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DE10325835A1 - Modeling optimized model-filter in crest-factor reduction circuit of multi-carrier data transmission system, using approximation to determine filter coefficients using window in which impulse response has highest energy - Google Patents

Modeling optimized model-filter in crest-factor reduction circuit of multi-carrier data transmission system, using approximation to determine filter coefficients using window in which impulse response has highest energy Download PDF

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DE10325835A1
DE10325835A1 DE2003125835 DE10325835A DE10325835A1 DE 10325835 A1 DE10325835 A1 DE 10325835A1 DE 2003125835 DE2003125835 DE 2003125835 DE 10325835 A DE10325835 A DE 10325835A DE 10325835 A1 DE10325835 A1 DE 10325835A1
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filter
model
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path
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DE2003125835
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Werner Henkel
Dietmar STRÄUSSNIGG
Steffen Trautmann
Axel Clausen
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Intel Corp
Original Assignee
Infineon Technologies AG
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Abstract

The method involves providing a non-recursive model-filter with M coefficients, representing a filter chain connected to the output of the crest-factor reduction circuit. The impulse response of the filter chain is determined. Filter coefficients are determined for an optimized model filter by approximation using a window of defined length M, in which the impulse response has the highest energy content. An independent claim is included for a circuit for crest-factor reduction.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modellierung eines optimierten Modellfilters, welches in einem Modellpfad einer Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung eines Multiträger-Datenübertragungssystems angeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung.The The invention relates to a method for modeling an optimized Model filter, which is in a model path of a circuit for crest factor reduction a multi-carrier data transmission system is arranged. The invention further relates to a circuit for Crest factor reduction.

In der modernen Telekommunikation spielt die hochbitratige Datenübertragung auf einer Teilnehmerleitung eine zunehmend größere Rolle, insbesondere deshalb, da man sich von ihr eine größer nutzbare Bandbreite der zu übertragenden Daten kombiniert mit einer bidirektionalen Datenkommunikation verspricht.In modern telecommunication plays the hochbitratige data transmission an increasingly important role on a subscriber line, especially because you get a bigger usable from her Bandwidth of the to be transmitted Data combined with bidirectional data communication promises.

Eine Technik, die in jüngster Zeit immer mehr an Bedeutung gewinnt, ist die sogenannte Mehrträger-Datenübertragung, die auch als "Multi-Carrier"-Übertragung, als „Discrete Multitone (DMT)" Übertragung oder als „Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)" Übertragung bekannt ist. Eine solche Datenübertragung wird beispielsweise bei leitergebundenen Systemen, aber auch im Funkbereich, für Broadcast-Systeme und für den Zugang zu Datennetzen verwendet. Solche Systeme zur Übertragung von Daten mit Mehrträgerübertragung verwenden eine Vielzahl von Trägerfrequenzen, wobei für die Datenübertragung der zu übertragende Datenstrom in viele parallele Teilströme zerlegt wird, welche im Frequenzmultiplex unabhängig voneinander übertragen werden. Diese Teilströme werden auch als Einzelträger bezeichnet.A Technique, the most recent Time is gaining in importance, is the so-called multi-carrier data transmission, also called "multi-carrier" transmission, as "discrete Multitone (DMT) "transmission or as "Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) "Transmission is known. Such a data transfer is used, for example, in wire-bound systems, but also in the Radio range, for Broadcast systems and for used the access to data networks. Such systems for transmission of data with multicarrier transmission a variety of carrier frequencies, being for the data transmission the data stream to be transmitted into many parallel partial streams which are transmitted independently in frequency multiplexing become. These partial flows are also considered a single carrier designated.

Ein Vertreter der Mehrträger-Datenübertragung ist die ADSL-Technik, wobei ADSL für „Asymmetric Digital Subscriber Lineal steht. Mit ADSL ist eine Technik bezeichnet, die die Übertragung eines hochbitratigen Bitstromes von einer Zentrale zum Teilnehmer und eines niederbitratigen, vom Teilnehmer zu ei ner Zentrale führenden Bitstromes erlaubt. Bei dieser Technik wird die Telekommunikationsleitung in zumindest einen Kanal für herkömmliche Telefondienste (also Sprachübertragung) und mindestens einen weiteren Kanal für die Datenübertragung unterteilt.One Representative of the multi-carrier data transmission is the ADSL technology, being ADSL for "Asymmetric Digital Subscriber Ruler stands. ADSL is a technique called the the transfer a high bit rate bitstream from a central office to the subscriber and a low bit rate, leading from the participant to a central office Bitstream allowed. In this technique, the telecommunications line in at least one channel for conventional Telephone services (ie voice transmission) and subdivided at least one further channel for data transmission.

Wenngleich bereits sehr viele Probleme bei solchen Mehrträger-Datenübertragungssystemen wie ADSL gelöst sind, bleiben immer noch einige Probleme ungelöst.Although already many problems with such multi-carrier data transmission systems as ADSL solved are still some problems remain unresolved.

Ein mit dieser Mehrträger-Datenübertragung einher gehendes Problem ergibt sich dadurch, dass infolge der Überlagerung sehr vieler Einzelträger sich diese kurzzeitig zu sehr hohen Spitzenwerten im Sendesignal aufaddieren können. Das Verhältnis von Spitzenwert zu Effektivwert wird als Crestfaktor, sein Quadrat als PAR (Peak to Average Ratio) bezeichnet. Speziell bei Mehrträgersystemen wie ADSL kann der Crestfaktor sehr groß – zum Beispiel größer als 6 – werden. Auch wenn diese Spitzenwerte in der sich daraus ergebenden Amplitude sehr selten und typischerweise nur für sehr kurze Zeitdauern vorhanden sind, stellen sie einen großen Nachteil der Mehrträger-Datenübertragung dar.One associated with this multi-carrier data transmission going problem arises from the fact that due to the overlay very many individual carriers These briefly too high peak values in the transmission signal can add up. The relationship from peak to rms is called crest factor, its square referred to as PAR (Peak to Average Ratio). Especially for multi-carrier systems Like ADSL, the crest factor can be very large - for example, larger than 6 - become. Even though these peaks in the resulting amplitude very rare and typically only for very short periods of time, make a big one Disadvantage of multi-carrier data transmission represents.

Ein großer Crestfaktor verursacht verschiedene Probleme im Gesamtsystem der Datenübertragung:
Die maximal mögliche Aussteuerung der Digital/Analog-Wandler und der analogen Schaltungsteile, zum Beispiel Filter und Leitungstreiber, müssen in ihrem Aussteuerbereich und ihrer Dynamik bzw. Auflösung für die maximal vorkommenden Spitzenwerte ausgelegt sein. Das bedeutet, diese Schaltungsteile müssen wesentlich größer dimensioniert sein, als die effektive Aussteuerung. Dies geht mit einer entsprechend hohen Betriebsspannung einher, was unmittelbar auch zu einer hohen Verlustleistung führt. Speziell bei Leitungstreibern, die im Allgemeinen eine nicht zu vernachlässigende Nichtlinearität aufweisen, führt dies zu einer Verzerrung des zu sendenden Signals.
A large crest factor causes various problems in the overall system of data transmission:
The maximum possible modulation of the digital / analog converters and of the analog circuit components, for example filters and line drivers, must be designed in their modulation range and their dynamics or resolution for the maximum occurring peak values. This means that these circuit parts must be dimensioned much larger than the effective modulation. This is accompanied by a correspondingly high operating voltage, which also leads directly to a high power loss. Especially with line drivers, which generally have a non-negligible non-linearity, this leads to a distortion of the signal to be transmitted.

Ein weiteres Problem der Datenübertragung bei hohen Crestfaktoren besteht darin, dass ein sehr hoher Spitzenwert im Sendesignal die maximal mögliche Aussteuerung überschreiten kann. In diesem Falle setzt eine Begrenzung des Sendesignals ein – man spricht hier von einem Clipping. In diesen Fällen repräsentiert das Sendesignal aber nicht mehr die ursprüngliche Sendesignalfolge, so dass es zu Übertragungsfehlern kommt.One Another problem of data transmission High crest factors is that a very high peak in the transmission signal the maximum possible Exceed modulation can. In this case, a limitation of the transmission signal begins - one speaks here from a clipping. In these cases, however, the transmission signal represents no longer the original one Transmission signal sequence, causing it to transmission errors comes.

Aus diesem Grunde besteht bei Mehrträger-Datenübertragungssystemen der Bedarf, solche Spitzenwerte weitestgehend zu unterdrücken oder zu vermeiden. Dieses Problem ist in der Literatur unter dem Begriff Crestfaktor-Reduzierung oder auch PAR-Reduzierung bekannt. Es existieren hier mehrere Lösungsansätze zur Reduzierung des Crestfaktors:
Bei einem bekannten Verfahren werden einige Träger oder Trägerfrequenzen aus dem Mehrträger-Datenübertragungssystem reserviert (typischerweise etwa 5% des Spektrums), die dann nicht mehr für die Datenübertragung zur Verfügung stehen. Das bedeutet, dass diese Träger zunächst zu Null gesetzt werden. Aus diesen reservierten Trägern wird eine Funktion im Zeitbereich mit möglichst hohem, zeitlich schmalen Spitzenwert erzeugt, die das Korrektursignal bzw. den sogenannten Kernel bildet. Iterativ wird dieser Kernel, der lediglich die reservierten Träger belegt, mit einem Amplitudenfaktor gewichtet, der proportional der Differenz von maximalem Spitzenwert und gewünschtem Maximalwert ist und im Zeitbereich vom Sendesignal subtrahiert. Dabei wird der Kernel an die Stelle des entsprechenden Spitzenwertes des Sendesignals, der für den überhöhten Crestfaktor verantwortlich ist, zyklisch verschoben. Der Verschiebungssatz der DFT-Transformation stellt sicher, dass auch nach der Verschiebung nur die reservierten Träger belegt werden.
For this reason, multi-carrier data transmission systems have the need to suppress or avoid such peak values as much as possible. This problem is known in the literature under the term crest factor reduction or PAR reduction. There are several approaches to reduce the crest factor here:
In a known method, some carriers or carrier frequencies are reserved from the multicarrier data transmission system (typically about 5% of the spectrum), which are then no longer available for data transmission. This means that these carriers are initially set to zero. From these reserved carriers, a function in the time domain with the highest possible time-limited peak value is generated, which forms the correction signal or the so-called kernel. Iteratively, this kernel, which occupies only the reserved carriers, is weighted with an amplitude factor that is proportional to the difference of maximum peak and desired maximum value and subtracted from the transmit signal in the time domain. It is the Kernel in place of the corresponding peak value of the transmission signal, which is responsible for the excessive crest factor, cyclically shifted. The shift rate of the DFT transformation ensures that even after the shift, only the reserved carriers are occupied.

Das eben beschriebene Verfahren arbeitet lediglich im Zeitbereich und ist daher durch seine Schnelligkeit und geringe Komplexität gekennzeichnet. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht aber darin, dass nachfolgende Schaltungsteile und Filter für die Bestimmung des Kernels nicht mehr berücksichtigt werden. Diese Filter, die in der Praxis immer vorhanden sind, erhöhen wiederum den Crestfaktor des mit dem Kernel überlagerten Signals und machen damit einen Teil der Crestfaktor-Reduzierung wieder zunichte. Das oben beschriebene Verfahren eignet sich allein schon aus diesem Grunde nicht in der Praxis.The just described method works only in the time domain and is therefore characterized by its speed and low complexity. However, a major disadvantage of this method is that that subsequent circuit parts and filters for the determination of the kernel no longer considered become. These filters, which are always present in practice, in turn increase the crest factor of the signal superimposed with the kernel and make thus negating some of the crest factor reduction. The The method described above is suitable from this alone Not in practice.

In der internationalen Patentanmeldung WO 03/026240 A2 ist ein auf dem vorstehend beschriebenen Verfahren aufbauendes Verfahren beschrieben. Mittels des Korrektursignals werden die hohen Spitzenwerte im zu sendenden Zeitsignal, die für einen zu hohen Crestfaktor verantwortlich sind, iterativ reduziert. Der Vorteil des in der WO 03/026240 A2 beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass für die Erzeugung des Korrektursignals und damit für die Crestfaktor-Reduzierung auch nachfolgende Filterfunktionen berücksichtigt werden, die somit auch nach der Überlagerung mit dem Korrektursignal nicht mehr zu einem überhöhten Crestfaktor in dem zu sendenden Zeitsignal führen können. Zu diesem Zwecke ist in dem Modellpfad der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung ein Modellfilter vorgesehen, das die der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung nachgeschaltete Filterkette nachbildet.In International Patent Application WO 03/026240 A2 is a described method based on the method described above. through of the correction signal, the high peaks in the to be sent Time signal for too high a crest factor, iteratively reduced. The advantage of the method described in WO 03/026240 A2 is that for the generation of the correction signal and thus for the crest factor reduction also subsequent filter functions are taken into account, thus even after the overlay with the correction signal no longer to an excessive crest factor in the to be sent Lead time signal can. For this purpose, in the model path of the crest factor reduction circuit a model filter is provided, which is the circuit of the crest factor reduction downstream Imitates filter chain.

Um nun die der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung nachgeschaltete Filterkette möglichst optimal nachzubilden, wird typischerweise ein Modellfilter möglichst hoher Ordnung verwendet. Ein solches Modellfilter weist eine Vielzahl von Filterkoeffizienten auf. Als Filter können hier rekursive Filter, zum Beispiel ein IIR-Filter (IIR = infinite impulse response), oder nicht-rekursive Filter, zum Beispiel ein FIR-Filter (FIR = finit impulse response), verwendet werden. Sol che Filter lassen sich hardwaremäßig ausbilden oder auch in einem digitalen Signalprozessor implementieren, da hier die Rechenwerke der Prozessoren meist Multiplizierer mit nachgeschalteten Akkumulatoren bereitstellen, mit denen die unmittelbare Ausführung der diskreten Faltung möglich ist. Im Falle eines FIR-Filters höherer Ordnung ist zur Berechnung des Korrektursignals allerdings ein Rechenaufwand erforderlich, der sich im Falle von m Koeffizienten im Wesentlichen aus einer m-fach durchzuführenden Multiplikation ergibt. Multiplikationen erfordern jedoch gegenüber anderen Rechenoperationen einen erhöhten Rechenaufwand. Ein hoher Rechenaufwand reduziert zum einen die Leistungsfähigkeit des gesamten Systems und zum anderen ist hierfür eine entsprechend aufwendige Hardware bereitzustellen, was unmittelbar zu einer Vergrößerung der Chipfläche führt.Around now that of the circuit for crest factor reduction downstream Filter chain as possible optimally replicate, typically a model filter is possible high order used. Such a model filter has a variety of filter coefficients. As a filter here recursive filters, for Example, an IIR filter (IIR = infinite impulse response), or non-recursive filters, for example a finite impulse response (FIR) filter, be used. Such filters can be formed in terms of hardware or implement in a digital signal processor, since here the arithmetic units of the processors mostly multipliers with downstream ones Provide accumulators with which the immediate execution of the discrete folding possible is. In the case of a higher order FIR filter is for calculation the correction signal, however, requires a computational effort, which, in the case of m coefficients, essentially consists of a to be performed m times Multiplication results. However, multiplications require over others Arithmetic operations an increased Computational effort. A high amount of computation reduces the performance on the one hand the entire system and on the other hand, this is a correspondingly complex Hardware, which directly to an increase in the chip area leads.

Ausgehend davon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Rechenaufwand im Modellpfad, insbesondere im Modellfilter, einer Schaltungsanordnung zur Crestfaktor-Reduzierung zu verringern.outgoing thereof is the object of the present invention, the Computing effort in the model path, in particular in the model filter, a circuit arrangement for crest factor reduction too reduce.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine Schaltung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.According to the invention this Task by a method having the features of the claim 1 and a circuit with the features of claim 10 solved.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, dass zur Modellierung der der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung nachgeschalteten Filterkette diese nicht notwendigerweise identisch modelliert werden muss. Für eine Verringerung des Rechenaufwandes hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Filterkette im Signalpfad der Schaltungsanordnung zur Crestfaktor-Reduzierung durch ein geeignetes Ersatzfilter möglichst geringer Ordnung nachzubilden. Sehr häufig ist diese Filterkette im Signalpfad bis zu einer sehr viel höheren, als der im Modellpfad verwendeten Überabtastung definiert. Es empfiehlt sich daher, als Zwischenstufe für eine Modellierung dieser Filterkette eine Unterabtastung der Impulsantwort der Filterkette vorzunehmen und eine Nachbildung mit einem Filtermodell hinreichend hoher Ordnung, jedoch mit geringerer Ordnung als zur exakten Modellierung der Filterkette im Signalpfad zu verwenden.The The idea underlying the present invention is that that for modeling the circuit for crest factor reduction downstream filter chain this not necessarily identical must be modeled. For a reduction in the computational effort has proven to be advantageous the filter chain in the signal path of the circuit arrangement for crest factor reduction by a suitable replacement filter if possible imitate low order. Very common is this filter chain in the signal path up to a much higher, than the model path used oversampling Are defined. It is therefore recommended as an intermediate for a modeling This filter chain subsampling the impulse response of the filter chain make and a replica with a filter model sufficient high order, but with a lower order than for exact modeling to use the filter chain in the signal path.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es im Falle der Crestfaktor-Reduzierung entscheidend für die Qualität des Modellfilters ist, eine möglichst getreue Nachbildung der Zeitbereichseigenschaften, also der Impulsantwort der Filterkette, und nicht des Frequenzgangs der Filterkette selbst vorzunehmen. Es hat sich ferner gezeigt, dass die unmittelbar Band begrenzenden Komponenten in der Filterkette einen dominanten Einfluss auf den Crestfaktor des zu übertragenden Zeitsignals haben. Eine Reduzierung des Modellfilters auf eben diese Komponenten, beispielsweise die Hochpasskomponenten und zumindest die erste Stufe des Tiefpasses, hat nahezu keinen Einfluss auf die Form der Impulsantwort des Filters und somit die Qualität der Crestfaktor-Reduzierung.Of the The present invention is based on the finding that it is in Case of crest factor reduction crucial for the quality of the model filter is one as possible faithful reproduction of the time domain properties, ie the impulse response the filter chain, and not the frequency response of the filter chain itself make. It has also been shown that the immediate band limiting components in the filter chain on a dominant influence the crest factor of the to be transferred Have time signal. A reduction of the model filter to just this Components, such as the high-pass components and at least the first stage of the low pass, has almost no influence on the Shape of the impulse response of the filter and thus the quality of the crest factor reduction.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher zunächst aus der unterabgetasteten Impulsantwort der Filterkette ein Fenster definierter Länge mit dem höchsten Energieinhalt als Approximation entsprechender Länge für das Modellfilter verwendet. In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung werden nicht berücksichtigte Koeffizienten, beispielsweise die ersten Koeffizienten der Impulsantwort der Filterkette, durch Verzögerungsglieder ersetzt oder auch vollständig eliminiert. Der dadurch entstehende Zeitversatz zwischen Modellpfad und Signalpfad beeinflusst die Leistungsfähigkeit des Verfahrens nicht bzw. nur unerheblich. Zusätzlich werden die so erlangten Koeffizienten des Modellfilters auf eine begrenzte Anzahl möglicher Amplitudenwerte quantisiert, so dass sich bei der nachfolgenden Faltungsoperation mehrere Abtastwerte vor der Multiplikation mit dem Filterkoeffizienten addieren lassen. Auf diese Weise verringert sich die Anzahl der Multiplikation pro Abtastschritt erheblich. Bei gleichem Rechenaufwand lässt sich eine deutlich längere Impulsantwort annähern.In the method according to the invention, therefore, initially from the subsampled Im pulse response of the filter chain a window of defined length with the highest energy content is used as an approximation of appropriate length for the model filter. In a very advantageous embodiment, coefficients that are not taken into account, for example the first coefficients of the impulse response of the filter chain, are replaced by delay elements or even completely eliminated. The resulting time offset between model path and signal path does not or only insignificantly influences the performance of the method. In addition, the coefficients of the model filter thus obtained are quantized to a limited number of possible amplitude values, so that in the subsequent convolution operation, several samples can be added before multiplication by the filter coefficient. In this way, the number of multiplication per sampling step is significantly reduced. At the same computational effort, a much longer impulse response can be approximated.

Vorteilhafterweise ist ein sequentiell arbeitendes, nichtrekursives Modellfilter, insbesondere ein FIR-Filter, vorgesehen ist, welches das zu sendende Signal sequentiell abarbeitet.advantageously, is a sequential, non-recursive model filter, in particular a FIR filter is provided, which sequentially transmits the signal to be transmitted executing.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Recheneinheit als programmgesteuerte Einheit, insbesondere als Mikroprozessor oder Mikrocontroller, ausgebildet.In According to an advantageous embodiment, the arithmetic unit is program-controlled Unit, in particular as a microprocessor or microcontroller formed.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmbar.advantageous Embodiments and further developments are the dependent claims and the description with reference to the drawings.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt dabei:The Invention will be described below with reference to the schematic figures The drawings specified embodiments explained in more detail. It shows attended:

1 ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung eines Mehrträger-Übertragungssystems mit erfindungsgemäßem FIR-Modellfilter; 1 a block diagram of a circuit for crest factor reduction of a multi-carrier transmission system with inventive FIR model filter;

2 anhand einer kanonischen Darstellung ein Beispiel einer adaptiven Quantisierung eines FIR-Modellfilters mit 8 Koeffizienten, welches in seiner Komplexität mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auf 3 Multiplikationsschritte reduziert wird; 2 a canonical representation of an example of an adaptive quantization of an FIR model filter with 8 coefficients, which is reduced in its complexity by the method according to the invention to 3 multiplication steps;

3 anhand einer kanonischen Darstellung ein Beispiel für eine adaptive Quantisierung einer Realisierung eines Polyphasen-FIR-Modellfilters bei 2-facher Überabtastung des Eingangssignals; 3 a canonical representation of an example of an adaptive quantization of a realization of a polyphase FIR model filter with 2-fold oversampling of the input signal;

4 ein Vergleich der Impulsantworten im Falle eines FIR-Filters mit 50 Koeffizienten und im Falle einer erfindungsgemäßen Reduzierung auf 5 Multiplikationen pro Polyphase bei 2-facher Überabtastung des Eingangssignals; 4 a comparison of the impulse responses in the case of a FIR filter with 50 coefficients and in the case of a reduction according to the invention to 5 multiplications per polyphase with 2-fold oversampling of the input signal;

5 die Quantisierungsstufen für die erste Polyphasenkomponente (a) und für die zweite Polyphasenkomponente (b). 5 the quantization steps for the first polyphase component (a) and for the second polyphase component (b).

In allen Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente, Signale und Funktionen – sofern nichts anderes angegeben ist – gleich bezeichnet worden.In all figures of the drawing are identical or functionally identical elements, Signals and functions - provided nothing else is indicated - the same Service.

1 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung – nachfolgend als CF-Schaltung bezeichnet – eines Mehrträger-Übertragungssystems mit erfindungsgemäßem FIR-Modellfilter. 1 shows a block diagram of a circuit for crest factor reduction - hereinafter referred to as CF circuit - a multi-carrier transmission system with inventive FIR model filter.

In 1 ist mit Bezugszeichen 1 ein Ausschnitt aus einem Mehrträger-Datenübertragungssystem bezeichnet. Hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise eines solchen Mehrträger-Datenübertragungssystems 1 und insbesondere einer CF-Schaltung wird auf die bereits eingangs erwähnte WO 03/026240 A2 verwiesen, die hinsichtlich dieser Gegenstände vollinhaltlich in die vorliegende Patentanmeldung miteinbezogen wird.In 1 is with reference numerals 1 a section of a multi-carrier data transmission system called. With regard to the structure and operation of such a multi-carrier data transmission system 1 and in particular a CF circuit reference is made to the already mentioned above WO 03/026240 A2, which is fully incorporated with respect to these objects in the present patent application.

In 1 ist lediglich ein Ausschnitt des senderseitigen Übertragungspfads 5 dargestellt, der zwischen einem nicht dargestellten Sender und einer ebenfalls nicht dargestellten Gabelschaltung, die mit der entsprechenden Telefonleitung verbunden ist, angeordnet ist.In 1 is merely a section of the transmitter-side transmission path 5 shown, which is arranged between a transmitter, not shown, and a likewise not shown hybrid circuit which is connected to the corresponding telephone line.

Im Sendepfad 5 des Mehrträger-Datenübertragungssystems sind nacheinander ein IFFT-Modul 2, eine Schaltungsanordnung zur Crestfaktor-Reduzierung 3 und ein Ausgabefilter 4 angeordnet. Dem IFFT-Modul 2 wird von dem Sender ein Eingangssignal X0 zugeführt, welches von dem IFFT-Modul 2 mittels inverser Fourier-Transformation moduliert wird. Das so modulierte Eingangssignal X, welches im Falle einer ADSL-Datenübertragung eine Abtastfrequenz von 2,208 MHz und im Falle einer ADSL+ Datenübertragung eine Abtastfrequenz von 4,416 MHz aufweist, wird der nachgeschalteten CF-Schaltung 3 zugeführt. Die CF-Schaltung 3 erzeugt ein Crestfaktor-reduziertes Ausgangssignal Z, welches dem nachgeschalteten Ausgabefilter 4 zugeführt wird. Nach der Filterung des Crestfaktor-reduzierten Ausgangssignals Z gibt das Ausgabefilter 4 ein Signal Z' aus, welches nach wie vor Crestfaktor-reduziert ist, obwohl durch dieses Ausgabefilter 4 das Ausgangssignal Z verändert wurde und somit die Möglichkeit einer erneuten Erzeugung eines überhöhten Crestfaktors besteht. Dies ist nur möglich durch eine spezielle Ausgestaltung der CF-Schaltung 3, die eben die Einwirkung dieses Filters 4 auf das Ausgabesignal Z mitberücksichtigt, indem es das Ausgabefilter 4 möglichst gut modelliert.In the transmission path 5 of the multicarrier data transmission system are successively an IFFT module 2 , A circuit for crest factor reduction 3 and an output filter 4 arranged. The IFFT module 2 An input signal X0 supplied by the transmitter is supplied by the IFFT module 2 is modulated by inverse Fourier transform. The thus modulated input signal X, which has a sampling frequency of 2.208 MHz in the case of ADSL data transmission and a sampling frequency of 4.416 MHz in the case of ADSL + data transmission, becomes the downstream CF circuit 3 fed. The CF circuit 3 generates a crest factor-reduced output signal Z, which is the downstream output filter 4 is supplied. After filtering the crest factor reduced output signal Z, the output filter is output 4 a signal Z ', which is still Crest-factor reduced, although through this output filter 4 the output signal Z has been changed and thus the possibility of a renewed generation of an excessive crest factor exists. This is only possible by a special design of the CF circuit 3 that just the action of this filter 4 taken into account by the output signal Z by the output filter 4 modeled as well as possible.

Die CF-Schaltung 3 weist zu diesem Zwecke einen Modellpfad 6 auf, der parallel zu einem Teil 5' des Sendepfades 5 angeordnet ist.The CF circuit 3 has a model path for this purpose 6 on, which is parallel to a part 5 ' of the transmission path 5 is arranged.

Der Modellpfad 6 zweigt am Eingang der CF-Schaltung 3 von dem Sendepfad 5' ab, so dass dem Modellpfad 6 ebenfalls das modulierte Eingangssignal X zugeführt wird. Am Anfang des Modellpfads 6 ist ein Überabtastblock 11 vorgesehen, der das ursprüngliche, von den Nutzerdaten gebildete Zeitsignal X L-fach, beispielsweise 2-fach oder 4-fach, überabtastet. Unter Umständen kann auf diesen Überabtastblock 11 auch verzichtet werden.The model path 6 branches at the input of the CF circuit 3 from the transmission path 5 ' off, leaving the model path 6 also the modulated input signal X is supplied. At the beginning of the model path 6 is an oversampling block 11 provided that the original, formed by the user data time signal X L-fold, for example, 2-fold or 4-fold oversampled. You may be able to access this oversampling block 11 also be waived.

Das überabgetastete Signal X' wird einem nachgeschalteten Modellfilter 12 zugeführt. Bei dem Modellfilter 12 handelt es sich um eine Modellierung des Ausgabefilters 4 bzw. sämtlicher, der CF-Schaltung 3 nachgeschalteter Filter 4 bzw. Filterketten. Das Verfahren zur Modellierung dieses Modellfilters 12 wird nachfolgend anhand der 2 bis 5 noch detailliert beschrieben.The oversampled signal X 'becomes a downstream model filter 12 fed. In the model filter 12 it is a modeling of the output filter 4 or all, the CF circuit 3 downstream filter 4 or filter chains. The procedure for modeling this model filter 12 is described below on the basis of 2 to 5 described in detail.

Dem Modellfilter 12 ist eine Recheneinheit 13 nachgeschaltet, die aus dem überabgetasteten und gefilterten Signal die entsprechende Maximalstelle sucht. Dabei wird ein Verfahren beschrieben, das im Wesentlichen dem in der WO 03/026240 A2 sowie dem eingangs beschriebenen Verfahren entspricht. Ausgehend davon werden Korrektursignale YCF erzeugt, beispielsweise dirac-ähnliche Musterfunktionen, die zum Beispiel in einem Speicher abgelegt sind. In der Addiereinrichtung 10 werden diese Korrektursignale YCF im Sendepfadteil 5' mit dem zeitlich geeignet verzögerten Sendesignal X mit geeigneter Gewichtung überlagert. Dabei wird das Korrektursignal YCF zu der entsprechenden Stelle des Zeitsignals X verschoben, an der sich gerade das Maximum befindet. Die Überlagerung erfolgt dann zum Beispiel durch Subtraktion des Korrektursignals YCF von dem entsprechenden Teil des Zeitsignals X in der Addiereinrichtung 10. Das überabgetastete Korrektursignal Y*CF wird in der Addiereinrichtung 16 im Modellpfad 6 mit dem zeitlich geeignet verzögerten Signal Y überlagert.The model filter 12 is an arithmetic unit 13 downstream, which searches from the oversampled and filtered signal the corresponding maximum point. In this case, a method is described which essentially corresponds to that in WO 03/026240 A2 and the method described above. Starting therefrom, correction signals Y CF are generated, for example dirac-like pattern functions, which are stored, for example, in a memory. In the adding device 10 These correction signals Y CF in the transmission path part 5 ' superimposed with the temporally suitably delayed transmission signal X with appropriate weighting. In this case, the correction signal Y CF is shifted to the corresponding point of the time signal X, at which the maximum is currently located. The superimposition is then carried out, for example, by subtracting the correction signal Y CF from the corresponding part of the time signal X in the adder 10 , The oversampled correction signal Y * CF becomes in the adder 16 in the model path 6 superimposed with the temporally suitably delayed signal Y.

Die Rückkopplungspfade 17, 18 im Sendepfadteil 5' und Modellpfad 6 sowie die entsprechenden Schalter 7, 8, 14 dienen der iterativen Behandlung der jeweiligen Signale. Zur Speicherung bzw. zur Pufferung sind die Puffereinrichtungen 9, 15 vorgesehen. Dabei zeigt der Sendepfadteil 5' die iterative Veränderung der nicht überabgetasteten Zeitfunktion X, während der Modellpfad 6 die zugehörige Modifikation im überabgetasteten Zeitraster X' durchführt.The feedback paths 17 . 18 in the send path part 5 ' and model path 6 as well as the appropriate switches 7 . 8th . 14 serve the iterative treatment of the respective signals. For storage or for buffering are the buffer devices 9 . 15 intended. The send path part shows 5 ' the iterative change of the non-oversampled time function X during the model path 6 performs the associated modification in the oversampled time grid X '.

Für die iterative Behandlung der Eingangssignale X enthält der Sendepfadteil 5' einen ersten Schalter 7 (Start), einen zweiten Schalter 8 (Stop), und einen zwischen diesen Schaltern 7, 8 angeordneten Puffer 9 und Additionseinrichtung 10. Die Puffereinrichtung 9 dient der Pufferung, d.h. der Verzögerung des eingangsseitig zugeführten Zeitsignals X, um einer Zeitverzögerung im Modellpfad 6 Rechnung zu tragen sowie für eine Abspeicherung der jeweiligen Zwischenwerte aus der Iteration.For the iterative treatment of the input signals X contains the transmission path part 5 ' a first switch 7 (Start), a second switch 8th (Stop), and one between these switches 7 . 8th arranged buffers 9 and adder 10 , The buffer device 9 serves the buffering, ie the delay of the input side supplied time signal X by a time delay in the model path 6 Account for the storage of the respective intermediate values from the iteration.

Für die iterative Behandlung der überabgetasteten Signale X' ist im Modellpfad 6 ein erster Schalter 14 (Start), eine Puffereinrichtung 15 sowie eine Addiereinrichtung 16 vorgesehen. Die Rechen- und Speichereinheit 13 führt eben das Korrektursignal auch der Addiereinrichtung 16 zu, in der das Korrektursignal Y*CF von dem Zeitsignal Y im Modellpfad subtrahiert wird. Es ergibt sich somit eine zweite Iterationsschleife.For the iterative treatment of the oversampled signals X 'is in the model path 6 a first switch 14 (Start), a buffer device 15 and an adder 16 intended. The computing and storage unit 13 leads just the correction signal and the adder 16 in which the correction signal Y * CF is subtracted from the time signal Y in the model path. This results in a second iteration loop.

Erfindungsgemäß bildet das Modellfilter 12 das Ausgabefilter 4 nicht exakt nach, sondern stellt ein vereinfachtes Modell des Ausgabefilters 4 dar. Die Modellierung dieses Modellfilters 12 wird nachfolgend beschrieben.According to the invention, the model filter forms 12 the output filter 4 not exactly after, but provides a simplified model of the output filter 4 dar. The modeling of this model filter 12 is described below.

Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass das Modellfilter 12 ein nicht-rekursives Filter, insbesondere ein FIR-Filter, ist.The following assumes that the model filter 12 a non-recursive filter, especially an FIR filter.

In einem ersten Approximationsabschnitt wird aus der tatsächlichen Impulsantwort des Ausgabefilters 4, welches durchaus auch rekursiven Charakter besitzen kann, wie bereits eingangs beschrieben, ein Fenster der Länge M herausgeschnitten, welches den größeren Energieinhalt aufweist.In a first approximation section, the actual impulse response of the output filter is determined 4 , which may well have recursive character, as already described above, cut out a window of length M, which has the greater energy content.

Ziel der weiteren Vereinfachung des Modellfilters 12 ist es, bei einer Realisierung eines Modellfilters 12 mit M Koeffizienten g = [g0, g1, ... gM–1]T die Anzahl der notwendigen Multiplikationen pro Filterschritt erheblich zu reduzieren. Dafür wird ein Set von K << M adaptiver Quantisierungsstufen L = {l0, l1, ...,lK–1} definiert, aus denen sich ein Näherungsfilter (Modellfilter 12) mit den Filterkoeffizienten ḡ = [ḡ0, ḡ1, ..., ḡM–1]T mit |ḡi| ∈ L konstruieren lässt, welches somit pro Filterschritt nur noch k Multiplikationen erfordert. Die einzelnen Quantisierungsstufen lk werden im folgenden Optimierungsschritt

Figure 00120001
an die Koeffizienten des Ausgangsfilters 4 angepasst.Aim of further simplification of the model filter 12 is it, in a realization of a model filter 12 with M coefficients g = [g 0 , g 1 , ... g M-1 ] T significantly reduce the number of multiplications required per filter step. For this, a set of K << M adaptive quantization levels is used L = {l 0 , l 1 , ..., l K-1 } defined, which make up a proximity filter (model filter 12 ) with the filter coefficients ḡ = [ḡ 0 , ḡ 1 , ..., ḡ M-1 ] T with | ḡ i | ∈ L, which thus requires only k multiplications per filter step. The individual quantization stages I k are in the following optimization step
Figure 00120001
to the coefficients of the output filter 4 customized.

Das Prinzip dieser Vereinfachung ist in der kanonischen Darstellung in 2 grafisch dargestellt worden, wobei 2(a) das Filter in der Ausgangssituation (nicht optimiert) darstellt und 2(b) das hinsichtlich der Anzahl der Multiplikationen reduzierte optimierte Filter bezeichnet. Wie zu erkennen ist, verringert sich die Anzahl der notwendigen Additionen nicht bzw. nur dann, wenn einige der Koeffizienten zu Null quantisiert werden.The principle of this simplification is in the canonical representation in 2 graphed, where 2 (a) represents the filter in the initial situation (not optimized) and 2 B) denotes the optimized filter reduced in number of multiplications. As can be seen, the number of necessary additions does not decrease, or only when some of the coefficients are quantized to zero.

Im Falle eines überabgetasteten Eingangssignals X ist eine effiziente Polyphasenrealisierung des Modellfilters 12 als praktische Implementierung wünschenswert. Je nach Art der Realisierung ist es unter Umständen notwendig, die adaptive Quantisierung getrennt auf die einzelnen Polyphasenfilter gm anzuwenden und dabei die Anzahl der Quantisierungsstufen für die jeweiligen Sets Lm konstant zu halten, um eine gleichmäßige Auslastung der Hardware zu gewährleisten. Dies ist beispielhaft in 3 für eine zweifache Überabtastung dargestellt.In the case of an oversampled input signal X is an efficient polyphase realization of the model filter 12 as a practical implementation desirable. Depending on the type of implementation, it may be necessary to apply the adaptive quantization separately to the individual polyphase filters g m and to keep the number of quantization steps for the respective sets L m constant in order to ensure a uniform utilization of the hardware. This is exemplary in 3 shown for a double oversampling.

Die Form der vereinfachten FIR-Realisierung des Modellfilters in 3 hat sich für die Crestfaktor-Reduzierung als sehr effizient erwiesen. Da in erster Linie die Zeitbereichseigen schaften des Modellfilters 12 und hier speziell die Positionen der Spitzenwerte von besonderer Wichtigkeit sind, lassen sich die Koeffizienten ohne signifikanten Performance-Verlust sehr grob quantisieren. Vorteilhafterweise können dabei auch mehrere Koeffizienten zu Null quantisiert werden, was den Rechenaufwand zusätzlich verringert.The form of the simplified FIR realization of the model filter in 3 has proven to be very efficient for crest factor reduction. First of all, the time domain properties of the model filter 12 and in particular the positions of the peak values are of particular importance, the coefficients can be very roughly quantized without significant performance loss. Advantageously, several coefficients can also be quantized to zero, which additionally reduces the computational effort.

In 4 ist beispielhaft die Impulsantwort IA eines Modellfilters 12 mit 50 Koeffizienten (n) dargestellt (A), bei dem unter der Annahme eines 2-fach überabgetasteten Eingangssignals X die Anzahl der Multiplikationen pro Polyphase von ursprünglich 25 auf 5 reduziert ist (B). Die 5 zeigt die Zuordnung der einzelnen Koeffizienten der Polyphasenkomponenten zu den jeweiligen Quantisierungsstufen. 5(a) zeigt die Quantisierungsstufen für die erste Polyphasenkomponente l0i (gerade Koeffizienten) und 5(b) zeigt die Quantisierungsstufen für die zweite Polyphasenkomponente l1i (ungerade Koeffizienten; 5(b)).In 4 is an example of the impulse response IA of a model filter 12 with 50 coefficients (n), in which, assuming a 2-times oversampled input signal X, the number of multiplications per polyphase is reduced from the original 25 to 5 (B). The 5 shows the assignment of the individual coefficients of the polyphase components to the respective quantization levels. 5 (a) shows the quantization steps for the first polyphase component I 0i (even coefficients) and 5 (b) shows the quantization steps for the second polyphase component l 1i (odd coefficients; 5 (b) ).

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.Even though the present invention above based on preferred embodiments It is not limited to this, but in many ways modifiable.

Insbesondere ist die Erfindung nicht auf die vorstehenden Datenübertragungssysteme und Verfahren beschränkt, sondern lässt sich zum Zwecke der Crestfaktor-Reduzierung auf sämtliche, auf Multiträger-Datenübertragung basierende Systeme und Verfahren erweitern. Insbesondere sei die Erfindung nicht auf eine ADSL-Datenübertragung beschränkt, sondern lässt sich auf sämtliche xDSL-Datenübertragungen erweitern. Denkbar sind auch mobile Anwendungen wie DAB (= Digital Audio Broadcasting), DVB-T (= Digital Video Broadcasting-Terrestrial) oder OFDM-basierte WLAN-Anwendungen (Wireless Local Area Network).Especially the invention is not limited to the above data transmission systems and methods limited but lets for the purpose of crest factor reduction to all, on multi-carrier data transmission Expand based systems and procedures. In particular, be the Invention is not limited to ADSL data transmission, but let yourself on all xDSL data transmissions expand. Also conceivable are mobile applications such as DAB (= Digital Audio Broadcasting), DVB-T (= Digital Video Broadcasting-Terrestrial) or OFDM-based wireless local area network (WLAN) applications.

Wenngleich die Erfindung vorstehend anhand von FIR-Filtern beschrieben wurde, sei sie nicht darauf beschränkt, sondern ist auf alle möglichen nicht-rekursiven Filter oder Transversalfilter erweiterbar. Auch sind die angegebenen Zahlenbeispiele für die Anzahl der Filterkoeffizienten bzw. die Anzahl der reduzierten Multiplikationsschritte nur beispielhaft zu verstehen und können selbstverständlich im Rahmen der Erfindung beliebig variiert werden. Wesentlich ist lediglich, dass im Falle des erfindungsgemäßen Modellierungsverfahrens die Anzahl der im Modellfilter durchgeführten Multiplikationsschritte sich gegenüber der Anzahl der Koeffizienten bzw. der ursprünglich erforderlichen Multiplikationsschritte signifikant reduziert.Although the invention has been described above with reference to FIR filters, do not be limited to but is on all possible non-recursives Expandable filter or transversal filter. Also, the specified Numerical examples for the Number of filter coefficients or the number of reduced multiplication steps only to be understood as an example and can, of course, in Be varied as desired within the scope of the invention. It is only essential in the case of the modeling method according to the invention the number of multiplication steps performed in the model filter opposite the number of coefficients or the multiplication steps originally required significantly reduced.

Auch sei die Erfindung nicht ausschließlich auf die angegebenen Hochpassfilter, Bandpassfilter oder Tiefpassfilter beschränkt, sondern lassen sich auf wie auch immer ausgebildete Filtertypen erweitern.Also the invention is not limited to the specified high-pass filters, Bandpass filter or low pass filter limited, but can be on however, expand any trained filter types.

Insbesondere sei die Erfindung nicht auf die vorstehenden Zahlenangaben beschränkt, sondern lässt sich im Rahmen der Erfindung und des fachmännischen Wissens in beliebiger Weise abändern.Especially the invention is not limited to the above figures, but can be in the context of the invention and the expert knowledge in arbitrary Modify way.

Es versteht sich, dass die Elemente der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung sowie die angegebenen IFFT-Module und Filter herkömmliche Hardware-Komponenten sind, die aber auch Softwaremäßig realisiert werden können.It It is understood that the elements of the crest factor reduction circuit as well as the specified IFFT modules and filters conventional hardware components are, but also implemented software can be.

Auch sei die Erfindung nicht notwendigerweise auf eine 2-fache oder 4-fache Überabtastung des zu sendenden Datensignals beschränkt. Vielmehr kann auch vorgesehen sein, dass hier keine Überabtastung, sogar eine Unterabtastung oder eine beliebig hohe Überabtastung stattfindet.Also The invention is not necessarily a 2-fold or 4-fold oversampling limited to the data signal to be sent. Rather, it can also be provided be that there is no oversampling, even an undersampling or an arbitrarily high oversampling takes place.

11
Mehrträger-DatenübertragungssystemMulti-carrier data transmission system
22
IFFT-ModulIFFT module
33
Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung, CF-Schaltungcircuit for crest factor reduction, CF circuit
44
Ausgabefilter, nachgeschaltete FilterketteOutput filter, downstream filter chain
55
Sendepfadtransmission path
5'5 '
Teil des Sendepfadespart of the transmission path
66
Modellpfadmodel path
77
Schalterswitch
88th
Schalterswitch
99
Puffereinrichtung, SpeicherBuffer means, Storage
1010
Addiereinrichtungadder
1111
Block zur Überabtastungblock for oversampling
1212
Modellfiltermodel filter
1313
Rechen- und SpeichereinheitRake- and storage unit
1414
Schalterswitch
1515
Puffereinrichtung, SpeicherBuffer means, Storage
1616
Addiereinrichtungadder
1717
IterationspfadIterationspfad
1818
IterationspfadIterationspfad
X0X0
Eingangssignalinput
XX
(IFFT moduliertes) Eingangssignal(IFFT modulated) input signal
X'X '
(überabgetastetes, moduliertes) Eingangssignal(Oversampled, modulated) input signal
YY
gefiltertes Signalfiltered signal
ZZ
Ausgangssignaloutput
Z'Z '
gefiltertes Ausgangssignalfiltered output
YCF Y CF
Korrektursignal für den Sendepfadcorrection signal for the transmission path
Y*CF Y * CF
überabgetastetes Korrektursignal für den Modellpfadoversampled Correction signal for the model path

Claims (15)

Verfahren zur Modellierung eines optimierten Modellfilters (12), welches in einem Modellpfad (6) einer Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung (3) eines Multiträger-Datenübertragungssystems (1) angeordnet ist, mit den Verfahrensschritten: (a) Ein nicht-rekursives Modellfilter (12) mit einer ersten Anzahl (M) von Koeffizienten, welches eine der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung (3) nachgeschaltete Filterkette (4) nachbildet, wird bereitgestellt; (b) Die Impulsantwort der Filterkette (4) wird bestimmt; (c) Aus der im Verfahrensschritt (b) bestimmten Impulsantwort werden anhand eines Fensters definierter Länge M, in welchem die Impulsantwort den höchsten Energieinhalt aufweist, durch Approximation Filterkoeffizienten für ein optimiertes Modellfilter (12) bestimmt.Method for modeling an optimized model filter ( 12 ), which in a model path ( 6 ) a circuit for crest factor reduction ( 3 ) of a multi-carrier data transmission system ( 1 ), with the method steps: (a) a non-recursive model filter ( 12 ) having a first number (M) of coefficients which one of the crest factor reduction circuits ( 3 ) downstream filter chain ( 4 ) is provided; (b) The impulse response of the filter chain ( 4 ) is determined; (c) From the impulse response determined in method step (b), filter coefficients for an optimized model filter are determined by approximation of a window of defined length M in which the impulse response has the highest energy content. 12 ) certainly. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verfahrensschritt (c) die so approximierten Filterkoeffizienten auf eine zweite Anzahl (K) möglicher Amplitudenwerte der Filterkoeffizienten quantisiert werden, wobei die zweite Anzahl (K) kleiner als die erste Anzahl (M) ist und die Anzahl der von dem optimierten Modellfilter (12) vorzunehmenden Multiplikationen pro Filterschritt bezeichnet.Method according to Claim 1, characterized in that, after method step (c), the filter coefficients thus approximated are quantized to a second number (K) of possible amplitude values of the filter coefficients, the second number (K) being smaller than the first number (M) and the number of optimized model filters ( 12 ) multiplications per filter step. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bestimmung der Impulsantwort im Verfahrensschritt (b) lediglich die Bandbegrenzenden Elemente der Filterkette, insbesondere der Hochpassanteil und/oder die erste Stufe des Tiefpasses, berücksichtigt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized marked that for the determination of the impulse response in method step (b) only the Bandbegrenzenden elements of the filter chain, in particular the High-pass component and / or the first stage of the low-pass, taken into account become. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Quantisierung der Filterkoeffizienten adaptive Quantisierungsstufen definiert werden, aus denen sich das optimierte Modellfilter (12) ableiten lässt, welche eine Näherung des nicht-rekursiven Modellfilters (12) ist und welches pro Filterschritt eine zweite Anzahl (K) an Multiplikationen aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the quantization of the filter coefficients adaptive quantization levels are defined, from which the optimized model filter ( 12 ), which approximates the non-recursive model filter ( 12 ) and which has a second number (K) of multiplications per filtering step. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Optimierung der Koeffizienten des optimierten Modellfilters (12) jeweils eine Quantisierungsstufe entsprechend an die Koeffizienten des nicht-rekursiven Modellfilters (12) angepasst wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in order to optimize the coefficients of the optimized model filter ( 12 ) each have a quantization step corresponding to the coefficients of the non-recursive model filter ( 12 ) is adjusted. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Filterkoeffizienten der Filterkette (4), die außerhalb des Fensters liegen, durch Verzögerungsglieder ersetzt werden und/oder zu Null gesetzt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that filter coefficients of the filter chain ( 4 ), which are outside the window, are replaced by delays and / or set to zero. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Überabtastung des Sendesignals (X) das optimierte Modellfilter (12) als ein Block von Polyphasenfiltern implementiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that when an oversampling of the transmission signal (X) the optimized model filter ( 12 ) is implemented as a block of polyphase filters. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die adaptive Quantisierung getrennt auf die einzelnen Polyphasenfilter angewendet werden und die Anzahl der Quantisierungsstufen pro Polyphasenfilter im Vergleich zu einem Filter ohne Überabtastung gleich gehalten wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the adaptive quantization is separate to the single polyphase filter and the number of quantization levels per polyphase filter compared to a filter without oversampling is held equal. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu sendende Datensymbol eine Funktion einer Vielzahl von innerhalb eines vorgegebenen Datenrahmens vorgesehener Signale ist und jedes dieser Signale einem Träger zugeordnet ist, wobei jeder Träger jeweils mindestens eine Frequenz aus einem Sendedatenspektrum belegt, wobei zumindest ein Träger reserviert ist, der nicht für die Datenübertragung vorgesehen ist.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the data symbol to be sent is a function of a Variety of provided within a given data frame signals and each of these signals is assigned to a carrier, each one carrier each occupied at least one frequency from a transmission data spectrum, being at least one carrier reserved, not for the data transmission is provided. Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung (3), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, die sendeseitig in einem Mehrträger-Datenübertragungssystems (1) angeordnet ist, (A) mit einem Sendepfad (5) mit einem zu sendenden Signal (X) , (B) mit einem parallel zu einem Abschnitt des Sendepfades (5') angeordneten Modellpfad (6), in dem ein nicht-rekursives Modellfilter (12) angeordnet ist, dem das zu sendende Signal (X) zuführbar ist, welches die Charakteristik einer der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung (3) nachgeschalteten Filterkette (4) nachbildet, welches eine erste Anzahl (M) an Filterkoeffizienten aufweist, wobei die erste Anzahl geringer ist als die Anzahl der Filterkoeffizienten für eine exakte Nachbildung der Filterkette (4), mit einer dem Modellfilter (12) nachgeschalteten Recheneinheit (13), der ein vom Modellfilter (12) gefiltertes Signal (Y) zuführbar ist, die abhängig davon ein Korrektursignal (YCF) erzeugt, (C) mit einer Subtrahiereinrichtung (10), die ausgangsseitig mit dem Modellpfad (6) und dem Sendepfad (5) verbunden ist und die zur Reduzierung des Crestfaktors in dem zu sendenden Signal (X) das Korrektursignal (YCF) davon abzieht.Circuit for crest factor reduction ( 3 ), in particular for carrying out a method according to one of the preceding claims, the sen detached in a multi-carrier data transmission system ( 1 ) is arranged, (A) with a transmission path ( 5 ) with a signal (X) to be transmitted, (B) with a signal parallel to a section of the transmission path ( 5 ' ) model path ( 6 ), in which a non-recursive model filter ( 12 ), to which the signal (X) to be transmitted can be fed, which determines the characteristic of one of the circuits for crest factor reduction ( 3 ) downstream filter chain ( 4 ), which has a first number (M) of filter coefficients, the first number being less than the number of filter coefficients for an exact replica of the filter chain ( 4 ), with a model filter ( 12 ) downstream processing unit ( 13 ), one of the model filter ( 12 ) filtered signal (Y), which generates a correction signal (Y CF ) dependent thereon, (C) with a subtracting device ( 10 ), the output side with the model path ( 6 ) and the transmission path ( 5 ) and which subtracts the correction signal (Y CF ) therefrom to reduce the crest factor in the signal (X) to be transmitted. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, tursignals (YCF) für den Sendepfad (5) und des Korrektursignals (Y*CF) für den Modellpfad (6) aufweisen.Circuit according to Claim 10, characterized in that the signal (Y CF ) for the transmission path ( 5 ) and the correction signal (Y * CF ) for the model path ( 6 ) exhibit. Schaltung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Modellpfad (6) eine Einheit (11) zum Überabtasten vorgesehen ist, die vor dem Modellfilter (12) angeordnet ist und die eine Überabtastung des zu sendenden Signals (X) vornimmt.Circuit according to one of Claims 10 or 11, characterized in that in the model path ( 6 ) one unity ( 11 ) is provided for oversampling, which before the model filter ( 12 ) is arranged and which performs an oversampling of the signal to be transmitted (X). Schaltung nach einem der Ansprüche 10–12, dadurch gekennzeichnet, dass Verzögerungsglieder vorgesehen sind, welche nicht im Modellfilter (12) verwendeten Filterkoeffizienten, welche außerhalb des Fensters und zeitlich davor liegen, ersetzen.Circuit according to one of claims 10-12, characterized in that delay elements are provided which are not in the model filter ( 12 ) replace filter coefficients that are outside the window and before it. Schaltung nach einem der Ansprüche 10–13, dadurch gekennzeichnet, dass ein sequentiell arbeitendes, nicht-rekursives Modellfilter (12), insbesondere ein FIR-Filter, vorgesehen ist, welches das zu sendende Signal (X) sequentiell abarbeitet.Circuit according to one of Claims 10-13, characterized in that a sequentially operating, non-recursive model filter ( 12 ), in particular a FIR filter, is provided which processes the signal (X) to be transmitted sequentially. Schaltung nach einem der Ansprüche 10–14, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (13) als programmgesteuerte Einheit, insbesondere als Mikroprozessor oder Mikrocontroller, ausgebildet ist.Circuit according to one of claims 10-14, characterized in that the arithmetic unit ( 13 ) is designed as a program-controlled unit, in particular as a microprocessor or microcontroller.
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