusätzlich zur Leitungslänge 1 und/oder zur Abschlußimpedanz Z können mittels des unten beschriebenen Präqualifikations-Verfahrens auch noch weitere Leitungsparameter ermittelt werden, z.B. die Position von Bridge Taps (Stichleitungen) , und/oder die Dicke der Teilnehmeranschlussleitung 4, und/oder die Position sonstiger Stoßstellen (z.B. an aneinander angrenzenden Leitungsabschnitten unterschiedli- eher Dicke), etc. Das Endvermittlungsstellen-Modem 3a weist eine Signalwandeleinrichtung 7, eine Signalverarbeitungseinrichtung 8, eine Signaltransformationseinrichtung 9, sowie eine Sende-/ Empfangseinrichtung 10 auf. Die Sende-/Empfangseinrichtung umfasst eine Steuereinrichtung 11, z.B. einen digitalen Signalprozessor (DSP), und eine Speichereinrichtung 12.
In der Signalwandeleinrichtung 7 findet (z.B. in einer Hybrid- bzw. Gabelschaltung) eine 2-Draht/4-Draht-Wandlung, so- wie (z.B. in einer bzw. mehreren Digital-/Analog-
Wandelschaltungen) eine Analog-/Digital-Wandlung der ins Modem 3a eingegeben bzw. von diesem ausgegeben Signale statt.
Dabei wird das über die zwei Drähte der (twisted-pair-) Teil- neh eranschlussleitung 4 empfangene differentielle analoge
Signal in ein differentielles digitales Signal gewandelt. Das digitale Signal wird über eine Leitung 13 an die Signalverarbeitungseinrichtung 8 weitergeleitet, die entsprechend der Darstellung unten das empfangene digitale Signal einer spe- ziell optimierten "'Echokompensation* unterwirft.
Auf entsprechende Weise wird ein von der Steuereinrichtung 11 bzw. vom digitalen Signalprozessor (DSP) an einer Leitung 14 ausgegebenes digitales Signal S in einer in der Signalwandel- einrichtung 7 vorgesehenen Analog-/Digitalwandeleinrichtung in ein entsprechendes analoges Signal gewandelt, und dann als differentielles Signal an die twisted-pair-Leitung 4 ausgegeben.
Das o.g. Präqualifikations-Verfahren wird vor der eigentlichen (Nutz-) Datenübertragung durchgeführt, insbesondere vor Anschluß des Teilnehmeranschluß-Modems 5a (single-ended- Abschluß) . Bei einem alternative Ausführungsbeispiel wird vor der eigentlichen (Nutz-) Datenübertragung ein zum beschriebe- nen Präqualifikations-Verfahren entsprechendes Verfahren zu einem Zeitpunkt durchgeführt, zu dem das Teilnehmeranschluß- Modem 5a bereits angeschlossen ist (Diagnostic-Verfahren) . Alternativ oder zusätzlich ist auch denkbar, entprechende Verfahren während der eigentlichen Nutzdatenübertragung durchzuführen, z.B. zu vorbestimmten oder frei wählbaren Zeitabschnitten während der Nutzdatenübertragung.
In Abhängigkeit von dem (den) beim Präqualifikations-Ver- fahren jeweils ermittelten Leitungsparameter (n) werden dann z.B. die eigentliche DSL-Nutzdatenübertragung betreffende Einstellungen vorgenommen (z.B. bei der eigentlichen DSL- Nutzdatenübertragung z.B. mehr, oder weniger Bits pro Zeiteinheit über die o.g. Frequenzbänder 6a, 6b, 6c, 6d übertragen, d.h. die maximale DSL-Übertragungsbitrate festgelegt) .
Informationen bezüglich der gewählten Einstellungen, z.B. be- züglich der verwendeten Übertragungsbitrate, können dann vom Endvermittlungsstellen-Modem 3a dem Teilnehmer-Modem 5a mitgeteilt werden.
Dies kann z.B. dadurch erfolgen, dass - vor Beginn der ei- gentlichen Nutzdatenübertragung und/oder zu vorbestimmten o- der frei wählbaren Zeitabschnitten während der Nutzdatenübertragung - vom Endvermittlungsstellen-Modem 3a aus entsprechende Nachrichten an das Teilnehmer-Modem 5a versendet werden (z.B. mit Hilfe von im DSL-Standard vorgesehenen, freien Bits (z.B. über im ADSL Overhead Channel bzw. im Embedded 0- peration Channel enthaltene Bits) ) .
Zum Durchführen des Präqualifikations-Verfahren werden von der Steuereinrichtung 11 bzw. vom digitalen Signalprozessor (DSP) zunächst - statt Signalen, welchen die eigentlichen Nutzdaten enthalten - pseudo-Rausch- bzw. pseudo noise Impulsfolge-Signale ausgegeben.
Hierzu wird von der Steuereinrichtung 11 bzw. dem digitalen Signalprozessor 11 eine Pseudo-Zufallsbitfolge aus der Speichereinrichtung 12 ausgelesen, und der Pseudo-Zufallsbitfolge - entsprechend dem oben eräuterten DSL-Modulationsverfahren - eine CosinusSchwingung bzw. eine Folge von CosinusSchwingungen bestimmter Amplitude und Phase zugeordnet, in denen die Pseudo-Zufallsbitfolge codiert ist.
Die DSL-codierte pseudo noise Impulsfolge, d.h. die entsprechenden Cosinusschwingungs-Signale werden von der Steuereinrichtung 11 bzw. vom digitalen Signalprozessor (DSP) über die Leitung 14 der Wandeleinrichtung 7 zugeführt, dort entsprechend der Darstellung oben gewandelt, und dann als analoges Signal an die Teilnehmeranschlussleitung 4 ausgegeben.
Die von der Steuereinrichtung 11 bzw. vom digitalen Signalprozessor (DSP) gelieferten Signale werden über eine Leitung 14a auch an die Signalverarbeitungseinrichtung 8 zugeführt.
Die pseudo noise Impulsfolge-Signale werden aufgrund der Fehlanpassung des Teilnehmer-Modems 5a (zumindest teilweise) am Teilnehmer-Modem 5a reflektiert. Zusätzliche Reflektionen können z.B. durch Stoßstellen der Teilnehmeranschlussleitung 4 hervorgerufen werden, sowie durch die in der Wandeleinrichtung 7 vorgesehenen Hybrid- bzw. Gabelschaltung.
Das vom Endvermittlungsstellen-Modem 3a empfangene, reflektierte Signal ( Echosignal* ) wird der Wandeleinrichtung 7 zu- geführt, dort auf die oben beschriebene Weise (A/D-) gewandelt, und dann über die Leitung 13 an die Signalverarbeitungseinrichtung 8 weitergeleitet.
Diese weist gemäß Figur 4 eine digitale Filter-Einrichtung 15 mit einem (oder mehreren, z.B. kaskadierten) Digitalfiltern 16 auf, dem (bzw. denen) über die Leitung 14a die vom DSP bzw. der Steuereinrichtung 11 ausgegebenen Signale zugeführt wird.
Das oder die Digitalfilter können im Prinzip auf beliebige Weise aufgebaut sein, z.B. entsprechend wie das in Figur 5 gezeigte Digitalfilter 16. Das am Ausgang des Digitalfilters 16 ausgegebene Signal wird über eine Leitung 18c an einen Addierer 28 weitergeleitet. Dort" wird zu dem Signal das über die Leitung 13 zugeführte, vom Endvermittlungsstellen-Modem 3a empfangene Echosignal addiert.
Das so erhaltene Signal wird über eine Leitung 18, und über eine Leitung 18b der Steuereinrichtung 11 bzw. dem digitalen Signalprozessor zugeführt, und über die Leitung 18, und eine Leitung 18a der Signaltransformationseinrichtung 9 (Figur 3) .
Wieder bezogen auf Figur 5 weist das Digitalfilter 16 eine oder mehrere Filterstufen auf, hier: eine erste Filterstufe 23, sowie weitere Filterstufen 24, 25. Jede Filterstufe um- fasst beispielsweise ein Verzögerungsglied 20 (bei alternati- ven Ausführungsbeispielen: zwei Verzögerungsglieder) , zwei Multiplizierer 21, und einen Addierer 22, 26 (lediglich die erste und die letzte, N-te Stufe ist einfacher aufgebaut) . Die Anzahl N an Filterstufen 23, 24, 25 gibt die Ordnung des Filters an.
Die Multiplizierer 21 multiplizieren die jeweils anliegenden Signale mit Filterkoeffizienten einstellbarer Größe α0, o-i, α2, ... , O_N, ßi, ß2, ... , PN.
Die Größe der Filterkoeffizienten cto, O , α2, ..., αN, ßi, ß2, ..., ßN se wird jeweils, wie weiter unten noch genauer erläutert wird, von der Steuereinrichtung 11 bzw. vom digitalen Signalprozessor ermittelt.
Nach der Ermittlung durch die Steuereinrichtung 11 bzw. den digitalen Signalprozessor können die Filterkoeffizienten α0, dl, α2,..., αN, ßi, ß,..., ßπ gemäß Figur 3 und 4 dadurch auf die entsprechenden Werte eingestellt werden, dass über Steuerleitungen 17 entsprechende Koeffizienten-Einstellsignale von der Steuereinrichtung 11 bzw. vom digitalen Signalprozessor an die digitale Filter-Einrichtung 15 bzw. das Digitalfilter 16 übertragen werden. Wieder bezogen auf Figur 5 werden die von den Multiplizierern 21 gelieferten Signale dem jeweiligen Addierer 22, und von dort aus dem jeweiligen Verzögerungsglied 20 zugeführt. Der letzte Addierer 26 der letzten, N-ten Filterstufe 25 ist mit dem Ausgang des Digitalfilters 16, und somit mit der Leitung 18 verbunden, und stellt über diese das o.g. Filter- Ausgabesignal zur Verfügung.
Dieses wird, wie bereits erläutert, nach Addition mit dem ü- ber die Leitung 13 bereitgestellten Signal über die Leitungen 18, 18a an die Signaltransformationseinrichtung 9 weitergeleitet. Dort wird das empfangene Signal in den Frequenzbereich übertragen, insbesondere unter Verwendung von diskreten Fourier-Transformationsverfahren (DFT bzw. Discrete Fourier Transformation), z.B. FFT (FFT = Fast Fourier Transformation bzw. schnelle Fourier-Transformation) , oder anderen orthogonalen Transformationsverfahren.
Die Höhe sämtlicher oder einzelner, ausgewählter (z.B. einer Anzahl n) Spektralanteile des erhaltenen Signalspektrum wird mittels entsprechender Signale über mehrere (hier: einer Anzahl n) Leitungen 19 an die Steuereinrichtung 11 bzw. den digitalen Signalprozessor weitergeleitet.
In der Steuereinrichtung 11 bzw. dem digitalen Signalprozessor wird ein die Höhe der o.g. n Spektralanteile repräsentierender Vektor V mit k Muster- bzw. Pattern-Vektoren VMι, VM2, VM3, ... , VM verglichen (pattern matching Auswertung) .
Die k Muster-Vektoren VM_., VM2. VM3. ••• , VMk sind in der
Speichereinrichtung 12 abgespeichert, und werden über entsprechende Busleitungen 27 von der Steuereinrichtung 11 bzw. dem digitalen Signalprozessor aus der Speichereinrichtung 12 ausgelesen.
Jeder der k Muster-Vektoren VMι, VM2. VM3, ... , VMk repräsen¬ tiert eine von k verschiedenen Werten für einen bestimmten Leitungsparameter (oder alternativ eine von k verschiedenen Kombinationen von zwei oder mehr verschiedenen Leitungsparametern) , z.B. k verschiedene Leitungslängen ll f 12, 13, ..., lk (in willkürlich gewählten Einheiten) .
Die Abstände zwischen verschiedenen, aufeinanderfolgenden Leitungslängen (z.B. zwischen li und 12, und zwischen 12 und 13) können unterschiedlich groß sein.
Die Steuereinrichtung 11 bzw. der digitale Signalprozessor ermittelt, welcher der k Muster-Vektoren VMι, VM2. VM3. ... , VMk dem o.g. Vektor V am ähnlichsten ist, und somit - aufgrund der o.g. Zuordnung zwischen den k Muster-Vektoren VM1_ VM2, VM3, ... , VMk und bestimmten Leitungsparameterwerten (bzw. Sätzen von Werten für verschiedene Leitungsparameter) - einen Schätzwert für den entsprechenden Leitungsparameter der Teilnehmeranschlußleitung 4 (bzw. Schätzwerte für mehrere, verschiedene Teilnehmeranschlußleitungs-Para eter) , z.B. einen Schätzwert lχ, 12, 13, ... , lk für die Leitungslänge.
Die Filterkoeffizienten αo, i, α2,..., αN, ßi, ß2. • • - , ßπ sind von der Steuereinrichtung 11 bzw. dem digitalen Signalprozessor so eingestellt worden, dass sich die zu den zu ermittelnden Leitungsparametern lχ, 12, 13, ... , lk bzw. Leitungsparame- terkombinationen gehörigen Muster- bzw. Pattern-Vektoren VMι, VM2, VM3, ... , VMk im n-dimensionalen Vektor-Lösungsraum möglichst stark unterscheiden bzw. möglichst großen euklidschen (oder einen anderen geeigneten) Abstand voneinander aufweisen (entsprechend ähnlich wie die bei Codierverfahren verwendeten möglichst großen Hamming-Distanzen zwischen den jeweils verwendeten Codierungen) .
Dabei sollen jeweils zwei beliebige, zwei beliebigen Leitungsparameterkombinationen oder Leitungsparametern (z.B. li und 12, oder 12 und I3, oder lx und 13. etc.) zugeordnete Pattern-Vektoren (VM1 und VM2. oder VM2 und VM3. oder m und VM3, etc.) möglichst stark unterscheiden. Dadurch wird eine hohe Trennschärfe erreicht.
Die Filterkoeffizienten α0, o.a., α2,..., αN, ßi, ß2,..., ßN werden z.B. vor (der ersten) Inbetriebnahme des Endvermittlungsstellen-Modems 3a eingestellt, bzw. vor Beginn der eigentlichen Datenübertragung. Während des Betriebs des Endvermittlungsstellen-Modems 3a kann die gewählte Filterkoeffizienten- Einstellung z.B. geändert, angepasst, oder korrigiert werden.
Zur Einstellung der Filterkoeffizienten α0, x, α2, ..., O.N, ßi, ß2, ..., ßN durch die Steuereinrichtung 11 bzw. den digitalen Signalprozessor können dort verschiedene Leitungen mit jeweils unterschiedlichen Leitungsparametern li, 12, 13, ... , lk bzw. Leitungsparameterkombinationen simuliert werden (z.B. indem entsprechende Leitungen mittels entsprechender Differenzengleichungen im Signalverarbeitungspfad des digitalen Signalprozessors nachgebildet werden) .
Während der Simulation wird die Teilnehmeranschlußleitung 4 in Reaktion auf ein von der Steuereinrichtung 11 bzw. dem digitalen Signalprozessor an ein (nicht dargestelltes) Relais geliefertes Signal vom Endvermittlungsstellen-Modem 3a abgekoppelt (Leitungslänge 0) .
Bei alternativen Ausführungsbeispielen werden die Filterkoeffizienten α0, cii, α2,..., αN, ßi. ß2,..., ßw nicht von der Steuereinrichtung 11 bzw. dem digitalen Signalprozessor, sondern vorab fest eingestellt.
Bei einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel kann die Signalverarbeitungseinrichtung 8 während der Übertragung der eigentlichen Nutzdatensignale als herkömmliche Echokompensationseinrichtung verwendet werden.
Die Filterkoeffizienten von einem oder mehreren in der Signalverarbeitungseinrichtung 8 enthaltenen Digitalfiltern wer- den dann von der Steuereinrichtung 11 bzw. dem digitalen Signalprozessor so eingestellt, dass von der Signalverarbeitungseinrichtung 8 aus einem (z.B. über die Leitung 14a zugeführten) Nutzdatensignal ein (geschätztes) Duplikat des von diesem Nutzdatensignal hervorgerufenen Echosignals erzeugt wird.
Dieses Signal wird vom über die Leitung 13 von der Wandeleinrichtung 7 empfangenen Signal abgezogen, und das sich erge- bende (echokompensierte) Signal über die Leitung 18b an die Steuereinrichtung 11 bzw. den digitalen Signalprozessor weitergeleitet.
Alternativ oder zusätzlich können die Signalverarbeitungsein- richtung 8 und die (FFT-) Signaltransformationseinrichtung 9 in ein- und demselben Bauelement verwirklicht sein, z.B. in einer gemischt transversal/rekursiven Schaltungeinheit mit m Ausgängen.
Bei weiteren alternativen Ausführungsbeispielen können bei der o.g. Optimierung des Präqualifikationsverfahrens - im Hinblick auf Muster-Vektoren VMι, VM2, VM3. • • • . VMk mit mög¬ lichst großen (euklidschen) Abständen - von der Steuereinrichtung 11 bzw. dem digitalen Signalprozessor außer Filter- koeffizienten-Einstellungen auch andere Einstellungen vorgenommen werden .
Beispielsweise kann die Struktur des Filters (z.B. dessen Ordnung (Anzahl N an Filterstufen 23, 24, 25) , rekursiver Zu- satzanteil, etc.) so gewählt werden, dass sich möglichst große Muster-Vektor-Abstände ergeben.
Alternativ oder zusätzlich kann die Auswertung der von der Signalverarbeitungseinrichtung 8 gelieferten Signale (d.h. der o.g. Vektorvergleich bzw. das pattern matching) beim o.g. Präqualifikationsverfahren nicht durch die Steuereinrichtung 11 bzw. den digitalen Signalprozessor selbst vorgenommen wer- den, sondern durch einen (separaten) Hostprozessor (z.B. von einem auf der entsprechenden Modem-Baugruppe angeordneten, weitere, allgemeine Aufgaben für einen oder mehrere Modems erfüllenden Microcontroller) .

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (8, 11) zum Ermitteln einer oder mehrerer Eigenschaften einer mit der Vorrichtung (8, 11) direkt oder indirekt verbindbaren Leitung (4), wobei die Vorrichtung (8, 11) so ausgestaltet ist, dass diese die Ausgabe eines Testsignals auf der Leitung (4) veranlassen kann, und die Leitungseigenschaft oder die Leitungseigenschaften aus dem über die Leitung (4) empfangenen Echosignals ermittelt, und wobei die Vorrichtung (8, 11) eine Signaltransformationseinrichtung (9) aufweist zur Transformation des Echosignals oder eines aus dem Echosignal gewonnen Signals in den Frequenzbereich, wobei die Leitungseigenschaft oder die Leitungseigenschaften aus einem die Stärke einzelner Frequenzbereichs- Spektralanteile repräsentierenden Vektor (V) ermittelt werden d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Vorrichtung (8, 11) eine Signalverarbeitungseinrichtung (8) aufweist, welcher das untransformierte Echosignal oder das hieraus gewonnene, untransformierte Signal zugeführt wird, und die Leitungseigenschaft oder die Leitungseigenschaften aus einem Vergleich des die einzelnen Frequenzbe- reichs-Spektralanteile repräsentierenden Vektors (V) mit mehreren Muster-Vektoren (VMι, VM2. VM3. • • • . VMk) ermittelt werden, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung (8) das Echo- signal oder das hieraus gewonnene Signal so verarbeitet, dass die Muster-Vektoren (VMι, VM2, VM3. • • • , VMk) so gewählt werden können, dass sie möglichst große euklidsche Abstände voneinander aufweisen.
2. Vorrichtung (8, 11) nach Anspruch 1, bei welcher die Eigenschaften der von der Signalverarbeitungseinrichtung (8) durchgeführten Signalverarbeitung vor der Inbetriebnahme der Vorrichtung (8, 11) fest eingestellt sind.
3. Vorrichtung (8, 11) nach Anspruch 1, bei welcher die Eigenschaften der von der Signalverarbeitungseinrichtung (.8) durchgeführten Signalverarbeitung während des Betriebs der Vorrichtung (8, 11) von der Vorrichtung (8, 11) selbst einstellbar sind.
4. Vorrichtung (8, 11) nach Anspruch 2 oder 3, bei welcher die Eigenschaften der von der Signalverarbeitungseinrichtung
(8) durchgeführten Signalverarbeitung durch Anpassen eines in der Signalverarbeitungseinrichtung (8) vorgesehen Filters
(16) einstellbar sind.
5. Vorrichtung (8, 11) nach Anspruch 4, bei welcher das Anpassen des Filters (16) durch die Wahl der Höhe -eines oder mehrerer Filterkoeffizienten (α0, o-i, α2, ..., αN, ßi. ß2,..., ßN) erreicht wird.
6. Vorrichtung (8, 11) nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher das Anpassen des Filters (16) durch die Wahl der Filterstruktur erreicht wird.
7. Vorrichtung (8, 11) nach einem der vorhergehenden An- sprüche, welche so ausgestaltet und eingerichtet ist, dass sie zusätzlich zum Übertragen von Nutzdatenbits über die Leitung (4) verwendet werden kann.
8. Vorrichtung (8, 11) nach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Testsignal aus einer Pseudo- Zufallsbitfolge gewonnen wird.
9. Vorrichtung (8, 11) nach Anspruch 8, bei welcher die Pseudo-Zufallsbitfolge auf entsprechende Weise moduliert wird, wie von der Vorrichtung (8, 11) über die Leitung (4) übertragene Nutzdatenbits .
10. Vorrichtung (8, 11) nach Anspruch 8 oder 9, bei welcher die Pseudo-Zufallsbitfolge mittels eines DMT-Verfahrens modu- liert wird.
11. Vorrichtung (8, 11) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei welcher die Pseudo-Zufallsbitfolge mittels eines DSL- Verfahrens moduliert wird.
12. Vorrichtung (8, 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher zur Transformation des Echosignals oder des aus dem Echosignal gewonnen Signals in den Frequenzbereich ein diskretes Fourier-Transformationsverfahren verwendet wird.
13. Vorrichtung (8, 11) nach Anspruch 12, bei welcher zur Signaltransformation ein FFT-Verfahren verwendet wird.
14. Vorrichtung (8, 11) nach einem der vorhergehenden An- sprüche, bei welcher die zu ermittelnde Eigenschaft die Länge der Leitung (4) ist.
15. Vorrichtung (8, 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die zu ermittelnde Eigenschaft die Dicke der Leitung (4) ist.
16. Vorrichtung (8, 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die zu ermittelnde Eigenschaft die Abschlußimdedanz (Z) der Leitung (4) ist.
17. Vorrichtung (8, 11) nach einem der vorhergehenden /Ansprüche, welche eine Steuereinrichtung (11), insbesondere einen digitalen Signalprozessor aufweist, welcher die Ausgabe des Testsignals veranlasst.
18. Vorrichtung (8, 11) nach Anspruch 17, bei welcher die Ermittlung der Eigenschaft oder der Eigenschaften der Leitung (4) von der gleichen Steuereinrichtung (11), insbesondere dem digitalen Signalprozessor durchgeführt wird, welcher auch die Ausgabe des Testsignals veranlasst.
19. Vorrichtung (8, 11) nach Anspruch 17, bei welcher die Ermittlung der Eigenschaft oder der Eigenschaften der Leitung
(4) von einer weiteren, von der Steuereinrichtung (11) verschiedenen Steuereinrichtung durchgeführt wird, insbesondere von einem Hostprozessor.
20. Verfahren zum Ermitteln einer oder mehrerer Eigenschaften einer Leitung (4), welches die Schritte aufweist:
Ausgeben eines Testsignals auf der Leitung (4); - Ermitteln der Leitungseigenschaft oder der Leitungseigenschaften aus dem über die Leitung (4) empfangenen Echosignal, wobei das Echosignal oder ein aus dem Echosignal gewonnen Signal in den Frequenzbereich transformiert wird, und wobei die Leitungseigenschaft oder die Leitungseigenschaften aus einem die Stärke einzelner Frequenzbereichs-
Spektralanteile repräsentierenden Vektor (V) ermittelt werden d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das untransformierte Echosignal oder das hieraus gewonnene, untransformierte Signal in einer Signalverarbeitungs- einrichtung (8) einer Signalverarbeitung unterzogen werden, und die Leitungseigenschaft oder die Leitungseigenschaften aus einem Vergleich des die einzelnen Frequenzbereichs- Spektralanteile repräsentierenden Vektors (V) mit mehreren Muster-Vektoren (VMι, VM2, VM3, ... . VM) ermittelt werden, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung (8) das Echosignal oder das hieraus gewonnene Signal so verarbeitet, dass die Muster-Vektoren (VMι, VM2. VM3, ... , VMk) so gewählt werden können, dass sie möglichst große euklidsche Abstände voneinander aufweisen.
PCT/DE2002/004122 2001-11-08 2002-11-07 Adsl präqualifikationsverfahren mit echo-canceler-optimierung auf maximale trennschärfe WO2003041323A2 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2002339390A AU2002339390A1 (en) 2001-11-08 2002-11-07 Adsl pre-qualification method comprising echo-canceller optimisation with maximum selectivity
EP02776877A EP1451989A1 (de) 2001-11-08 2002-11-07 Adsl präqualifikationsverfahren mit echo-canceler-optimierung auf maximale trennschärfe
US10/494,793 US20050008068A1 (en) 2001-11-08 2002-11-07 Adsl pre-qualification method comprising echo-canceller optimisation with maximum selectivity

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10154937A DE10154937C1 (de) 2001-11-08 2001-11-08 ADSL Präqualifikationsverfahren mit Echo-Canceler-Optimierung auf maximale Trennschärfe
DE10154937.7 2001-11-08

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