DE10129324B4

DE10129324B4 - Verfahren zum interoperablen Betreiben von xDSL Modems

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Publication number: DE10129324B4
Application number: DE2001129324
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Ahrndt; Hans-Werner Dr. Rudolf; Matthias Bust
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Provenance Asset Group LLC
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2021-06-20
Also published as: DE10129324A1

Abstract

Datenkommunikationssystem (1), welches eine Sendeeinheit (3a) am Ort A aufweist, von welchem aus über einen Übertragungskanal (4) modulierte Übertragungssignale (9) an eine Empfangseinheit (5a) am Ort B übertragen werden, wobei jedem zu übertragenden Bit oder Bitfolge (a) ein Übertragungssignal (9) bestimmter Amplitude (A1) und Phase (φ1) zugeordnet ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (3a) eine Steuereinrichtung (12, 14) aufweist, die so ausgestaltet und eingerichtet ist, dass in Verbindung mit den von der Empfangseinheit erhaltenen Testergebnis und der Ausgestaltung der Empfangseinheit eine Anpassung der übertragenen Signale und/oder die Eigenschaften der Sendeeinheit an Eigenschaften des Übertragungskanals und/oder der Empfangseinheit (5a) veranlasst wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Datenkommunikationssystem gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Sende- und eine Empfangseinheit zur Verwendung in einem derartigen System, sowie ein Datenübertragungsverfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 12 .
Datenkommunikationssysteme weisen i.A. eine Sendeeinheit, z.B. ein in einer EWSD-Endvermittlungsstelle vorgesehenes erstes Modem auf, von wo aus modulierte Übertragungssignale über einen Übertragungskanal an eine Empfangseinheit, z.B, an ein zweites, in einer Teilnehmer-Endanschlußeinrichtung vorgesehenes Modem übertragen werden.
Die Datenkommunikation zwischen den Modems (Modulatoren-Demodulatoren) kann z.B. mittels POTS- (Plain Old Telephone Service) bzw. 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 zuzugeordnet sein. Wird diese an die Empfangseinheit übertragen, kann aus der Amplitude und Phase der jeweils empfangenen Cosinusschwingung in der Empfangseinheit die jeweils übertragene Bitfolge bestimmt werden.
DSL-Standards, z.B. ITU G.992.1 (G.dmt) bzw. ITU G.992.2 (G.Lite) lassen, was die Einzelheiten des jeweils bei der Datenübertragung verwendeten Datenübertragungsprotokolls betrifft, gewisse Freiheiten zu. Hinzu kommt, dass der DSL-Standard nicht von allen korrekt Modemherstellern eingehalten wird. Deshalb kann die Interoperabilität zwischen den verwendeten Modems eingeschränkt sein.

Aus der Veröffentlichungsschrift WO 00/79693 A1 ist eine Hybrit-Schaltung bekannt, bei der eine Impedanzanpassung an eine Anschlussleitung durchgeführt wird.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, ein neuartiges Datenübertragungsverfahren, ein neuartiges Datenkommunikationssystem, sowie neuartige Sende- und eine Empfangseinheiten zur Verwendung in einem derartigen System zur Verfügung zu stellen.

Die Erfindung erreicht dieses und weitere Ziele durch die Gegenstände der Ansprüche 1, 10, 11 und 12. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung wird ein Datenkommunikationssystem bereitgestellt, welches eine Sendeeinheit aufweist, von welcher aus über einen Übertragungskanal modulierte Übertragungssignale an eine Empfangseinheit übertragen werden, wobei jedem zu übertragenden Bit oder Bitfolge ein Übertragungssignal bestimmter Amplitude und Phase zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit eine Steuereinrichtung aufweist, die so ausgestaltet und eingerichtet ist, dass durch sie eine Anpassung der übertragenen Signale und/oder von Eigenschaften der Sendeeinheit an Eigenschaften des Übertragungskanals und/oder der Empfangseinheit veranlasst wird.

Durch die automatische Anpassung kann eine manuelle Anpassung der Sende- bzw. Empfangseinheit vor Ort vermieden bzw. vereinfacht werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 ein Datenkommunikationssystem, bei welchem das erfindungsgemäße Datenübertragungsverfahren verwendet wird;
2 eine schematische Darstellung mehrerer beim erfindungsgemäßen Datenübertragungsverfahren verwendeter Frequenzbänder;
3a eine schematische Darstellung eines zur Datenübertragung verwendeten Phasensterns;
3b eine beim in 3a gezeigten Phasenstern verwendete Bitfolgen-Zuordnungstabelle;
4 eine schematische Darstellung einer zur Datenübertragung verwendeten Cosinusschwingung;
5 eine schematische Darstellung einer weiteren zur Datenübertragung verwendeten Cosinusschwingung;
6 eine schematische Darstellung einer dritten zur Datenübertragung verwendeten Cosinusschwingung;
7 eine schematische Detaildarstellung der in 1 gezeigten Modems, sowie der Teilnehmeranschlußleitung;
8 eine schematische Darstellung einer Messanordnung zur Ermittlung der Impedanz des in 1 gezeigten Übertragungskanals;
9 eine weitere, schematische Detaildarstellung eines der in 1 und 7 gezeigten Modems;
10 eine schematische Detaildarstellung des in 9 gezeigten digitalen Filters.
In 1 ist ein Beispiel für ein Datenkommunikationssystem 1 gezeigt, bei welchem das erfindungsgemäße Datenübertragungsverfahren verwendet werden kann.
Das Datenkommunikationssystem 1 weist eine an ein Telefonnetz (hier: das öffentliche Telefonnetz 2) angeschlossene Endvermittlungsstelle 3 (hier: ein elektronisches Wählsystem digital bzw. EWSD) auf. Die Endvermittlunggstelle 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- (Plain 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 2 mehrere Frequenzbänder (bins) 6a, 6b, 6c, 6d verwendet, die oberhalb einer Frequenz f1 liegen. Die Frequenzbereiche unterhalb der Frequenz f1 (f1 ≅ 25 kHz bei POTS bzw. f1 ≅ 130 kHz bei ISDN) werden für herkömmliche POTS- bzw. ISDN- (Sprach-) Datenübertragung verwendet.
Zur DSL-Datenübertragung zwischen zwischen dem Vermittlungsstellen-Modem 3a und dem Teilnehmer-Modem 5a (oder umgekehrt) kann z.B. ein DTM-Verfahren eingesetzt werden (DTM = discrete multi tone). Hierbei werden für jedes Frequenzband 6a, 6b, 6c, 6d, 6e Cosinusschwingungen verwendet, deren Frequenz z.B. jeweils in der Mitte des entsprechenden Frequenzbands 6a, 6b, 6c, 6d, 6e liegen kann.
Zur Codierung der zu übertragenden Daten in einer Cosinusschwingung kann gemäß 3a ein Phasenstern 7 verwendet werden. Dieser weist drei konzentrische Kreise auf, denen jeweils eine Schwingungsamplitude A1, A2, A3 bestimmter Höhe zugeordnet ist. Auf den Kreisen sind insgesamt 16 Punkte angeordnet, denen jeweils eine von 16 verschiedenen Folgen von 4 Bits zugeordnet ist.
Beispielsweise ist vier Punkten a, b, d, e, die jeweils bei einem Winkel φ1, φ2, φ3 bzw. φ4 von 45°, 135°, 225° bzw. 315° auf dem innersten, der ersten Amplitude A1 zugeordneten Kreis liegen, gemäß der in 3b gezeigten Zuordnungstabelle 8 jeweils die Bitfolge "1010", "0101", "1001" bzw. "0110" zugeordnet. Auf entsprechende Weise ist gemäß 3a vier weiteren, bei entsprechenden Winkeln φ1, φ2, φ3 bzw. φ4 von 45°, 135°, 225° bzw. 315° auf dem äußersten, der dritten Amplitude A3 zugeordneten Kreis liegenden Punkten c, f gemäß der in 3b gezeigten Zuordnungstabelle 8 jeweils die Bitfolge "1100", "1111", "0000" bzw. "0011" zugeordnet.
Die übrigen Bitfolgen ("1101", "1110", "1000", "1011", "0100", "0111", "0001", "0010") sind 8 Punkten zugeordnet, die auf dem mittleren, der zweiten Amplitude A2 zugeordneten Kreis liegen, und zwar jeweils bei Winkeln φ5, φ6, φ7, φ8, φ9, φ10, φ11 bzw. φ12 von ca. 20°, 70°, 110°, 160°, 200°, 250°, 290° bzw. 340°.
Zur Übermittlung von Daten vom Sender zum Empfänger (z.B. vom Vermittlungsstellen-Modem 3a zum Teilnehmer-Modem 5a, und umgekehrt) wird eine Folge von mehreren, aufeinanderfolgend ausgesendeten, jeweils eine bestimmte Zeitdauer andauernden Cosinusschwingungen 9, 10, 11 (vgl. 4, 5, 6) übertragen.
In jedem Frequenzband 6a, 6b, 6c, 6d, 6e weisen sämtliche verwendete Cosinusschwingungen 9, 10, 11 jeweils die gleiche, konstante, vorbestimmte Frequenz auf. Jede Cosinusschwingung 9, 10, 11 kennzeichnet jeweils eine bestimmte der o.g. Bitfolgen, und zwar über die Höhe der Schwingungsamplitude A1, A2, A3, und über die Phasenverschiebung Δφ der jeweiligen Schwingung 9, 10, 11 gegenüber einem im Sender und im Empfänger synchron laufenden Grundtakt (bzw. in Bezug auf einen gemäß der Darstellung unten vom jeweiligen Sender ausgesendeten Pilotton).
Die jeweils verwendete Amplitude A1, A2, A3 enspricht dabei derjenigen Amplitude, die diejenigem Kreis des in 3a gezeigten Phasensterns 7 zugeordnet ist, auf dem der Punkt a, b, c, d, e, f liegt, dem die jeweils zu übertragende Bitfolge zugeordnet ist.
Auf entsprechende Weise ist die Phasenverschiebung Δφ der jeweiligen Cosinusschwingung 9, 10, 11 so gewählt, dass sie dem o.g. Winkel φ1, φ2, φ3, φ4, φ5, φ6, φ7, φ8, φ9, φ10, φ11 bzw. φ12 des der jeweils zu übertragenden Bitfolge zugeordneten Punktes a, b, c, d, e, f im Phasenstern 7 entspricht.
Beispielsweise kennzeichnet die in 4 gezeigte Cosinusschwingung 9 durch deren Amplitude A1, und deren Phasenverschiebung von Δφ=45° die dem Punkt a auf dem Phasenstern 7 zugeordnete Bitfolge "1010", die in 5 gezeigte Cosinusschwingung 10 durch deren Amplitude A1, und deren Phasenverschiebung von Δφ=135° die dem Punkt d zugeordnete Bitfolge "1001", und die in 6 gezeigte Cosinusschwingung 11 durch deren Amplitude A3, und deren Phasenverschiebung von Δφ=135° die dem Punkt c zugeordnete Bitfolge "1100".
Soll z.B. eine Datenfolge "101010011100" an den jeweiligen Empfänger, z.B. zum Teilnehmer-Modem 5a, übermittelt werden, können vom jeweiligen Sender, z.B. vom Vermittlungsstellen-Modem 3a, nacheinander die in den 4, 5 und 6 gezeigten Cosinusschwingungen 9, 10, 11 ausgesendet werden.
Im Empfänger wird die Amplitude A1, A2, A3 und Phasenverschiebung der jeweils empfangenen Cosinusschwingung 9, 10, 11 ermittelt, und dann – unter Verwendung des in 3a gezeigten Phasensterns 7 – die der jeweils ermittelten Amplitude A1, A2, A3 und Phasenverschiebung zugeordnete Bitfolge.
Der xDSL-Standard, insbesondere die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel angewandten Standards ITU G.992.1 (G.dmt) bzw. ITU G.992.2 (G.Lite) lassen, was die Einzelheiten des jeweils bei der Datenübertragung verwendeten Datenübertragungsprotokolls betrifft, gewisse Freiheiten zu. Außerdem wird der xDSL-Standard nicht von allen Modemherstellern korrekt eingehalten.
Um – z.B. bei Verwendung von Modems 3a, 5a verschiedener Hersteller – Interoperabilität zu gewährleisten, und/oder um die Datenrate zu erhöhen und/oder die Bitfehlerrate zu verringern, wird die Datenübertragung gemäß der vorliegenden Erfindung zu Übertragungsbeginn, und/oder während der Übertragung von Daten (fortlaufend) automatisch an die jeweils miteinander kommunizierenden Modems 3a, 5a, und/oder an die jeweils vorherrschenden Kanaleigenschaften angepasst. Die Anpassung einzelner Parameter der Datenübertragung erfolgt gemäß 7 unter Steuerung von jeweils im Sender und Empfänger vorgesehenen Mikroprozessoren 12, 13. Auf diesen läuft ein in einer Speichereinrichtung 14, 15 des jeweiligen Modems 3a, 5a gespeichertes Datenübertragungs-Steuersoftwareprogramm.
Durch das Steuersoftwareprogramm wird z.B. veranlasst, dass z.B. die Vorverzerrung der vom jeweils sendenden Modem 3a, 5a ausgendeten Cosinusschwingungen 9, 10, 11 eingestellt bzw. angepasst wird.
Bei der Übertragung der Cosinussschwingungen 9, 10, 11 über die Teilnehmeranschlussleitung 4 kommt es zu verschiedenartigen Verzerrungen, z.B. zu (zusätzlichen, ungewollten) Phasenverschiebungen, zu verschieden starken Amplitudendämpfungen, etc. Um die Verzerrungen auszugleichen, wird jede Cosinusschwingung 9, 10, 11 gemäß 4 vorverzerrt ausgesendet, d.h. mit einer (etwas) anderen Amplitude (Amplitude der Höhe A1' statt der Höhe A1) und Phasenverschiebung (Phasenverschiebung Δφ' statt Δφ), als bei unverzerrter Übertragung. Die vom Empfänger bei einer – vorverzerrt – ausgesendeten Cosinusschwingung 9' empfangenen Signale entsprechen aufgrund der Kanalverzerrung im wesentlichen den Signalen, die der Empfänger empfangen würde, falls – bei einem unverzerrten Kanal – die Cosinusschwingung 9 ohne Vorverzerrung ausgesendet würde.
Um die jeweils optimale Vorverzerrung zu ermitteln, können z.B. – veranlasst durch und gesteuert von dem Datenübertragungs-Steuersoftwareprogramm – vor Beginn der eigentlichen Datenübertragung (bei angeschlossenem oder nicht angeschlossenem Empfänger) und/oder zu vorbestimmten oder frei wählbaren Zeitpunkten während der Datenübertragung vom Sender ein oder mehrere (Test-)Impulse ausgesendet werden. Aus der zeitlichen Lage und der Form der zum Sender (rück)reflektierten Impulse können auf an sich bekannte Weise für die verschiedenen Frequenzbänder 6a, 6b, 6c, 6d, 6e die jeweiligen Kanaleigenschaften, insbesondere die o.g. Verzerrungen, ermittelt werden.
Alternativ können z.B. – wiederum veranlasst durch und gesteuert von dem Datenübertragungs-Steuersoftwareprogramm – vor Beginn der eigentlichen Datenübertragung und/oder zu vorbestimmten oder frei wählbaren Zeitpunkten während der Datenübertragung vom Sender eine oder mehrere (Test) Cosinusschwingungen 9 mit vorbestimmter, in der jeweiligen Speichereinrichtung 14 abgespeicherter Amplitudenhöhe A1 und Phasenverschiebung Δφ zum Empfänger übertragen werden.
Im Empfänger wird die Amplitude A1'' und Phasenverschiebung Δφ '' der jeweils empfangenen (Test-)Cosinusschwingung 9'' ermittelt, und mit einer – in der jeweiligen Speichereinrich tung 15 abgespeicherten – erwarteten Amplitude A1_erw und erwarteten Phasenverschiebung Δφ_erw verglichen. Aus dem Unterschied zwischen erwarteter und empfangener Amplitude bzw. Phasenverschiebung kann im Empfänger (oder alternativ im Sender) die jeweils vom Sender zu verwendende Vorverzerrung ermittelt werden (z.B. entsprechend den Formeln: vorverzerrte Amplitudenhöhe A1' = A1 – (A'' – A1_erw) bzw. vorverzerrte Phasenverschiebung Δφ' = Δφ – (Δφ'' – Δφ_erw)).
Alternativ oder zusätzlich führt der jeweilige Sender – wiederum veranlasst durch und gesteuert von dem Datenübertragungs-Steuersoftwareprogramm – vor Beginn der eigentlichen Datenübertragung und/oder zu vorbestimmten frei wählbaren Zeitpunkten während der Datenübertragung eine Impedanzanpassung durch. Hierzu wird – wie in 8 schematisch dargestellt ist – vom Sender, z.B. vom Modem 3a (und/oder vom Modem 5a) aus für die verschiedenen Frequenzbänder 6a, 6b, 6c, 6d, 6e bzw. Frequenzen die Impedanz Z(f) des Übertragungskanals (d.h. der Teilnehmeranschlußleitung 4 bei angeschlossenem oder nicht angeschlossenem Modem 5a, in 8 durch eine Blackbox 16 veranschaulicht) ermittelt. Daraufhin wird (wiederum gesteuert von dem Steuerungssoftwareprogramm) in Abhängigkeit von der ermittelten Übertragungskanal-Impedanz Z(f) die Impedanz Z_i(f) des Senders angepasst (z.B. identisch wie die jeweils ermittelte Übertragungskanal-Impedanz Z(f) gewählt).
Alternativ oder zusätzlich kann vom jeweiligen Sender – wiederum veranlasst durch und gesteuert von dem Datenübertragungs-Steuersoftwareprogramm – vor Beginn der eigentlichen Datenübertragung und/oder zu vorbestimmten oder frei wählbaren Zeitpunkten während der Datenübertragung eine Pilotton-Anpassung durchgeführt werden:
Gemäß dem DSL-Standard werden über eines oder mehrere der in 2 gezeigten Frequenzbänder 6a, 6b, 6c, 6d ein oder mehrere Pilottöne übertragen. Die Pilottöne sind Cosinusschwin gungen bestimmter, fester Frequenz, die im Gegensatz zu den in 4, 5 und 6 gezeigten Cosinus-schwingungen 9, 10, 11 nicht zur Übertragung der (eigentlichen) Nutzdaten (hier: der Bitfolgen a, b, c, d, e, f) dienen, sondern zur Übertragung von zusätzlichen Informationen, die insbesondere zur Einstellung des wie oben erläutert im Sender und Empfänger synchron laufenden Grundtakts verwendet werden.
Die Pilottöne weisen – im Gegensatz zu den o.g. Nutzdatenübertragungs-Cosinusschwingungen 9, 10, 11 – eine konstante Amplitude und Phase auf.
Bei der oben erwähnten – vom Datenübertragungs-Steuersoftwareprogramm veranlassten und gesteuerten – Pilotton-Anpassung wird vor und/oder während der eigentlichen Datenübertragung die Phasenlage der Pilotton-Cosinus-schwingung in Bezug auf die Nutzdatenübertragungs-Cosinusschwingungen 9, 10, 11 eingestellt.
Beispielsweise werden hierzu vom jeweiligen Sender ein oder mehrere (Test-)Impulse ausgesendet, und aus der zeitlichen Lage und/oder der Form der zum Sender (rück)reflektierten Impulse auf an sich bekannte Weise für die Pilottonfrequenz die jeweiligen Kanaleigenschaften, insbesondere Phasenverzerrungen, ermittelt. Die Pilotton-Cosinusschwingung wird dann in Zukunft mit einer Phasenverschiebung ausgesendet, die so groß ist, dass die ermittelte Phasenverzerrung kompensiert wird.
Alternativ oder zusätzlich wird – wiederum veranlasst durch und gesteuert von dem Datenübertragungs-Steuersoftwareprogramm – vor Beginn der eigentlichen Datenübertragung und/oder zu vorbestimmten oder frei wählbaren Zeitpunkten während der Datenübertragung eine Einstellung einer gemäß 9 im jeweiligen Modem 3a, 5a vorgesehenen, einen Regler 18 und ein digitales Filter 19 aufweisenden Echokompensationseinrichtung 17 durchgeführt.
Das vom jeweiligen Modem 3a, 5a ausgegebene Signal A wird an Stoßstellen der Teilnehmeranschlußleitung 4 reflektiert, woraus sich ein Beitrag des ausgegebenen Signals A zur Gegenrichtung ergibt ("Echosignal"). Um das Echosignal zu eliminieren, wird vom digitalen Filter ein (geschätztes) Duplikat des Echosignals (Signal Y) erzeugt, und dieses vom vom jeweiligen Modem 3a, 5a empfangenen Eingangssignal B abgezogen.
Wie in 10 gezeigt ist, weist das digitale Filter 19 ein Anzahl N an Filterstufen auf, und zwar eine erste Filterstufe 23, sowie weitere Filterstufen 24, 25. Jede Filterstufe umfasst ein Verzögerungsglied 20 (bei alternativen Ausführungsbeispielen: zwei Verzögerungsglieder), zwei Multiplizierer 21, und einen Addierer 22 (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 Multiplizier 21 multiplizieren die jeweils anliegenden Signale mit – vom Regler 18 ermittelten – einstellbaren Filterkoeffizienten α₀, α₁, α₂, ..., α_N, β₁, β₂, ..., β_N. Die multiplizierten Signale werden dann dem jeweiligen Addierer 22, und von dort aus dem jeweiligen Verzögerungsglied 20 zugeführt.
Der Regler 18 ist z.B. so ausgestaltet, dass er die Filterkoeffizienten α₀, α₁, α₂, ..., α_N, β₁, β₂, ..., β_N so einstellt, dass die Kreuzkorrelationsfunktion des in 9 gezeigten, vom Modem 3a, 5a ausgegebenen Signals A, und des Eingangssignals B zu Null wird.
Je höher die Ordnung N des in 10 gezeigten Filters 19 ist, desto besser wird das Echosignal kompensiert. Allerdings steigt bei höherer Filterordnung die zur Ermittlung der Signale benötigte Rechenzeit. Gemäß der Erfindung wird – veranlasst durch und gesteuert von dem Datenübertragungs-Steuersoftwareprogramm – vor Beginn der eigentlichen Datenübertragung und/oder zu vorbestimmten oder frei wählbaren Zeitpunkten während der Datenübertragung die Ordnung N und die Koeffizienten des Filters festgelegt.
Beispielsweise werden hierzu vom jeweiligen Sender (Modem 3a, 5a) ein oder mehrere (Test-)Impulse ausgesendet, und die Stärke der hieraus resultierenden Echosignale ermittelt. Bei einem relativ starken Echosignal wird ein Filter relativ hoher, und bei einem relativ schwachen Echosignal ein Filter relativ niedriger Ordnung gewählt.
Alternativ oder zusätzlich wird – wiederum veranlasst durch und gesteuert von dem Datenübertragungs-Steuersoftwareprogramm – vor Beginn der eigentlichen Datenübertragung und/oder zu vorbestimmten oder frei wählbaren Zeitpunkten während der Datenübertragung bestimmt, wie viele Bits pro Zeiteinheit über das jeweilige in 2 gezeigte Frequenzband 6a, 6b, 6c, 6d, 6e übertragen werden sollen. Hierzu wird vor und/oder während der Datenübertragung – für die jeweilige Frequenz – die Qualität des jeweils verwendeten Übertragungskanals ermittelt. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, dass mittels – den in 4, 5, 6 gezeigten Cosinusschwingungen 9, 10, 11 entsprechenden – Cosinusschwingungen neben den eigentlichen Nutzdaten auch Referenzdaten vom Sender zum Empfänger übertragen werden, z.B. in Form einer Folge von Referenzdatenbits. In der Speichereinrichtung 14, 15 des Empfängers ist eine zur übertragenen Referenzdatenfolge identische Bitfolge gespeichert. Diese wird mit der – tatsächlich – vom Sender empfangenen Referenzdatenfolge verglichen. Aus dem Unterschied zwischen beiden Bitfolgen kann die Bitfehlerrate, d.h. die Güte des jeweils verwendeten Übertragungskanals (d.h. des der Frequenz der jeweiligen Cosinusschwingung entsprechenden Frequenzbands) ermittelt werden.
Die für die jeweiligen Übertragungskanäle ermittelten Bitfehlerraten werden vom Empfänger an den Sender übertragen.
Dieser kann dann z.B. einige oder mehrere, besonders stark gestörte Frequenzbänder (z.B. das in 2 gezeigte zweite Frequenzband 6b) fortan nicht mehr zur Datenübertragung verwenden (oder bisher nicht zur Datenübertragung genutzte Frequenzbänder – aufgrund verbesserter Übertragungskanalgüte – fortan zur Datenübertragung einsetzen). Der Sender teilt dem Empfänger mit, welche Frequenzbänder verwendet, und welche nicht verwendet werden.
Alternativ oder zusätzlich können über Frequenzbänder mit relativ geringer Güte fortan relativ weniger Bits pro Zeiteinheit, und über Frequenzbänder mit relativ hoher Güte fortan relativ mehr Bits pro Zeiteinheit übertragen werden. Hierzu kann z.B. die Dauer einer – jeweils eine Bitfolge übertragenden – Cosinusschwingung verringert oder erhöht werden, und/oder es kann ein anderer Phasenstern verwendet werden, als der in 3a gezeigte Phasenstern 7 (z.B. ein Phasenstern, mit dem Bitfolgen codiert werden, die eine höhere oder niedrigere Anzahl an Bits aufweisen, als die in 3b gezeigten Bitfolgen a, b, c, d, e, f, z.B. ein Phasenstern mit einer höhreren oder niedrigeren Anzahl an konzentrischen Kreisen, und/oder mit einer höheren oder niedrigeren Anzahl von auf jeweils einem Kreis angeordneten Punkten, denen (insgesamt) eine höhere oder niedrigere Anzahl an Bitfolgen zugeordnet ist).
Alternativ oder zusätzlich können über Frequenzbänder mit relativ geringer Güte fortan relativ weniger (oder keine) Paritätsbits pro Zeiteinheit, und über Frequenzbänder mit reltiv hoher Güte fortan relativ mehr Paritätsbits pro Zeiteinheit übertragen werden.
Der Sender teilt dem Empfänger – vor Beginn der eigentlichen Datenübertragung und/oder zu vorbestimmten oder frei wählbaren Zeitpunkten während der Datenübertragung – mit, auf wel che Weise (in welchen Frequenzbändern, mit bzw. mit wie vielen Paritätsbits, mit welchem Phasenstern, mit oder ohne "interleaving", etc.) jeweils die Bits bzw. Bitfolgen über die jeweiligen Frequenzbänder übertragen werden.
Diese Mitteilungen (sowie entsprechende, vom Empfänger an den Sender gerichtete Mitteilungen) werden z.B. mit Hilfe von im DSL-Standard vorgesehenen freien Bits übertragen (z.B. über im ADSL Overhead Channel bzw. im Embedded Operation Channel enthaltene Bits).

1: Datenkommunikationssystem
2: Telefonnetz
3: Endvermittlungsstelle
4: Teilnehmeranschlußleitung
5: Teilnehmer-Endanschlußeinrichtung
6a: erstes Frequenzband
6b: zweites Frequenzband
6c: drittes Frequenzband
6d: viertes Frequenzband
6e: fünftes Frequenzband
7: Phasenstern
8: Zuordnungstabelle
9: Cosinusschwingung
10: Cosinusschwingung
11: Cosinusschwingung
12: Mikroprozessor
13: Mikroprozessor
14: Speichereinrichtung
15: Speichereinrichtung
16: Blackbox
17: Echokompensationseinrichtung
18: Regler
19: Filter
20: Verzögerungsglied
21: Multiplizierer
22: Addierer
23: Filterstufe
24: Filterstufe
25: Filterstufe
26: Frequenzband

Claims

Datenkommunikationssystem (1), welches eine Sendeeinheit (3a) am Ort A aufweist, von welchem aus über einen Übertragungskanal (4) modulierte Übertragungssignale (9) an eine Empfangseinheit (5a) am Ort B übertragen werden, wobei jedem zu übertragenden Bit oder Bitfolge (a) ein Übertragungssignal (9) bestimmter Amplitude (A1) und Phase (φ1) zugeordnet ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (3a) eine Steuereinrichtung (12, 14) aufweist, die so ausgestaltet und eingerichtet ist, dass in Verbindung mit den von der Empfangseinheit erhaltenen Testergebnis und der Ausgestaltung der Empfangseinheit eine Anpassung der übertragenen Signale und/oder die Eigenschaften der Sendeeinheit an Eigenschaften des Übertragungskanals und/oder der Empfangseinheit (5a) veranlasst wird.
Datenkommunikationssystem (1) nach Anspruch 1, bei welchem die Steuereinrichtung (12, 14) so ausgestaltet und eingerichtet ist, dass sie die Anpassung vor und/oder während der Übertragung von Nutzdaten veranlaßt.
Datenkommunikationssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Steuereinrichtung (12, 14) so ausgestaltet und eingerichtet ist, dass durch sie eine Anpassung einer in der Sendeeinheit (3a) vorgesehenen Echokompensationseinrichtung (17) veranlasst wird.
Datenkommunikationssystem (1) nach Anspruch 3, bei welchem die Echokompensationseinrichtung (17) ein digitales Filter (19) aufweist, und bei welcher die Steuereinrichtung (12, 14) so ausgestaltet und eingerichet ist, dass durch sie eine Anpassung der Filter-Ordnungszahl (N) veranlasst wird.
Datenkommunikationssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Steuereinrichtung (12, 14) so ausgestaltet und eingerichtet ist, dass durch sie eine An passung der Impedanz der (Zi (f)) der Sendeeinheit (3a) veranlasst wird.
Datenkommunikationssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Steuereinrichtung (12, 14) so ausgestaltet und eingerichtet ist, dass durch sie eine Vorverzerrung der Übertragungssignale (9) veranlasst wird.
Datenkommunikationssystem (1) nach Anspruch 6, bei welchem die Steuereinrichtung (12, 14) so ausgestaltet und eingerichtet ist, dass durch sie eine Vorverzerrung der Phase und/oder der Amplitude der Übertragungssignale (9) veranlasst wird.
Datenkommunikationssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem jedes Übertragungssignal (9) unter Verwendung eines von mehreren Frequenzbändern (6a, 6b) übertragen wird, und bei welchem die Steuereinrichtung (12, 14) so ausgestaltet und eingerichtet ist, dass durch sie festgelegt wird, mit welcher Datenrate Daten über die verschiedenen Frequenzbänder (6a, 6b) übertragen werden.
Datenkommunikationssystem (1) nach Anspruch 8, bei welchem die Steuereinrichtung (12, 14) so ausgestaltet und eingerichtet ist, dass durch sie festgelegt wird, dass bestimmte Frequenzbänder nicht zur Datenübertragung verwendet werden.
Sendeeinheit (3a), welche so ausgestaltet ist, dass sie in einem Datenkommunikationssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendbar ist.
Empfangseinheit (5a), welche so ausgestaltet ist, dass sie in einem Datenkommunikationssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendbar ist.
Datenübertragungsverfahren innerhalb eines Datenkommunikationssystems gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit einem von der Empfangseinrichtung erhaltenen Testergebnis und der Ausgestaltung der Empfangseinheit eine Anpassung der übertragenen Signale und/oder der Eigenschaften der Sendeeinheit an Eigenschaften des Übertragungskanals und/oder der Empfangseinheit (5a) veranlasst wird.