WO2007010019A1 - Synchronisation von leerdatensymbolen mit periodischen störimpulsen - Google Patents

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WO2007010019A1
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transceiver
data
data symbol
mds
interference signal
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Axel Clausen
Vladimir Oksman
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Infineon Technologies AG
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    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver

Definitions

  • the invention relates to a system and a method for eliminating data transmission errors caused by a periodically occurring interference signal in a bidirectional data transmission of data symbols between two xDSL transceivers.
  • xDSL a variety of transmission systems for the copper pair of the telephone line network is summarized.
  • the abbreviation DSL Digital Subscriber Line
  • the most popular xDSL technologies are ADSL ⁇ Asymmetrical
  • HDSL High Rate Digital Subscriber Line
  • VDSL Very High-Bit Rate Digital Subscriber Line
  • FIG. 1 shows the bidirectional data transmission between two xDSL transceivers via a data transmission medium according to the prior art.
  • DSL the data transmission takes place in a full-duplex mode, which can be implemented in addition to the previous telephone signal transmission without mutual interference.
  • a first data transmission channel namely the forward channel
  • data is transmitted from a network node to a subscriber connection and, conversely, data is transmitted from the subscriber connection in a return channel to the network node.
  • different variants can be distinguished. If the forward and reverse channels have the same bitrate, it is SDSL (Symmetrical DSL).
  • the return channel usually requires a lower bit rate than the forward channel. Therefore, in an HDSL system, the forward channel has a bit rate higher than the bit rate in the back channel.
  • VDSL systems bridge the data link between cable junctions and customers, while HDSL and ADSL Transfer data from the central office to the customer or subscriber.
  • the standardized transmission method for data transmission is the multicarrier method DMT (Discrete Multitone Technology).
  • DMT Discrete Multitone Technology
  • the frequency band is divided into several areas, the lower frequency range for the transmission of the conventional telephone signal POTS (Piain Old Telephone System) is provided. This is followed by the frequency ranges for the uplink or backward channel and the downlink or forward channel.
  • POTS Personal Telephone System
  • the frequency band is divided into a predetermined number of sub-channels, each sub-channel having a frequency bandwidth of usually 4.3125 KHz.
  • QAM quadrature amplitude modulation
  • Figure 2 shows a prior art xDSL transceiver.
  • the xDSL transceiver has a transmit signal path and a receive signal path.
  • a data source outputs a data signal to a scrambler, which scrambles the data.
  • the scrambler removes long strings of zeros or ones.
  • the transmission signal further includes a forward error correction unit FEC (Forward Error Correction), for example, which performs Reed-Solomon coding.
  • FEC Forward Error Correction
  • the Reed-Solomon coding allows the correction of incorrectly transmitted data.
  • Reed-Solomon codes allow the correction of error bundles, as they arise, for example, in DMT.
  • Reed-Solomon codes With Reed-Solomon codes, a so-called forward error correction is possible, ie one does not need a return channel for error correction.
  • Test digits are calculated that are attached to a data block to be protected attached and transmitted together with this.
  • the transmitted Reed-Solomon codeword therefore consists of user data and test data.
  • An interleaving unit interleaves the data bits to be transmitted.
  • the interleaver distributes the codewords of the Reed-Solomon encoder over several DMT symbols so that any transmission disturbances that occur are divided into several codewords.
  • a trellis encoder adds further redundancy to the data stream.
  • the additional bits are then used in the receiver for error correction.
  • the Reed-Solomon encoder works in blocks, d. H. , adds a block of check bytes to a defined data block and thus performs block coding
  • convolutional coding is performed by means of the trellis coder.
  • the data to be backed up are continuously linked to a backup polynomial, so that redundancy bits are permanently inserted in the data stream.
  • a block of data bits to be transmitted which is output from the trellis encoder, is buffered in a data buffer.
  • a QAM encoder a QAM symbol is generated for each carrier of the DMT data transmission system, ie a pointer in the constellation diagram or a complex number is generated.
  • a QAM encoder fills the spectral lines of the signal to be transmitted with complex numerical values.
  • the resulting samples of the time signal are successively interpolated by an interpolation filter IF and converted into analog signals and sent out after a low-pass filtering.
  • a low-pass filtered time signal is sampled on the receiving side of the xDSL transceiver and, after decimation, read into a signal buffer by means of a decimation filter.
  • the low-pass filter reduces aliasing effects, so that spectral components outside the frequency range used do not appreciably falsify the sampled signal.
  • one data block of N samples is transformed into the frequency domain by means of FFT (Fast Fourier Transformation).
  • FFT Fast Fourier Transformation
  • Each spectral line of the discrete spectrum thus calculated represents a QAM data symbol from which a bit combination is then obtained.
  • a frequency range equalizer corrects the phase of the received signal.
  • the operations carried out in the transmission signal path occur in reverse order in the reception signal path.
  • the receive signal path therefore contains a frequency equalizer, a trellis decoder, a de-interleaving unit, a decoder and a descrambler.
  • the transmit signal path and the receive signal path are connected to the two-wire telephone line via a hybrid or fork circuit.
  • Signal components of the signal transmitted by the transmitter of the xDSL transceiver are reflected on the transmission path and form echo signals. These echo signals reach the receive signal path via the hybrid circuit and cause interference there. Therefore, the xDSL transceiver includes an echo cancellation filter EC which calculates the expected echo signal from the transmitted signal, the calculated echo signal being subtracted from the received signal by means of a subtractor.
  • the shape and duration of the echo signal depend on the design of the connection cable.
  • the echo compensation filter EC is preferably designed adaptive and can be adapted to the respective expected echo signal behavior.
  • the xDSL transceiver in the received signal path contains an equalizer or equalizer T-EQ for compensating linear distortions of the received signal in the time domain.
  • electro-magnetic intercoupling from other systems transmitting data in the same cable bundle or from other systems such as radio or TV transmitters or other electrical devices occurs Errors that can lead to bit errors during data transmission.
  • the Reed-Solomon encoders provided in ADSL and VDSL transceivers add redundancy to the data stream to correct for a particular density of errors.
  • Many of the interference signals coupled into the two-wire telephone line consist of periodically occurring interference pulses, which are generated, for example, by switching operations in devices.
  • jamming signals are injected from the terminals into telephone lines that are routed nearby.
  • Typical terminals that generate periodic noise are dimmers, neon tubes, and switching power supplies.
  • Multi-carrier transmission methods such as DMT have the major disadvantage that even short interfering pulses can falsify or destroy a complete DMT data symbol, resulting in a large number of data bit errors.
  • the previously used methods for suppressing interference signals do not exploit the periodicity of the REIN interference pulses in order to minimize or prevent transmission errors.
  • the coding techniques used in xDSL transceivers such as FEC coding techniques, do not locate the noise signal, but merely add enough redundancy to the bitstream for error correction.
  • the interleaver distributes the disturbed data to as many codewords as possible, since each codeword has only a limited possibility for error correction.
  • the mains frequency / N is 50 Hz in Europe and 60 Hz in the USA.
  • a dimmer that switches with a frequency / N of 50 Hz and causes a noise signal with every rising edge and every falling edge generates a REIN signal with a Interference frequency / S of 100 Hz in Europe and 120 Hz in the USA.
  • Every 10 ms (in Europe) an interference pulse occurs on the data transmission line, caused for example by a dimmer.
  • the data symbol length T D has a duration of 250 ⁇ s, for example in the case of ADSL, an interference pulse occurs every 40 data symbols. If the glitch is at the boundary of two data symbols or if it overlaps two data symbols, two data symbols are not sent in a conventional process. Thus, two out of 40 data symbols are not sent. This corresponds to a data loss of 5%.
  • the conventional methods for minimizing data bit errors by means of FEC coding methods are only able to eliminate bit errors that arise due to periodically occurring interference pulses when a large number of redundant data bytes are inserted into the data stream for error correction. This reduces the efficiency or the data transmission rate.
  • Using a long interleaver to spread the burst error to a long period of time causes the data transfer latency to greatly increase. Long latency is unacceptable for many applications, such as voice-over-IP data transmission or
  • FIG. 3 schematically shows an xDSL transceiver with an FBM control unit which activates the FFT unit in such a way that it emits an empty data symbol LDS periodically at the times of the expected interference pulse.
  • the frequency variations of the PURE interference signal within a tolerance range result in a continuous shift between the boundaries of the transmitted DMT data symbols and the perturbing pulses of a perturbing signal S. After a certain time, this results in the transmitted dummy data symbols LDS are no longer transmitted at the times of the glitches, this leads to an increase in the bit error rate.
  • the transmission of the FBM parameters is carried out in these conventional methods by means of a so-called overhead channel, d. H. via its own communication channel.
  • FIG. 4 shows a codeword which is transmitted from the FEC encoder to an interleaving unit within an end path of an xD ⁇ L Transceivers is delivered.
  • the encoder adds redundancy data for error correction to the payload it receives.
  • a certain number of bytes in the payload data packet are reserved for message transmission for the overhead communication channel.
  • Conventional FBM FBM
  • a further disadvantage is that the messages or parameter changes transmitted in the message transmission channel or overhead message channel receive some error protection by the FEC coder by adding redundancy, but in many cases this error protection does not provide sufficient protection against REIN- Noise, d. H. the transmitted messages are strongly corrupted or distorted when a strong periodic interference signal occurs.
  • the invention provides a method for eliminating data transmission errors caused by a periodic disturbance. Pulses existing interference signal in the data transmission of data symbols between a first transceiver and a second transceiver are caused, with the following steps:
  • the second transceiver after receipt of the tag data symbol at least one empty data symbol, which contains, for example, no user data, at the time of the next expected glitch of the periodic interference signal to the first transceiver sends.
  • the advantages of the method according to the invention include the fact that the method is very robust against interference and no independent message data transmission channel must be provided, which transmits information about the timing or the timing of the interference signal.
  • the first transceiver determines from the detected periodic interference signal a periodicity of the occurring interference pulses.
  • the first transceiver transmits the marker data symbol after detecting the periodic interference signal with a a certain first delay time to the second transceiver.
  • the first delay time corresponds to the duration of a first number of successively transmitted data symbols.
  • the second transceiver transmits after receipt of the
  • Mark data symbol the at least one empty data symbol after a second delay time.
  • the second delay time corresponds to a second number of consecutively transmitted data symbols.
  • the first delay time and the second delay time are set as a function of the determined periodicity of the interference pulses.
  • one or more adjustable REIN Repetitive Electronic Impulse Noise
  • the REIN parameters comprise the position of the first empty data symbol to be transmitted at the time of the next expected interference signal impulse, a number of empty data symbols to be transmitted successively and the periodicity of the data to be transmitted empty data symbols.
  • the number of empty data symbols to be sent and the number of data symbols, which determines the second delay time in which the marker data symbol is encoded is encoded.
  • the second transceiver decodes the received marker data symbol to determine the REIN parameters encoded therein.
  • the number of empty data symbols sent and the number of data symbols which defines the second delay time are set constant.
  • the marking data symbol is a DMT
  • a data symbol having a predetermined number of carrier beeps having a predetermined number of carrier beeps.
  • different groups of carrier signal tones of the marker data symbol are respectively provided for transmitting a PURE parameter.
  • a marker data symbol is sent from the first transceiver to the second transceiver after each detection of the periodic interference signal.
  • the first transceiver after the detection of the periodic interference signal, transmits a start data symbol and at least one further marker data symbol to the second transceiver, wherein the second transceiver transmits the periodicity of the empty data symbols to be transmitted from the start data symbol and the second transceiver determined at least one more mark data symbol.
  • the first transceiver sends an end data symbol to the second transceiver when no periodic interference signal is detected by the first transceiver.
  • the start data symbol and the end data symbol are formed by synchronization data symbols which are sent at regular intervals, which are typically different depending on the standard.
  • the invention further provides a data transmission system for data transmission with:
  • a first transceiver (1) which transmits, on detection of a periodic interference signal (S), a marker data symbol (MDS) indicating the presence of the periodic interference signal to a second transceiver (l v ),
  • MDS Tag data symbol
  • LDS empty data symbol
  • the two transceivers are designed as xDSL transceivers.
  • FIG. 1 shows a data transmission system according to the prior art consisting of two xDSL transceivers
  • Figure 2 is a block diagram of a conventional prior art xDSL-5 transceiver
  • FIG. 3 is a block diagram of a conventional xDSL
  • FIG. 4 shows the data structure of a transmitted codeword according to the prior art
  • FIG. 5 shows a block diagram of a preferred embodiment of an xDSL transceiver within the data transmission system according to the invention
  • FIG. 6 shows a state diagram for explaining the method according to the invention for eliminating data transmission errors
  • FIG. 7 shows a first flow chart for explaining the method according to the invention.
  • FIG. 8 shows a table for explaining the method according to the invention by way of example
  • FIG. 9 shows a second flow chart for explaining the method according to the invention.
  • FIG. 10 shows a time diagram for explaining the mode of operation of the method according to the invention with reference to an example
  • FIG. 11 a further time diagram for explaining the mode of operation of the method according to the invention with reference to an example.
  • the xDSL transceiver 1 used in the data transmission system according to the invention has a transmission signal path and a reception signal path.
  • the transmit signal path includes a data source 2, which outputs a data bit stream to a scrambler 3.
  • the scrambler 3 scrambles the original order of the data bit stream according to a predetermined algorithm and outputs the scrambled data to a forward error correction unit FEC 4.
  • FEC 4 forward error correction unit
  • Error correction unit consists for example of a Reed-Solomon encoder.
  • the Reed-Solomon encoder 4 obtains the payload data shown in FIG. 4 and adds redundancy.
  • the codeword thus formed is delivered to an interleaver 5.
  • the interleaver 5 interleaves the transmitted data bits in the time domain and thus distributes the formed codewords of the Reed-Solomon encoder over a larger time range, so that possibly occurring transmission signal disturbances are also divided among several codewords.
  • a trellis encoder 6 adds further redundancy to the data bit stream.
  • Trellis encoder 6 performs convolutional coding, i. H. the data to be backed up is continuously linked to a backup polynomial.
  • a switch or a multiplexer 7 are provided in the xDSL transceiver 1 according to the invention.
  • the multiplexer 7 is controlled by a control unit 9 by means of a control line 8 and switches between the output of the trellis encoder 6 and a marking data symbol memory 10.
  • the marker data symbol memory 10 stores at least one marker data symbol which indicates the presence of the periodic interference signal S.
  • the data symbols output by the multiplexer 7 are buffered in a data buffer and in a QAM encoder, for each carrier of the DMT Data transfer symbol generates a QAM symbol, ie a pointer is generated in the constellation diagram or a complex number.
  • the QAM encoder fills the spectral lines of the signal to be transmitted with complex numerical values.
  • the spectrum thus generated is subjected to an inverse Fourier transformation by means of an IFFT unit 11 in order to generate a time signal.
  • the resulting samples of the time signal are successively interpolated by an interpolation filter 12 and converted by a digital-to-analog converter 13 into an analog signal.
  • the output signal is amplified by a driver circuit 14 and transmitted via a hybrid or hybrid circuit 15 via a data transmission medium 16 to a remote identically structured xDSL transceiver 1 ⁇ .
  • the data transmission medium 16 is preferably a two-wire telephone line.
  • the data symbols are transmitted wirelessly.
  • the received signal path In the received signal path, a corresponding signal processing takes place.
  • the received signal On the reception side of the xDSL transceiver 1, the received signal is first filtered with an analog low-pass filter 17 for eliminating aliasing effects.
  • An analog-to-digital converter 18 converts the filtered received signal into a digital received signal and supplies it to a decimation filter 19.
  • a subtracter 20 On the output side, a subtracter 20 is provided on the decimation filter 19, which subtracts a signal output by an echo canceling filter 21a from the digital received signal for eliminating echo signals.
  • an equalizer 21b receives the output signal of the subtractor 20 for eliminating linear distortions in the received signal.
  • An FFT circuit 22 performs a fast Fourier transformation of the time signal into the frequency domain. The phase of the received signal is corrected by a Frequenz Societysentzerrer.
  • a trellis decoder 23 performs a decoding of the received signal.
  • a de-interleaving unit 24, a Reed-Solomon decoder 25, a descrambler 26 and a data sink 27 are connected to the trellis decoder 23 for further data processing.
  • the de-interleaving unit 24, the decoder 25 and the descrambler 26 respectively perform the reverse operations to the scrambler 3, the Reed-Solomon encoder 4 and the interleaving unit 5.
  • an interference pulse detector 28 is furthermore connected, which can detect glitches which are coupled into the data transmission medium 16 during bidirectional data transmission.
  • the glitch detector 28 could also be used at other locations, such as e.g. to the output of the frequency range equalizer.
  • the control unit 9 switches the multiplexer 7 via the control line 8 from the output of the trellis encoder 6 to the output of the marker symbol memory 10, the memory from the marker memory 10 read tag data symbol is transmitted from the first transceiver 1 to the remote transceiver I 1 .
  • the mark data symbol indicates that a periodic noise signal S is present.
  • the remote transceiver l ⁇ which is connected for example via a two-wire telephone line 16 to the first transceiver 1, sends after receiving the Mark ists stylist ⁇ ymbols at least one empty data symbol containing no user data, at the time of the next expected glitch of the periodic interference signal the first transceiver 1.
  • FIG. 6 shows a state diagram for explaining the method according to the invention. After the start of the data transmission and the detection or the detection of a periodic Störsig- nals S mark data symbols, which indicate the presence of interference signal displays are sent at regular intervals. It is monitored whether the interference signal is still present. Marking data symbols are transferred until it is determined that the interfering signal is no longer present. Then the method according to the invention is terminated.
  • REIN Repetitive Electrical Impulse Noise
  • the control unit 9 determines whether this is a periodic interference signal S. After detecting a plurality of interference signal pulses, the control unit 9 detects, if appropriate, a periodic pattern of interference pulses, d. H. an interference signal which periodically generates interference pulses at a predetermined time period. As soon as such a periodic interference signal S is detected by the control unit 9, it switches over the multiplexer 7 and the marker data symbol stored in the marker symbol memory 10 is transmitted to the other xDSL transceiver 1 * via the two-wire telephone line 16. This informs the other transceiver that there is a periodic jamming signal and that appropriate action should be taken to avoid data transmission errors.
  • the second transceiver 1 * transmits at least one empty data symbol which contains no useful data until the time of the next expected interference pulse of the periodic interference signal.
  • the exact period of the interference signal is monitored or tracked. If then no interference pulses are detected for a certain time, the inventive method is terminated.
  • the glitch detector searches for heavily corrupted DMT data symbols (SCS: Severely Corrupted Symbols). This means indicates that the DMT audio signal carriers in this data symbol are heavily corrupted.
  • SCS Severely Corrupted Symbols
  • CRC errors may be counted or uncorrectable FEC codewords may be detected.
  • the inventive method is passed to find out whether a periodic interference signal REIN is present. In the process, it is determined how many DMT data symbols are damaged or falsified by an interference pulse and how large the period of the periodic interference signal is.
  • the control unit 9 recognizes a periodic interference signal with a certain time period containing the consecutively damaged data symbols SCS causes.
  • the periodic interference signal S stops, the inventive method is terminated.
  • the control unit 9 monitors whether no corrupted data symbol SCS has been received for a specific number of interference signals. If no corrupted data symbol SCS is received for this particular number of spurious signal periods, the inventive method is terminated.
  • the time period T p of the periodic interference signal is known a priori, since the frequency of the power network is constant and known in certain areas. This leads to a simplification of the method according to the invention for the removal of data transmission errors, since the presence of a periodic interference signal S is easier to detect can be, if the periodicity of this noise signal is already known.
  • the other transceiver is informed when it has an empty signal.
  • the communicating substantial PURE parameters include the position of the first transmitted empty data symbol at the time of the next expected glitch of the spurious signal, the number of spurious data symbols to be transmitted sequentially, and the periodicity of the empty data symbols to be transmitted.
  • FIG. 7 shows a preferred embodiment of the method according to the invention for eliminating transmission errors.
  • Step S0 a plurality of control pulse counters are initialized or set to zero in a step S1.
  • the number of pulse counters used is arbitrary, for example, four to ten pulse counter Z are initialized.
  • a first counter Z ⁇ is incremented in the control unit 9 with the step S3.
  • step S5 the current counter value of the counter is compared with a threshold value SW. If the count value is less than the settable threshold value SW, the counter Z 1 is incremented in a step S3 until it is detected either in step S4 that the next interference pulse of the periodic interference signal has been detected or determined in step S5, the count value has reached the threshold value SW, ie no interference pulse has been detected by the interference pulse detector 28 over a relatively long period of time. In this case, it is detected by the control unit 9 that no periodic Noise signal is more present. In a step S6, all control pulse counters are then reset and the next glitch is awaited.
  • step S4 the current count value of the pulse counter Z ⁇ is stored in a step S7.
  • the current count value of the pulse counter Z ⁇ is stored in a step S7.
  • four counters Z 0 , Z 1 , Z 2 , Z 3 are provided, wherein, for example, a count value of 30 is stored for the first counter ZO.
  • step S8 the counter Z 1 is increased, ie the process is continued with the next counter Z i + 1 .
  • step S9 it is checked whether the last counter, for example the counter Z 3 , has been reached or not. As long as not all counters in the glitch detection have been incremented, the process returns to step S3.
  • next counter Z 1 is subsequently incremented until a further interference pulse is detected, and in the given example the counter Z 1 reaches a count value of 31.
  • the process is continued until all counters , ie I MAX counters, which have detected the time intervals between I HAX + 1 glitches or until it is detected that the interference signal has stopped.
  • the stored count values of all counters Zi are evaluated by the control unit 9 in a step S10 and a periodicity P of the periodic interference signal S is calculated.
  • nem step Sil is transmitted at a corresponding time delay ⁇ Ti a predetermined marking data symbol MDS from the transceiver 1 via the two-wire telephone line 16 to a remotely located transceiver l ⁇ .
  • the control unit 9 switches the multiplexer 7 to the output of
  • Marker symbol memory 10 From the marker symbol memory 10, the marker data symbol MDS is read out and converted to the time domain by the IFFT unit 11 and after being interpolated by the interpolation filter 12 by the digital analog converter 13 into an analog time signal and transmitted. Subsequently, the threshold values SW of the pulse counter Zi are respectively overwritten with the current count value of the next counter Z 1 + 1 and the count value of the last counter Z 3 is initialized, as shown by way of example in FIG. The counter Z 3 is then incremented in the loop S3, S4, S5 until the next glitch is detected in a step S4.
  • FIG. 10 shows a diagram for clarifying the mode of operation of the method according to the invention. At the given
  • an interference pulse of the periodic interference signal S is therefore expected every 30.25 time units.
  • the transceiver l ⁇ which receives the marker data symbol MDS sends at times of expected interference pulses idle data symbols, which do not contain useful data.
  • the data symbols with the current symbol numbers 30, 31, 60, 61, 90, 91 and 121 are such empty data symbols.
  • the basic time unit ZE shown in FIG. 10 corresponds to the duration of a DMT data symbol.
  • FIG. 11 again illustrates the mode of operation of the method according to the invention.
  • the interference pulse detector 28 of a transceiver A detects, for example, by means of four counters Z 0 , Z 1 , Z 2 , Z 3 a fifth interference pulse of the periodic Störsig- S, wherein the counter Z 3, for example, reaches a count of 31.
  • the first transceiver A transmits the marker data symbol MDS, which indicates the presence of a periodic interference signal S, to the second transceiver B at a specific first delay time ⁇ T 1 at the instant t ⁇ .
  • the first delay time ⁇ T 1 corresponds to FIG Duration of a first number Q and consecutively sent data symbols:
  • T DS is the duration of a DMT data symbol.
  • the transceiver B After receiving the marker data symbol MDS by the transceiver B, the latter transmits at least one empty data symbol LDS after the second delay time ⁇ T 2 at the time of the next expected interference pulse S k of the periodic interference signal S.
  • the second delay time ⁇ T 2 corresponds to a second number N and the successively transmitted data symbols:
  • the second transceiver B After expiration of the second delay time ⁇ T 2 , the second transceiver B transmits a number M of empty data symbols LDS.
  • the number M of empty data symbols LDS to be transmitted successively and the periodicity P of the empty data symbols LDS to be transmitted are encoded into the marking data symbol MDS in a preferred embodiment of the method according to the invention.
  • 10 different marker data symbols are stored in the marker data symbol memory in various parameter combinations.
  • the number Q 1 defining the first delay time ⁇ Ti is constant, and the flag data symbol MDS is encoded with respect to the number N determining the second delay time and the number M specifying the number of dummy data symbols LDS to be transmitted.
  • eight different marking data symbols MDS are stored in the marker symbol memory 10 .
  • the second number N which determines the second delay time ⁇ T 2 , constant, especially if the periodicity or the period T P of the interference signal S, a priori is known and is determined by the frequency / the power grid ,
  • FIG. 9 shows the sequence in the transceiver B.
  • the marker data symbol is a DMT data symbol that has a predetermined number of carrier beeps, for example 256 carriers. gersignaltöne has. In a preferred embodiment, certain carrier beeps are associated with particular PURE parameters. Each group of carrier tones of the marker data symbol MDS transmits information about a particular PURE parameter. Another possibility is to transfer a marking consisting of two data symbols to a marking consisting of several data symbols, with each data symbol transmitting a parameter value.
  • a periodic interference signal S are continuously transmitted tag data symbols from a first transceiver to a second transceiver 1 l ⁇ upon detecting the marking data symbol MDS shown in Figure 11 that is regularly transmitted between the instants of two interfering pulses.
  • the first transceiver 1 after the detection of a periodic interference signal S, the first transceiver 1 first transmits a start data symbol SDS and at least one further marker data symbol MDS to the remote transceiver 1. ( From the time interval between the start data symbol SDS and the at least one Further transmitted marking data symbol MDS, the second transceiver I 1 transmits the periodicity P of the empty data symbols LDS to be transmitted, without further marking data symbols MDS being continuously transmitted to the second transceiver by the first transceiver 1. As soon as the first transceiver 1 ceases to stop of the periodic interference signal S, it sends an end data symbol EDS to the second transceiver 1 '.
  • the start data symbol SDS and the end data symbol EDS are preferably synchronization data symbols of the DMT system.
  • the number M of empty data symbols LDS to be transmitted is preferably variable and is adaptively used in the data transfer. adapted to account in particular frequency fluctuations of the interference signal S. This has the advantage that the transceiver 1 does not have to determine the duration of the glitches, which usually takes longer than the fixed position of the periodicity.
  • the more precisely then the periodicity P of the periodic control signal S is established, the further the value M can be reduced, for example to M 2.
  • the method according to the invention is preferably stored as firmware in the control unit 9 of the xDSL transceiver 1.
  • the xDSL transceiver 1 is preferably either an ADSL or a VDSL transceiver.
  • the method according to the invention requires no additional communication channel or overhead channel in order to transmit the PURE parameters.
  • the blanking takes place shortly after the periodic interference signal S has been detected.
  • the inventive method works both in case of disturbances in both directions of transmission as well as disturbances in only one direction of transmission.
  • the method according to the invention also works with frequency shifts between the periodic interference signal S and the DSL signal. As soon as the periodic interference signal ends, no further transmission of empty data symbols LDS takes place, so that the data transmission rate is no longer impaired.
  • the inventive method is extremely robust and reliably prevents the occurrence of data transmission erroneous, which are caused by a periodic interference signal S consisting of interference pulses.

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Abstract

Verfahren zur Beseitigung von Datenübertragungsfehlern, die durch ein periodisches aus Störimpulsen bestehendes Störsignal (S) bei der Datenübertragung von Datensvmbolen zwischen einem ersten Transceiver (1) und einem zweiten Transceiver (1') hervorgerufen werden, mit den folgenden Schritten: Detektieren des periodischen Störsignals (S) durch den ersten Transceiver (1), Senden eines Markierungsdatensymbols (MDS), welches das Vorhandensein des periodischen Störsignals anzeigt, von dem ersten Transceiver (1) zu dem zweiten Transceiver (IM, wobei der zweite Transceiver (IM nach Empfang des Markierungsdatensymbols (MDS) mindestens ein Leer- Datensymbol (LDS) zum Zeitpunkt des nächsten zu erwartenden Störimpulses des periodischen Störsignals (S) zu dem ersten Transceiver (1) sendet.

Description

SYNCHRONISATION VON LEERDATENSYMBOLEN MIT PERIODISCHEN STÖRIMPULSEN
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Be- seitigung von Datenübertragungsfehlem, die durch ein periodisch auftretenden Störsignals bei einer bidirektionalen Datenübertragung von Datensymbolen zwischen zwei xDSL- Transceivern hervorgerufen werden.
Unter dem Oberbegriff xDSL wird eine Vielzahl von Übertragungssystemen für die Kupferdoppelader des Telefonanschluss- Leitungsnetzes zusammengefasst . Die Abkürzung DSL (Digital Subscriber Line = digitale Teilnehmerleitung) weist daraufhin, dass Informationen in digitaler Form übertragen werden. Die bekanntesten xDSL-Technologien sind ADSL {Asymmetrical
Digital Subscriber Line) , HDSL (High Rate Digital Subscriber Line) und VDSL (Very High-Bit Rate Digital Subscriber Line) .
Figur 1 zeigt die bidirektionale Datenübertragung zwischen zwei xDSL-Transceivern über ein Datenübertragungsmedium nach dem Stand der Technik. Bei DSL erfolgt die Datenübertragung in einem Voll-Duplex-Betrieb, der ergänzend zu der bisherigen Telefonsignalübertragung ohne gegenseitige Beeinflussung realisierbar ist. Bei DSL werden in einem ersten Datenübertra- gungskanal, nämlich dem Vorwärtskanal, Daten von einem Netzknoten zu einem Teilnehmeranschluss übertragen und umgekehrt Daten von dem Teilnehmeranschluss in einen Rückkanal an den Netzknoten übertragen. Abhängig von der Biträte des Vorwärts- kanals sind verschiedene Varianten unterscheidbar. Weisen Vorwärts- und Rückwärtskanal die gleiche Bitrate auf, handelt es sich um SDSL (Symmetrical DSL) . Da DSL in den meisten Fällen für Abrufdienste konzipiert ist, wird für den Rückkanal im Regelfall eine geringere Bitrate als im Vorwärtskanal benötigt. Daher weist bei einem HDSL-System der Vorwärtskanal eine Bitrate auf, die höher ist als die Bitrate im Rückkanal. VDSL-Systeme überbrücken die Datenübertragungsstrecke zwischen KabelVerzweigungen und Kunden, während HDSL und ADSL Daten von der Vermittlungsstelle bis hin zum Kunden bzw. Teilnehmer übertragen.
Das genormte Übertragungsverfahren zur Datenübertragung ist das Mehrträgerverfahren DMT (Discrete Multitone Technology) . Das Frequenzband ist dabei in mehrere Bereiche aufgeteilt, wobei der untere Frequenzbereich zur Übertragung des herkömmlichen Telefonsignals POTS (Piain Old Telefon System) vorgesehen ist. Daran schließen sich die Frequenzbereiche für den Aufwärts- bzw. Rückkanal und die Abwärts- bzw. Vorwärtskanal an. Bei DMT wird das Frequenzband in eine vorbestimmte Anzahl von Teilkanälen unterteilt, wobei jeder Teilkanal eine Frequenzbandbreite von in der Regel 4,3125 KHz aufweist. In jedem Teilkanal erfolgt eine Modulation mittels QAM (Quadratur- Amplitudenmodulation) .
Figur 2 zeigt einen xDSL-Transceiver nach dem Stand der Technik .
Der xDSL-Transceiver weist einen Sendesignalpfad und einen Empfangssignalpfad auf. In dem Sendesignal gibt eine Datenquelle ein Datensignal an einen Scrambler ab, der die Daten verwürfelt. Der Scrambler beseitigt lange Folgen von Nullen oder Einsen. Beim Scrambling bzw. Verwürfelung wird die ur- sprüngliche Reihenfolge des Datenbitstroms nach einem ausgewählten Algorithmus geändert. Dabei werden lange Folgen von Nullen oder Einsen derart umgewandelt, dass häufige Signal- Wechsel auftreten. Das Sendesignal enthält ferner eine Vorwärts-Fehlerkorrektureinheit FEC (Forward Error Correction) , die beispielsweise eine Reed-Solomon-Codierung durchführt. Die Reed-Solomon-Codierung ermöglicht die Korrektur fehlerhaft übertragener Daten. Insbesondere gestatten die Reed- Solomon-Codes die Korrektur von Fehlerbündeln, wie sie beispielsweise bei DMT entstehen. Mit Reed-Solomon-Codes wird eine sogenannte Vorwärts-Fehlerkorrektur ermöglicht, d. h. man benötigt zur Fehlerkorrektur keinen Rückkanal. Es werden PrüfZiffern berechnet, die an einem zu schützenden Datenblock angehängt und mit diesem zusammen übertragen werden. Das ü- bertragene Reed-Solomon-Codewort besteht daher aus Nutzdaten und Prüfdaten.
Eine Verschachtelung bzw. Interleaving-Einheit verschachtelt die zu übertragenden Datenbits . Der Interleaver verteilt die Codeworte des Reed-Solomon-Encoders über mehrere DMT Symbole, damit eventuell auftretende Übertragungsstörungen auf mehrere Codeworte aufgeteilt werden.
Ein Trellis -Encoder fügt weitere Redundanz in den Datenstrom ein. Die zusätzlichen Bits werden dann im Empfänger zur Fehlerkorrektur eingesetzt. Während der Reed-Solomon-Encoder blockweise arbeitet, d. h. , einem definierten Datenblock ei- nen Block von Prüfbytes hinzufügt und somit eine Blockcodierung durchführt, wird mittels des Trellis-Codierers eine Faltungscodierung vorgenommen. Die zu sichernden Daten werden dabei durchlaufend mit einem Sicherungspolynom verknüpft, so- dass in dem Datenstrom permanent Redundanz -Bits eingefügt werden.
Mit dem Sendesignal wird ein zu übertragender Block von Datenbits, der von dem Trellis-Encoder abgegeben wird, in einem Datenpuffer zwischengespeichert. In einem QAM-Encoder wird für jeden Träger des DMT-Datenübertragungssystems ein QAM- Symbol erzeugt, d. h. es wird ein Zeiger im Konstellationsdiagramm bzw. eine komplexe Zahl generiert. Ein QAM-Encoder füllt die Spektrallinien des zu sendenden Signals mit komplexen Zahlenwerten auf. Das so erzeugte Spektrum wird mit einer IFFT-Einheit (IFFT = Inverse Fourier Transformation vom Frequenzbereich in den Zeitbereich) in ein Zeitsignal überführt. Die so entstandenen Abtastwerte des Zeitsignals werden nacheinander durch ein Interpolationsfilter IF interpoliert und in Analogsignale umgewandelt und nach einer Tiefpassfilterung ausgesendet. Umgekehrt wird auf der Empfangsseite des xDSL-Transceivers ein tiefpassgefiltertes Zeitsignal abgetastet und nach Dezi- mation mittels eines Dezimationsfilters in einen Signalpuffer eingelesen. Das Tiefpassfilter vermindert Aliaεing-Effekte, sodass Spektralanteile ausserhalb des genutzten Frequenzbereiches das abgetastete Signal nicht merklich verfälschen. Jeweils ein Datenblock von N-Abtastwerten wird mittels FFT (Fast Fourier Transformation) in den Frequenzbereich transformiert. Jede Spektrallinie des so berechneten diskreten Spektrums stellt ein QAM-Datensymbol dar, aus dem dann eine Bit-Kombination gewonnen wird. Ein Frequenzbereichsentzerrer korrigiert die Phase des empfangenen Signales. Die in dem SendesignaIpfad vorgenommenen Operationen erfolgen in umgekehrter Reihenfolge im Empfangssignalpfad. Der Empfangssig- nalpfad enthält daher einen Frequenz -Equalizer, einen Trel- lis-Decoder, eine De-Interleaving-Einheit , einen Decoder und einen Descrambler.
Über eine Hybrid- bzw. GabelSchaltung sind der Sendesignal - pfad und der Empfangssignalpfad an die Zweidrahttelefonleitung angeschlossen. Signalanteile des von dem Sender des xDSL-Transceivers ausgesendeten Signals werden auf der Über- tragungsstrecke reflektiert und bilden Echosignale. Diese E- chosignale gelangen über die Gabelschaltung in den Empfangs- signalpfad und führen dort zu Störungen. Daher enthält der xDSL-Transceiver ein Echokompensationsfilter EC, das aus dem gesendeten Signal das zu erwartende Echosignal berechnet, wobei das berechnete Echosignal mittels eines Subtrahierers von dem Empfangssignal abgezogen wird. Die Form und die Dauer des Echosignals hängen von dem Aufbau der Anschlussleitung ab.
Daher ist das Echokompensationsfilter EC vorzugsweise adaptiv ausgeführt und kann das an das jeweilige zu erwartende Echosignalverhalten angepasst werden.
Ferner enthält der xDSL-Transceiver im Empfangssignalpfad einen Entzerrer bzw. Equalizer T-EQ zur Kompensation von linearen Verzerrungen des Empfangssignals im Zeitbereich. Bei der Datenübertragung zwischen zwei xDSL-Transceivern über Zweidrahttelefonleitungen innerhalb eines Kabelbündels treten durch elektrische Einkopplungen von anderen Systemen, die Da- ten in dem gleichen Kabelbündel übertragen, oder von sonstigen Systemen, wie beispielsweise Radio- oder TV-Sendern oder sonstigen elektrischen Geräten, elektromagnetische Störungen auf, die zu Bitfehlern bei der Datenübertragung führen können. Die in ADSL- und VDSL-Transceivern vorgesehenen Reed- Solomon-Codierer fügen in den Datenstrom Redundanz ein, um eine bestimmte Dichte an Fehlern korrigieren zu können. Viele der in die Zweidraht-Telefonleitung eingekoppelten Störsigna- Ie bestehen aus periodisch auftretenden Störimpulsen, die beispielsweise durch Schaltvorgänge in Geräten erzeugt wer- den. Diese Störsignale werden von den Endgeräten in Telefonleitungen, die in der Nähe geführt werden, eingekoppelt. Typische Endgeräte, welche periodische Störsignale erzeugen, sind Dimmer, Neonröhren und Schaltnetzteile. Periodisch auftretende Störsignale werden auch als REIN-Signale {REIN = Re- petitive Electrical Impulse Noise) bezeichnet.
Mehrträger Übertragungsverfahren wie DMT haben den großen Nachteil, dass selbst kurze Störimpulse ein vollständiges DMT-Datensymbol verfälschen bzw. zerstören können, sodass ei- ne große Anzahl von Datenbit-Fehlern entstehen.
Die bisher eingesetzten Verfahren zum Unterdrücken von Störsignalen nutzen nicht die Periodizität der REIN-Störimpulse aus, um Übertragungsfehler zu minimieren bzw. zu verhindern. Die in xDSL-Transceivern eingesetzten Codierverfahren, wie beispielsweise FEC-Codierverfahren, lokalisieren das Störsignal nicht, sondern fügen lediglich genügend Redundanz zur Fehlerkorrektur in den Bitström ein. Während der redundanten Codierung verteilt der Interleaver die gestörten Daten auf möglichst viele Codewörter, da jedes Codewort nur eine begrenzte Möglichkeit zur Fehlerkorrektur aufweist. Durch das Hinzufügen von Redundanz und die Verschachtelung mittels In- terleaver nimmt die Laufzeit bei der Datenübertragung zu.
Die Netzfrequenz /N beträgt in Europa 50 Hz und in den USA 60 Hz. Ein Dimmer, der mit einer Frequenz /N von 50 Hz schaltet, und bei jeder aufsteigenden Schaltflanke und jeder abfallenden Schaltflanke ein Störsignal verursacht, generiert ein REIN-Störsignal mit einer Störfrequenz /S von 100 Hz in Europa und 120 Hz in den USA. Auf der Datenübertragungsleitung tritt daher alle 10 ms {in Europa) ein Störimpuls auf, der beispielsweise durch einen Dimmer verursacht wird. Wenn die Datensymbollänge TD, beispielsweise bei ADSL, eine Dauer von 250 μs aufweist, tritt alle 40 Datensymbole ein Störimpuls auf. Liegt der Störimpuls an der Grenze zu zwei Datensymbolen bzw. überlappt er zwei Datensymbole, werden bei einem herkömmlichen Verfahren zwei Datensymbole nicht gesendet. Somit werden zwei von 40 Datensymbolen werden nicht gesendet. Dies entspricht einem Datenverlust von 5 %.
Die herkömmlichen Verfahren zur Minimierung von Datenbitfeh- lern mittels FEC-Codierverfahren sind nur dann in der Lage, Bitfehler, die aufgrund periodisch auftretender Störimpulse entstehen, zu beseitigen, wenn sehr viele redundante Datenby- tes zur Fehlerkorrektur in den Datenstrom eingefügt werden. Hierdurch wird die Effizienz bzw. die Datenübertragungsrate verringert. Der Einsatz eines langen Interleavers zum Verteilen des Burstfehlers auf eine lange Zeitperiode führt dazu, dass die Latenzzeit bei der Datenübertragung stark zunimmt. Eine lange Latenzzeit ist für viele Anwendungen nicht akzep- tabel, beispielsweise für Voice-over-IP-Datenübertragung oder
Videotelefonie .
Es wurden daher Verfahren zum Schutz vor REIN-Störsignalen vorgeschlagen, die nicht zu einer Erhöhung der Latenzzeit führen. Die sogenannten Frame Blanking-Verfahren FBM (FBM: Frame Blanking Mechanism) setzen besondere Datenrahmen bzw. Datensymbole ein, die keinerlei Nutzinformationsdaten enthal- ten, und senden diese Leer-Datensymbole LDS zum Zeitpunkt des nächsten zu erwartenden Störimpulses des periodischen Störsignals ab. Der Nachteil herkömmlicher Frame Blanking- Verfahren besteht darin, dass sie nicht adaptiv auf Frequenz - Schwankungen des REIN-Störsignals innerhalb eines Toleranzbereichs reagieren. Figur 3 zeigt schematisch einen xDSL- Transceiver mit einer FBM-Steuereinheit , welche die FFT- Einheit derart ansteuert, dass sie periodisch zu den Zeitpunkten des zu erwartenden Störimpulses ein Leer-Datensymbol LDS abgibt. Bei dem herkömmlichen FBM-Übertragungsverfahren führen die FrequenzSchwankungen des REIN-Störsignals innerhalb eines Toleranzbereichs zu einer kontinuierlichen Verschiebung zwischen den Grenzen der übertragenen DMT- Datensymbole und den Ξtörimpulsen eines Störsignals S. Da dies nach einer gewissen Zeit dazu führt, dass die übertragenen Leer-Datensymbole LDS nicht mehr zu den Zeitpunkten der Störimpulse übertragen werden, führt dies zu einer Erhöhung der Bitfehlerrate.
Es wurde daher in 2Wire „Proposal for Impulse Noise Reduction Scheme in VDSL 2", ITU SG15/Q4 contribution SI-045, Ξtresa, Italien, Oktober 2004 und in 2Wire „Multi Rate Impulse Pro- tection", ITU SG15/Q4 contribution HH- 08IRl, Huntsville, Alabama, März 2005, llBM-Datenübertragungsprotokolle vorgeschla- gen, bei denen eine adaptive Anpassung an FrequenzSchwankungen des Störsignals vorgenommen werden. Das Update bzw. die Anpassung der FBM-Parameter erfolgt dabei durch einen Austausch von Parameterwerten mittels Nachrichten, wobei eine Synchronisierung erfolgt, indem beide Transceiver jeweils ei- nen synchronisierten Zähler aufweisen.
Die Übertragung der FBM-Parameter erfolgt bei diesen herkömmlichen Verfahren mittels eines sogenannten Overhead-Channels, d. h. über einen eigenen Nachrichtenübertragungskanal.
Figur 4 zeigt ein Codewort, das von dem FEC-Encoder an eine Interleaving-Einheit innerhalb eines Ξendepfades eines xDΞL- Transceivers abgegeben wird. Der Codierer fügt den Nutzdaten, die er empfängt, Redundanzdaten zur Fehlerkorrektur hinzu. Eine bestimmte Anzahl von Bytes in dem Nutzdatenpaket werden dabei zur Nachrichtenübertragung reserviert für den Overhead- Datenübertragungskanal . Herkömmliche FBM-
Datenübertragungsverfahren mit adaptiver Paratneteranpassung über einen Overhead-Datenübertragungskanal weisen allerdings einige erhebliche Nachteile auf. Die Datenübertragungsrate zur Übertragung einer Nachricht bzw. zur Übertragung eines geänderten FBM-Parameters ist relativ gering, da nur wenige Bytes für den Overhead-Datenübertragungskanal reserviert sind. Dies führt zu langen Nachrichtenübertragungszeiten, so- dass nicht schnell auf Änderungen des Störsignals reagiert werden kann.
Ein weiterer Nachteil ist, dass die in dem Nachrichtenübertragungskanal bzw. Overhead-Nachrichtenübertragungskanal ü- bertragenen Nachrichten bzw. Parameteränderungen zwar durch den FEC-Codierer durch Einfügen von Redundanz einen gewissen Fehlerschutz erhalten, jedoch bietet dieser Fehlerschutz in vielen Fällen nicht ausreichenden Schutz gegenüber REIN- Störsignalen, d. h. die übertragenen Nachrichten werden bei Auftreten eines starken periodischen Störsignals stark korrumpiert bzw. verfälscht.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein a- daptives Verfahren zur Beseitigung von Datenübertragungsfeh- lern, die durch ein periodisches aus Störimpulsen bestehendes Störsignal hervorgerufen werden, zu schaffen, das schnell und sicher auf Veränderungen des auftretenden Störsignals reagiert .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst .
Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Beseitigung von Da- tenübertragungsfehlem, die durch ein periodisches aus Stör- impulsen bestehendes Störsignal bei der Datenübertragung von Datensymbolen zwischen einem ersten Transceiver und einem zweiten Transceiver hervorgerufen werden, mit den folgenden Schritten:
- Detektieren des periodischen Störsignals durch den ersten Transceiver,
- Senden eines Markierungsdatensymbols , welches das Vorhan- densein des periodischen Störsignals anzeigt, von dem ersten
Transceiver zu dem zweiten Transceiver,
- wobei der zweite Transceiver nach Empfang des Markierungs- datensymbols mindestens ein Leer-Datensymbol , welches zum Beispiel keine Nutzdaten enthält, zum Zeitpunkt des nächsten zu erwartenden Störimpulses des periodischen Störsignals zu dem ersten Transceiver sendet.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen unter anderem darin, dass das Verfahren sehr robust gegen Störungen ist und kein eigenständiger Nachrichtendatenübertragungskanal vorgesehen werden muss, der Informationen über das Zeitverhalten bzw. das Timing des Störsignals überträgt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Datensymbole durch DMT-Datensymbole (DMT = Diskrete Multitone Modulation) gebildet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt der erste Transceiver aus dem detektier- ten periodischen Störsignal eine Periodizität der auftretenden Störimpulse.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sendet der erste Transceiver das Markierungsdatensymbol nach Detektieren des periodischen Störsignals mit ei- ner bestimmten ersten Verzögerungszeit zu dem zweiten Trans- ceiver .
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht die erste Verzögerungszeit der Dauer einer ersten Anzahl von nacheinander gesendeten Datensymbolen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sendet der zweite Transceiver nach Empfang des
Markierungsdatensymbols das mindestens eine Leer-Datensymbol nach einer zweiten Verzögerungszeit.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform entspricht die zweite Verzögerungszeit einer zweiten Anzahl von nacheinander gesendeten Datensymbolen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die erste Verzögerungszeit und die zweite Verzögerungszeit in Abhängigkeit von der ermittelten Periodi- zität der Störimpulse eingestellt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in dem Markierungsdatensymbol einer oder mehrere einstellbare REIN (REIN = Repetitive E- lectrical Impulse Noise) -Parameter eincodiert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen die REIN-Parameter die Position des ers- ten zu sendenden Leer-Datensymbols zum Zeitpunkt des nächsten zu erwartenden Störimpulses des Störsignals, eine Anzahl von nacheinander zu sendenden Leer-Datensymbolen und die Periodi- zität der zu sendenden Leer-Datensymbolen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als REIN-Parameter die Anzahl der zu sendenden Leer-Datensymbole und die Anzahl von Datensymbolen, welche die zweite Verzögerungszeit bestimmt, in dem Markie- rungsdatensymbol eincodiert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens decodiert der zweite Transceiver das empfangene Markierungsdatensymbol zur Ermittlung der darin eincodierten REIN-Parameter.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Anzahl der gesendeten Leer-Datensymbole und die Anzahl von Datensymbolen, welche die zweite Verzögerungszeit festlegt, konstant eingestellt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Markierungsdatensymbol ein DMT-
Datensymbol, das eine vorgegebene Anzahl von Trägersignaltönen aufweist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens werden verschiedene Gruppen von Trägersignaltönen des Markierungsdatensymbols jeweils zur Übertragung eines REIN-Parameters vorgesehen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach jeder Detektion des periodischen Störsignals ein Markierungsdatensymbol von dem ersten Transceiver zu dem zweiten Transceiver gesendet.
Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sendet der erste Transceiver nach der Detektion des periodischen Störsignals ein Start-Datensymbol und mindestens ein weiteres Markierungsdatensymbol an den zweiten Transceiver, wobei der zweite Transceiver die Periodizität der zu sendenden Leer-Datensymbole aus dem Start-Datensymbol und dem mindestens einen weiteren Markierungsdatensymbol ermittelt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sendet der erste Transceiver ein Ende-Datensymbol an den zweiten Transceiver, wenn kein periodisches Störsignal mehr durch den ersten Transceiver detektiert wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden das Start-Datensymbol und das Ende- Datensymbol durch Synchronisationsdatensymbole gebildet, die in regelmäßigen, typischerweise je nach Standard unterschied- liehen Abständen gesendet werden.
Die Erfindung schafft ferner ein Datenübertragungssystem zur Datenübertragung mit:
- einem ersten Transceiver (1} , der bei der Detektion eines periodischen Störsignals (S) ein Markierungsdatensymbol (MDS) , welches das Vorhandensein des periodischen Störsignals anzeigt, zu einem zweiten Transceiver (lv) überträgt,
- wobei der zweite Transceiver (1') nach Empfang des MarkierungsdatensymboIs (MDS) mindestens ein Leer-Datensymbol (LDS) , welches keine Nutzdaten enthält, zum Zeitpunkt des nächsten zu erwartenden Störimpulses des periodischen Störsignals (S) zu dem ersten Transceiver (1) sendet.
Vorzugsweise sind die beiden Transceiver als xDSL-Transceiver ausgebildet .
Im Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen des erfin- dungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Systems zur Datenübertragung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren zur Erläuterung erfindungswesentlicher Merkmale beschrieben.
Es zeigen: Figur 1: ein aus zwei xDSL-Transceivern bestehendes DatenübertragungΞsystem nach dem Stand der Technik;
Figur 2 : ein Blockschaltbild eines herkömmlichen xDSL- 5 Transceivers nach dem Stand der Technik;
Figur 3 : ein Blockschaltbild eines herkömmlichen xDSL-
Transceivers mit einer FBM-Steuereinheit nach dem Stand der Technik; 10
^ Figur 4 : die Datenstruktur eines übertragenen Codewortes nach dem Stand der Technik;
Figur 5: ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungs - 15 form eines xDSL-Transceivers innerhalb des erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems ;
Figur 6 : ein Zustandsdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beseitigung von Daten- 20 übertragungsfehlern;
Figur 7: ein erstes Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
)
25 Figur 8: eine Tabelle zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Beispiels;
Figur 9: ein zweites Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,- 30
Figur 10: ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Beispiels;
35 Figur 11: ein weiteres Zeitdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Beispiels. Wie man aus Figur 5 erkennen kann, weist der in dem erfindungsgemäßen DatenübertragungsSystem eingesetzte xDSL- Transceiver 1 einen Sendesignalpfad und einen Empfangssignal- pfad auf. Der Sendesignalpfad enthält eine Datenquelle 2, die einen Datenbitstrom an einen Scrambler 3 abgibt. Der Scrambler 3 verwürfelt die ursprüngliche Reihenfolge des Da- tenbitstroms nach einem vorgegebenen Algorithmus und gibt die verwürfelten Daten an eine Vorwärts-Korrekturfehlereinheit FEC (Forward Error Correction) 4 ab. Die Vorwärts -
Fehlerkorrek- tureinheit besteht beispielsweise aus einem Reed-Solomon-Codierer. Der Reed-Solomon-Codierer 4 erhält beispielsweise die in Figur 4 dargestellten Nutzdaten und fügt Redundanz hinzu. Das so gebildete Codeworte wird an ei- nen Interleaver 5 abgegeben. Der Interleaver 5 verschachtelt die übertragenen Datenbits im Zeitbereich und verteilt somit die gebildeten Codeworte des Reed-Solomon-Encoders über einen größeren Zeitbereich, damit auch eventuell auftretende Über- tragungsSignalStörungen auf mehrere Codeworte aufgeteilt wer- den.
Ein Trellis-Encoder 6 fügt weitere Redundanz in den Datenbitstrom ein. Der Trellis-Encoder 6 führt eine Faltungscodierung durch, d. h. die zu sichernden Daten werden durchlaufend mit einem Sicherungspolynom verknüpft.
Am Ausgang des Trellis -Encoder 6 sind bei dem erfindungsgemäßen xDSL-Transceiver 1 ein Schalter bzw. ein Multiplexer 7 vorgesehen. Der Multiplexer 7 wird mittels einer Steuerlei - tung 8 von einer Steuereinheit 9 angesteuert und schaltet zwischen dem Ausgang des Trellis -Encoders 6 und einem MarkierungsdatensymbolSpeicher 10 um. In dem Markierungsdatensym- bolspeicher 10 ist mindestens ein Markierungsdatensymbol, welches das Vorhandensein des periodischen Störsignals S an- zeigt, gespeichert. Die von dem Multiplexer 7 abgegebenen Datensymbole werden in einem Datenpuffer zwischengespeichert und in einem QAM-Encoder wird für jeden Träger des DMT- Datenübertragungssymbols ein QAM-Symbol erzeugt, d. h. es wird ein Zeiger im Konstellationsdiagramm bzw. eine komplexe Zahl generiert. Der QAM-Encoder füllt die Spektrallinien des zu sendenden Signals mit komplexen Zahlenwerten auf. Das so erzeugte Spektrum wird mittels einer IFFT-Einheit 11 einer inversen Fouriertransformation unterzogen, um ein Zeitsignal zu generieren. Die so entstandenen Abtastwerte des Zeitsignals werden nacheinander durch ein Interpolationsfilter 12 interpoliert und durch einen Digital-Analog-Wandler 13 in ein Analog-Signal umgewandelt. Nach einer Tiefpassfilterung wird das Ausgangssignal durch eine Treiberschaltung 14 verstärkt und über eine Hybrid- bzw. Gabelschaltung 15 über ein Datenübertragungsmedium 16 an einen entfernten identisch aufgebauten xDSL-Transceiver 1Λ übertragen. Bei dem Datenübertra- gungsmedium 16 handelt es sich vorzugsweise um eine Zwei- draht-Telefonleitung. Bei einer alternativen Ausführungsform werden die Datensymbole drahtlos übertragen.
In dem Empfangssignalpfad erfolgt eine entsprechende Signal - Verarbeitung. Auf der Empfangsseite des xDSL-Transceivers 1 wird das empfangene Signal zunächst mit einem analogen Tief- passfilter 17 zur Beseitigung von Aliasing-Effekten gefiltert. Ein Analog-Digital-Wandler 18 wandelt das gefilterte Empfangssignal in ein digitales Empfangssignal um und führt es einem Dezimationsfilter 19 zu. Ausgangsseitig ist an dem Dezimationsfilter 19 ein Subtrahierer 20 vorgesehen, der ein ein durch einen Echokompensationsfilter 21a abgegebenes Signal von dem digitalen Empfangssignal zur Beseitigung von E- chosignalen subtrahiert.
Anschließend empfängt ein Entzerrer bzw. Equalizer 21b das Ausgangssignal des Subtrahierers 20 zur Beseitigung von linearen Verzerrungen im Empfangssignal . Durch eine FFT-Schaltung 22 erfolgt eine Fast-Fouriertransformation des Zeitsignals in den Frequenzbereich. Die Phase des Empfangssignales wird von einem Frequenzbereichsentzerrer korrigiert. Ein Trellis- Decoder 23 führt eine Decodierung des Empfangssignals durch. Ausgangsseitig sind an dem Trellis-Decoder 23 eine De- Interleaving-Einheit 24, ein Reed-Solomon-Decoder 25, ein Descrambler 26 und eine Datensenke 27 zur weiteren Datenverarbeitung angeschlossen. Die De-Interleaving-Einheit 24, der Decoder 25 und der Descrambler 26 führen jeweils die umgekehrten Operationen zu dem Scrambler 3, dem Reed-Solomon- Encoder 4 und der Interleaving-Einheit 5 durch.
Wie man aus Figur 5 erkennen kann, ist am Ausgang des Trel- lis-Decoders 23 ferner ein Störimpuls -Detektor 28 angeschlossen, der Störimpulse, die bei der bidirektionalen Datenübertragung in das Datenübertragungsmedium 16 eingekoppelt werden, detektieren kann. Alternativ könnte der Störimpuls- Detektor 28 auch an anderen Stellen, wie z.B. an den Ausgang des Frequenzbereichsentzerrers, angeschlossen werden.
Sobald der Störimpuls -Detektor 28 mehrere periodische Störimpulse des Störsignals S detektiert, schaltet die Steuereinheit 9 über die Steuerleitung 8 den Multiplexer 7 von dem Ausgang des Trellis-Encoders 6 auf den Ausgang des Markie- rungssymbolεpeichers 10 um, wobei das aus dem Markierungssym- bolspeicher 10 ausgelesene Markierungsdatensymbol von dem ersten Transceiver 1 an den entfernt gelegenen Transceiver I1 übertragen wird. Das Markierungsdatensymbol zeigt an, dass ein periodisches Störsignal S vorliegt. Der entfernt gelegene Transceiver lι, der beispielsweise über eine Zweidraht- Telefonleitung 16 an dem ersten Transceiver 1 angeschlossen ist, sendet nach Empfang des Markierungsdatenεymbols mindestens ein Leer-Datensymbol, welches keine Nutzdaten enthält, zum Zeitpunkt des nächsten zu erwartenden Störimpulses des periodischen Störsignals zu dem ersten Transceiver 1. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind in dem Markierungsdatensymbol, das aus dem Markierungsdatensymbolspeicher 10 ausgelesen wird, einer oder mehrere einstellbare REIN (Repetitive Electrical Impulse Noise) -Parameter eincodiert. Dies erlaubt es, eine Adaption bei FrequenzSchwankungen des Störsignals S vorzunehmen . Figur 6 zeigt ein Zustandsdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Nach Start der Datenübertragung und der Detektion bzw. der Erfassung eines periodischen Störsig- nals S werden Markierungsdatensymbole, welche das Vorhandensein von Störsignalsanzeigen anzeigen in regelmäßigen Abständen gesendet. Es wird überwacht, ob das Störsignal weiterhin vorhanden ist. Es werden so lange Markierungsdatensymbole ü- bertragen, bis festgestellt wird, dass das Störsignal nicht mehr vorhanden ist. Dann wird das erfindungsgemäße Verfahren beendet .
Bei der Detektion von Störimpulsen durch den Störimpuls - Detektor 28 ermittelt die Steuereinheit 9, ob es sich dabei um ein periodisches Störsignal S handelt. Nach Erfassung mehrerer Störsignalimpulse erkennt die Steuereinheit 9 gegebenenfalls ein periodisches Muster der Störimpulse, d. h. ein Störsignal, welches periodisch zu einer vorgegebenen Zeitperiode Störimpulse generiert. Sobald ein derartiges periodi- sches Störsignal S durch die Steuereinheit 9 erkannt wird, schaltet sie den Multiplexer 7 um und das in dem Markierungs- symbolspeicher 10 abgespeicherte Markierungsdatensymbol wird zu dem anderen xDSL-Transceiver 1* über die Zweidraht- Telefonleitung 16 übertragen. Hierdurch wird der andere Transceiver darüber informiert, dass ein periodisches Störsignal vorhanden ist, und dass entsprechende Maßnahmen zur Vermeidung von Datenübertragungsfehlem durchzuführen sind. Der zweite Transceiver 1 * sendet dementsprechend mindestens ein Leer-Datensymbol, welches keine Nutzdaten enthält, bis zum Zeitpunkt des nächsten zu erwartenden Störimpulses des periodischen Störsignals. Die exakte Periode des Störsignals wird überwacht bzw. getrackt. Wenn für eine gewisse Zeit dann keine Störimpulse mehr detektiert werden, wird das erfindungsgemäße Verfahren beendet.
Der Störimpuls-Detektor sucht nach stark korrumpierten DMT- Datensymbolen {SCS: Severely Corrupted Symbols) . Dies bedeu- tet, dass die DMT-Tonsignalträger in diesem Datensymbol stark korrumpiert sind. Bei einer Datenübertragung mit Trellis- codierter Modulation, wird hierzu beispielsweise die Konvergenz des Viterbi -Decoders zur Erkennung, ob stark korrumpier- ter Symbole vorhanden sind, benutzt. Alternativ dazu können CRC-Fehler gezählt werden oder nicht korrigierbare FEC- Codewörter erfasst werden. Sobald ein erstes stark korrumpiertes Datensymbol SCS durch den Detektor 28 erfasst wird, wird das erfindungsgemäße Verfahren geleitet, um herauszufin- den, ob ein periodisches Störsignal REIN vorhanden ist. Dabei wird ermittelt, wie viele DMT-Datensymbole durch einen Stör- impuls geschädigt bzw. verfälscht werden und wie groß die Zeitperiode des periodischen Störεignals ist.
Sobald ein stark korrumpiertes Datensymbol SCS erfasst wird, wird die Zeitperiode bis zum nächsten stark korrumpierten Datensymbol SCS erfasst. Sobald eine bestimmte Anzahl K von stark korrumpierten Datensymbolen SCS erfasst wird, werden die voneinander in einer bestimmten Zeitperiode oder Vielfa- chen dieser Zeitperiode beabstandet sind, erkennt die Steuereinheit 9 ein periodisches Störsignal mit einer bestimmten Zeitperiode, das die aufeinander folgenden beschädigten Da- tensymbole SCS hervorruft. Wenn das periodische Störsignal S aufhört, wird das erfindungsgemäße Verfahren beendet. Hierzu überwacht die Steuereinheit 9, ob für eine bestimmte Anzahl von Störsignalen kein korrumpiertes Datensymbol SCS mehr empfangen worden ist. Falls für diese bestimmte Anzahl von Störsignalperioden kein korrumpiertes Datensymbol SCS empfangen wird, wird das erfindungsgemäße Verfahren beendet.
In vielen Fällen ist die Zeitperiode Tp des periodischen Störsignals a priori bekannt, da die Frequenz des Stromnetzes in bestimmten Gebieten konstant und bekannt ist. Dies führt zu einer Vereinfachung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beseitigung von Datenübertragungsfehlern, da das Vorhandensein eines periodischen Störsignals S leichter detektiert werden kann, wenn die Periodizität dieses Störsignals bereits bekannt ist.
Sobald das periodische Ξtörsignal S detektiert wird, wird der andere Transceiver darüber informiert, wann er ein Leer-
Datensymbol zu übertragen hat. Die kommunizierenden wesentlichen REIN-Parameter umfassen die Position des ersten gesendeten Leer-Datensymbols zum Zeitpunkt des nächsten zu erwartenden Störimpulses des Störsignals, die Anzahl der nacheinander zu sendenden Leer-Datensymbole sowie die Periodizität der zu sendenden Leer-Datensymbole.
Figur 7 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Verfahrens zur Beseitigung von Übertragungsfehlern. Zu Beginn der Datenübertragung, d. h. nach einem Start-
Schritt SO werden in einem Schritt Sl mehrere Steuerimpuls- Zähler initialisiert bzw. auf Null gesetzt. Die Anzahl der verwendeten Impulszähler ist beliebig, beispielsweise werden vier bis zehn Impulszähler Z initialisiert.
Sobald ein Ξtörimpuls durch den Störimpuls-Detektor 28 in einem Schritt S2 detektiert wird, wird ein erster Zähler Zφ in der Steuereinheit 9 mit dem Schritt S3 inkrementiert .
In einem weiteren Schritt S4 wird geprüft, ob ein weiterer
Störimpuls durch den Störimpulsdetektor 28 detektiert worden ist. Ist dies nicht der Fall, wird in einem Schritt S5 der aktuelle Zählwert des Zählers mit einem Schwellenwert SW verglichen. Ist der Zählwert geringer als der einstellbare Schwellenwert SW, wird der Zähler Z1 in einem Schritt S3 so lange inkrementiert, bis entweder im Schritt S4 erkannt wird, dass der nächste Störimpuls des periodischen Störsignals er- fasst worden ist oder im Schritt S5 festgestellt wird, dass der Zählwert den Schwellenwert SW erreicht hat, d. h. über eine relativ lange Zeitdauer kein Störimpuls durch den Störimpuls-Detektor 28 detektiert worden ist. In diesem Fall wird durch die Steuereinheit 9 erkannt, dass kein periodisches Störsignal mehr vorhanden ist. In einem Schritt S6 werden dann alle Steuerimpulszähler zurückgesetzt und auf den nächsten Störimpuls gewartet.
Falls im Schritt S4 ein nächster Störimpuls detektiert worden ist, wird der aktuelle Zählwert des ImpulsZählers Z± in einem Schritt S7 gespeichert. Beispielsweise sind wie in Figur 8 dargestellt vier Zähler Z0, Z1, Z2, Z3 vorgesehen, wobei beispielsweise für den ersten Zähler ZO ein Zählwert von 30 ge- speichert wird.
In einem Schritt S8 wird der Zähler Z1 erhöht, d. h. der Vorgang wird mit dem nächsten Zähler Zi+1 fortgesetzt.
In einem Schritt S9 wird geprüft, ob der letzte Zähler, beispielsweise der Zähler Z3, erreicht ist oder nicht. So lange noch nicht alle Zähler in der Störimpuls-Erfassung inkremen- tiert worden sind, kehrt der Vorgang zu Schritt S3 zurück.
In dem in Figur 8 gegebenen Beispiel wird anschließend der nächste Zähler Z1 so lange inkrementiert , bis ein weiterer Störimpuls erfasst wird, und in dem gegebenen Beispiel erreicht der Zähler Z1 einen Zählwert von 31. Der Vorgang wird so lange fortgesetzt, bis alle Zähler, d. h. IMAX-Zähler, die die Zeitabstände zwischen IHAX + 1-Störimpulsen erfasst haben oder so lange bis erkannt wird, dass der das Störsignal aufgehört hat .
Sobald alle Zähler hochgezählt sind und einen gespeicherten Zählwert aufweisen, werden in einem Schritt SlO durch die Steuereinheit 9 die gespeicherten Zählwerte aller Zähler Zi ausgewertet und eine Periodizität P des periodischen Störsig- nals S berechnet. Bei dem in Figur 8 gegebenen Beispiel weisen die Zähler Z0, Z1, Z2, Z3 die Zählwerte Z0 = 30, Z1 = 31, Z2 = 29 und Z3 = 31 auf. Daraus errechnet die Steuereinheit eine Periodizität P von 30,25, d. h. alle 30,25 Zeiteinheiten wird ein neuer Störimpuls des Störsignals S erwartet. In ei- nem Schritt Sil wird mit einer entsprechenden Zeitverzögerung Δ Ti ein vorbestimmtes Markierungsdatensymbol MDS von dem Transceiver 1 über die Zweidraht-Telefonleitung 16 zu einem entfernt gelegenen Transceiver lι gesendet. Hierzu schaltet die Steuereinheit 9 den Multiplexer 7 auf den Ausgang des
Markierungssymbolspeichers 10. Aus dem Markierungssymbolspeicher 10 wird das Markierungsdatensymbol MDS ausgelesen und nach Transformation in den Zeitbereich durch die IFFT-Einheit 11 und nach Interpolation durch das Interpolationsfilter 12 durch den Digital -Analog-Wandler 13 in ein analoges Zeitsignal gewandelt und gesendet. Anschließend werden die Schwellwerte SW der Impulszähler Zi jeweils mit dem aktuellen Zählwert des nächsten Zählers Z1 + 1 überschrieben und der Zähl- wert des letzten Zählers Z3 wird initialisiert, wie es in Fi- gur 8 beispielhaft dargestellt ist. Der Zähler Z3 wird dann in der Schleife S3 , S4, S5 so lange inkrementiert , bis in einem Schritt S4 der nächste Störimpuls detektiert wird.
Figur 10 zeigt ein Diagramm zur Verdeutlichung der Funktions- weise des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei dem gegebenen
Beispiel mit vier Zählern Z0, Z1, Z2, Z3 wird eine Periodizi- tät durch die Steuereinheit 9 von P = 30,25 ermittelt. Wie in Figur 10 dargestellt, wird daher alle 30,25 Zeiteinheiten ein Störimpuls des periodischen Störsignals S erwartet. Der Transceiver lι, der das Markierungsdatensymbol MDS empfängt, sendet zu den Zeitpunkten der zu erwartenden Störimpulse Leer-Datensymbole, die keine Nutzdaten enthalten. Bei dem in Figur 10 dargestellten Beispiel sind die Datensymbole mit der laufenden Symbolnummer 30, 31, 60, 61, 90, 91 und 121 derar- tige Leer-Datensymbole . Die in Figur 10 dargestellte Grundzeiteinheit ZE entspricht der Dauer eines DMT-Datensymbolε .
Figur 11 verdeutlicht nochmals die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens .
Zum Zeitpunkt tk - 1 detektiert der Störimpuls-Detektor 28 eines Transceivers A beispielsweise mittels vier Zählern Z0, Z1, Z2, Z3 einen fünften Störimpuls des periodischen Störsig- nals S, wobei der Zähler Z3 beispielsweise einen Zählwert von 31 erreicht. Nach Detektieren des periodischen Störsignals S sendet der erste Transceiver A das Markierungsdatensymbol MDS, welches das Vorhandensein eines periodischen Störsignals S anzeigt, mit einer bestimmten ersten Verzögerungszeit Δ T1 zum Zeitpunkt tΞ zu dem zweiten Transceiver B. Die erste Verzögerungszeit Δ T1 entspricht der Dauer einer ersten Zahl Q und nacheinander gesendeten Datensymbolen:
Δ T1 = Q TDS,
wobei TDS die Dauer eines DMT-Datensymbols ist.
Nach Empfang des Markierungsdatensymbols MDS durch den Transceiver B sendet dieser nach einer zweiten Verzögerungszeit Δ T2 mindestens ein Leer-Datensymbol LDS zu dem Zeitpunkt des nächsten zu erwartenden Störimpulses Sk des periodischen Störsignals S. Die zweite Verzögerungszeit Δ T2 entspricht einer zweiten Anzahl N und den nacheinander übertragenen Datensymbolen:
Δ T7 = N LDS ■
Nach Ablauf der zweiten Verzögerungszeit Δ T2 sendet der zweite Transceiver B eine Anzahl M von Leer-Datensymbolen LDS. Bei dem in Figur 11 dargestellten Beispiel beträgt die Anzahl der zu dem Zeitpunkt tk gesendeten Leer-Datensymbole M = 2.
Die Anzahl M von nacheinander zu sendenden Leer-Datensymbolen LDS und die Periodizität P der zu sendenden Leer-Datensymbole LDS sind bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in das Markierungsdatensymbol MDS eincodiert. Hierzu werden in dem MarkierungsdatensymbolSpeicher z.B. 10 verschiedene Markierungsdatensymbole in verschiedene Parameter-Kombinationen abgespeichert. Beispiels- weise ist die Zahl Q1 welche die erste Verzögerungszeit Δ Ti festlegt, konstant und das Markierungsdatensymbol MDS ist bezüglich der Anzahl N, welche die zweite Verzögerungszeit bestimmt, und der Anzahl M, die die Anzahl der zu sendenden Leer-Datensymbole LDS festlegt, codiert. Beispielsweise ergeben sich für zwei verschiedene Verzögerungszeitwerte N = 4 oder 5 und vier unterschiedlichen Werten M für die Anzahl der Leer-Datensymbole LDS (M = 1, 2, 3, 4) acht unterschiedliche Markierungsdatensymbole MDS, die in dem Markierungsεymbol- Speicher 10 abgelegt sind.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist auch die zweite Anzahl N, welche die zweite Verzögerungszeit Δ T2 festlegt, konstant, insbesondere dann wenn die Periodizität bzw. die Periodendauer TP des Störsignals S, a priori bekannt ist und durch die Frequenz / des Stromnetzes festgelegt ist.
Figur 9 zeigt den Ablauf in dem Transceiver B.
In einem Schritt Sl vergleicht der Transceiver B das empfangene Datensymbol DS und stellt fest, ob es sich dabei um ein abgespeichertes Markierungsdatensymbol MDS handelt oder nicht. Hat der Transceiver B ein Markierungsdatensymbol MDS in Schritt Sl erhalten, sendet er in Schritt S2 nach einer zweiten Zeitverzögerung Δ T2 = N TDS Leer-Datensymbole LDS, welche keine Nutzdaten enthalten. Aufgrund der zweiten Verzögerungszeit Δ T2 hat der Transceiver B genug Reaktionszeit zum Aussenden der Leer-Datensymbole LDS bzw. der Blank- Datensymbole . Die Anzahl M der nacheinander gesendeten Leer- Datensymbole LDS zum Zeitpunkt des zu erwartenden Störimpulses ist entweder festgelegt oder wird als Information eincodiert in dem Markierungsdatensymbol MDS übertragen.
Es bestehen verschiedene Möglichkeiten der Eincodierung von REIN-Parametern in das Markierungsdatensymbol MDS. Das Mar- kierungsdatensymbol ist ein DMT-Datensymbol , das eine vorgegebene Anzahl von Trägersignaltönen, beispielsweise 256 Trä- gersignaltöne, aufweist. Bei einer bevorzugten Ausführungs- form sind bestimmte Trägersignaltöne bestimmten REIN- Parametern zugeordnet. Jede Gruppe von Trägersignaltönen bzw. Trägern des Markierungsdatensymbols MDS überträgt Informatio- nen zu einem bestimmten REIN-Parameter . Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine aus zwei Datensymbolen bestehende Markierung eine aus mehreren Datensymbolen bestehende Markierung zu übertragen, wobei jedes Datensymbol einen Parameterwert überträgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in unterschiedlichster Weise abgewandelt werden. Bei einer ersten Ausführungsform werden bei Erkennen eines periodischen Störsignals S ständig Markierungsdatensymbole von einem ersten Transceiver 1 zu ei- nem zweiten Transceiver lι übertragen, d. h. das in Figur 11 dargestellte Markierungsdatensymbol MDS wird regelmäßig zwischen den Zeitpunkten zweier Störimpulse übertragen.
Bei einer alternativen Ausführungsform sendet der erste Transceiver 1 nach der Detektion eines periodischen Störsignals S zunächst ein Start-Datensymbol SDS und mindestens ein weiteres Markierungsdatensymbol MDS an den entfernt gelegenen Transceiver 1(. Aus dem zeitlichen Abstand zwischen dem Start-Datensymbol SDS und dem mindestens einen weiteren ge- sendeten Markierungs-Datensymbol MDS übermittelt der zweite Transceiver I1 die Periodizität P der zu sendenden Leer- Datensymbole LDS, ohne dass von dem ersten Transceiver 1 ständig weitere Markierungsdatensymbole MDS an den zweiten Transceiver übertragen werden. Sobald der erste Transceiver 1 das Aufhören des periodischen Störsignals S detektiert, sendet er ein Ende-Datensymbol EDS an den zweiten Transceiver 1'. Bei dem Start-Datensymbol SDS und dem Ende-Datensymbol EDS handelt es sich vorzugsweise um Synchronisationsdatensymbole des DMT-Systems.
Die Anzahl M der zu übertragenden Leer-Datensymbole LDS ist vorzugsweise variabel und wird adaptiv bei der Datenübertra- gung angepasst, um insbesondere FrequenzSchwankungen des Störsignals S zu berücksichtigen. Dies hat den Vorteil, dass der Transceiver 1 nicht die Dauer der Störimpulse feststellen muss, wobei dies normalerweise länger dauert als die Fest- Stellung der Periodizität .
Da im Laufe der Datenübertragung die Periodizität P eines Störsignals S immer genauer festgestellt werden kann, insbesondere da die Zählwerte von immer mehr Zählern 2 zur Verfü- gung stehen, wird bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Anzahl M der zu sendenden Leer-Datensymbole LDS zunächst auf einen relativ hohen Wert gesetzt, beispielsweise M = 4, um auf jeden Fall zu dem Zeitpunkt des Auftretens des nächsten Störimpulses keine Nutzdaten zu senden. Je genauer dann die Periodizität P des periodischen Steuersignals S feststeht desto weiter kann der Wert M vermindert werden, beispielsweise auf M = 2. Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise als Firmware in der Steuereinheit 9 des xDSL-Transceivers 1 abgespeichert. Bei dem xDSL-Transceiver 1 handelt es sich vorzugsweise entweder um einen ADSL- oder um einen VDSL-Transceiver .
Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt keinen zusätzlichen Kommunikationskanal bzw. Overhead-Kanal , um die REIN- Parameter zu übertragen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt das Blanking kurz nachdem das periodische Störsignal S erfasst worden ist. Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert sowohl bei Störungen in beiden Übertragungsrichtungen als auch bei Störungen in nur einer Übertragungsrichtung. Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert auch bei Frequenzverschiebungen zwischen dem periodischen Störsignal S und dem DSL-Signal. Sobald das periodische Störsignal endet erfolgt keine weitere Übertragung von Leer-Datenεymbolen LDS mehr, sodass die Datenübertragungsrate nicht mehr beeinträchtigt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist extrem robust und verhindert zuverlässig das Auftreten von Datenübertragungs- fehlem, die durch ein periodisches aus Störimpulsen bestehendes Störsignal S hervorgerufen werden.
Bezugszeichenliste
1 xDSL-Transceiver
2 Datenquelle
3 Scrambler
4 Reed-Solomon-Encoder
5 Interleaver
6 Trellis-Encoder
7 Multiplexer
8 Steuerleitung
9 Steuerleitung
10 MarkierungssymbolSpeicher
11 IFFT-Einheit
12 Interpolationsfilter
13 Digital-Analog-Wandler
14 Treiberschaltung
15 Hybridschaltung
16 Datenübertragungsmedium
17 Filter
18 Analog-Digital-Wandler
19 Dezimationsfilter
20 Subtrahierer
21a Echo-Kompensationsfilter
21b Equalizer
22 FFT-Einheit
23 Trellis-Deocoder
24 Interleaver
25 Decoder
26 Scrambler
27 Datensenke
28 Störimpuls-Detektor

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Beseitigung von Datenübertragungsfehlern, die durch ein periodisches aus Ξtörimpulsen bestehendes Störsignal (S) bei der Datenübertragung von Datensymbolen (DS) zwischen einem ersten Transceiver (1) und einem zweiten Transceiver (lι) hervorgerufen werden, mit den folgenden Schritten:
(a) Detektieren des periodischen Störsignals (S) durch den ersten Transceiver (1) ;
(b) Senden eines Markierungsdatensymbols (MDS) , welches das Vorhandensein des periodischen Störsignals (S) anzeigt, von dem ersten Transceiver (1) zu dem zweiten Transceiver (1*);
(c) wobei der zweite Transceiver (1') nach Empfang des Markierungsdatensymbols (MDS) mindestens ein Leer- Datensymbol (LDS) zum Zeitpunkt des nächsten zu erwartenden Störimpulses des periodischen Störsignals (S) zu dem ersten Transceiver (1) sendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Datensymbole (DS) durch DMT-Datensymbole gebildet werden .
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass der erste Transceiver (1) aus dem detektierten periodischen Störsignal eine Periodizität (P) der auftretenden Störimpulse ermittelt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der erste Transceiver (1) das Markierungsdatensymbol (MDS) nach Detektieren des periodischen Störsignals (S) mit einer bestimmten ersten Verzögerungszeit (Δ T1) zu dem zweiten Transceiver (1*) sendet.
5. Verfahren nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet , dass die erste Verzögerungszeit (Δ T1) der Dauer einer ersten Anzahl (Q) von Datensymbolen entspricht.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der zweite Transceiver (lι) nach Empfang des Markie- rungsdatensymbols (MDS) das mindestens eine Leer- Datensymbolen (LDS) nach einer zweiten Verzögerungszeit (Δ T2) sendet
7. Verfahren nach Anspruch 6, da durc h gekennz e i c hne t , dass die zweite Verzögerungszeit (Δ T2) einer zweiten An- zahl (N) von Datensymbolen entspricht.
8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6 , dadurch geke nnz e i chne t , dass die erste Verzögerungszeit (Δ TD und die zweite Ver- zögerungszeit (Δ T2) in Abhängigkeit von der Periodizität (P) der Störimpulse eingestellt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurc h gekennz e i c hne t , dass in dem Markierungsdatensymbol (MDS) einer oder mehrere einstellbare REIN-Parameter eincodiert werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass die REIN-Parameter die Position des ersten zu sendenden Leer-Datensymbols (LDS) zum Zeitpunkt des nächsten zu erwartenden Störimpulses des Störsignals, eine Anzahl (M) von nacheinander zu sendenden Leer-Datensymbolen (LDS) und die Periodizität der zu sendenden Leerdatensymbole (LDS) umfassen.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , dass als REIN-Parameter die Anzahl (M) der zu sendenden Leer-Datensymbole (LDS) und die zweite Anzahl (N) von Datensymbolen, welche die zweite Verzögerungszeit (Δ T2) be- stimmt, in dem Markierungsdatensymbol (MDS) eincodiert werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurc h gekennz e i c hne t , dass der zweite Transceiver (I1) das empfangene Markierungsdatensymbol (MDS) zur Ermittlung der REIN-Parameter decodiert .
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Anzahl (M) der gesendeten Leer-Datensymbole (LDS) und die zweite Anzahl (N) von Datensymbolen (DS) , welche die zweite Verzögerungszeit (Δ T2) festlegt, konstant eingestellt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurc h ge kennz e i c hne t , dass das Markierungsdatensymbol (MDS) ein DMT-Datensymbol ist, das eine vorgegebene Anzahl von Trägersignaltönen aufweist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadur ch g e kennz e i c hne t , dass verschiedene Gruppen von Trägersignaltönen des Mar- kierungsdatensymbols (MDS) jeweils zur Übertragung eines REIN-Parameters vorgesehen werden.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g ekenn z e i c hne t , dass nach jeder Detektion des periodischen Störsignals (S) ein Markierungsdatensymbol (MDS) von dem ersten Transceiver (1) zu dem zweiten Transceiver (1%) gesendet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g ekenn z e i c hne t , dass nach der Detektion des periodischen Störsignals (S) der erste Transceiver (1) ein Start-Datensymbol (SDS) und mindestens ein weiteres Markierungsdatensymbol (MDS) an den zweiten Transceiver (lι) sendet, wobei der zweite Transceiver (lv) die Periodizität der zu sendenden Leer- Datensymbole (LDS) aus dem Start-Datensymbol (SDS) und dem mindestens einen weiteren Markierungsdatensymbol (MDS) ermittelt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , dass der erste Transceiver (1) ein Ende-Datensymbol (EDS) an den zweiten Transceiver (lι) sendet, wenn kein periodisches Störsignal (S) mehr durch den ersten Transceiver (1) detektiert wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 und 18, dadu r ch gekennz e i c hne t , dass das Start -Datensymbol (SDS) und das Ende-Datensymbol (EDS) durch Synchronisationssymbole (SYNC) gebildet wer- den.
20. Datenübertragungssystem zur Datenübertragung von Datensymbolen mit :
- einem ersten Transceiver (1) , der bei der Detektion eines periodischen Störsignals (S) ein Markierungsdatensymbol (MDS) , welches das Vorhandensein des periodischen Störsignals anzeigt, zu einem zweiten Transceiver (1'} ü- berträgt ,
- wobei der zweite Transceiver (1') nach Empfang des Mar- kierungsdatensymbols (MDS) mindestens ein Leer- Datensymbol (LDS) , welches keine Nutzdaten enthält, zum Zeitpunkt des nächsten zu erwartenden Störimpulses des periodischen Störsignals (S) zu dem ersten Transceiver (1) sendet.
21. Datenübertragungssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Transceiver (1, 1') als xDSL-Transceiver ausgebildet sind.
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