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DE10325835B4 - Method for modeling a model filter and circuit - Google Patents

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DE10325835B4
DE10325835B4 DE2003125835 DE10325835A DE10325835B4 DE 10325835 B4 DE10325835 B4 DE 10325835B4 DE 2003125835 DE2003125835 DE 2003125835 DE 10325835 A DE10325835 A DE 10325835A DE 10325835 B4 DE10325835 B4 DE 10325835B4
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Germany
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filter
model
signal
coefficients
path
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DE2003125835
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German (de)
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DE10325835A1 (en
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Werner Henkel
Dietmar Sträussnigg
Steffen Trautmann
Axel Clausen
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Intel Corp
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Lantiq Deutschland GmbH
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Abstract

Das erfindungsgemaße Verfahren weist folgende Verfahrensschritte auf: (a) Ein nicht-rekursives Modellfilter mit einer ersten Anzahl von Koeffizienten, welches eine der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung nachgeschaltete Filterkette nachbildet, wird bereitgestellt; (b) Die Impulsantwort der Filterkette wird bestimmt; (c) Aus der im Verfahrensschritt (b) bestimmten Impulsantwort werden anhand eines Fensters definierter Lange, in welchem die Impulsantwort den höchsten Energieinhalt aufweist, durch Approximation Filterkoeffizienten für ein optimiertes Modellfilter bestimmt. Die Erfindung betrifft ferner eine Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung, die ein solches Modellfilter aufweist.The method according to the invention has the following method steps: (a) A non-recursive model filter with a first number of coefficients, which simulates a filter chain connected downstream of the circuit for crest factor reduction, is provided; (b) The impulse response of the filter chain is determined; (c) From the impulse response determined in method step (b), filter coefficients for an optimized model filter are determined by approximation using a window of defined length in which the impulse response has the highest energy content. The invention also relates to a circuit for crest factor reduction which has such a model filter.

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 invention relates to a method for modeling an optimized model filter, which is arranged in a model path of a circuit for crest factor reduction of a multi-carrier data transmission system. The invention further relates to a circuit for crest factor reduction.

In der modernen Telekommunikation spielt die hochbitratige Datenubertragung 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 telecommunications, the high-bit rate data transmission on a subscriber line plays an increasingly important role, in particular because it promises itself a larger usable bandwidth of the data to be transmitted combined with a bidirectional data communication.

Eine Technik, die in jüngster Zeit immer mehr an Bedeutung gewinnt, ist die sogenannte Mehrtrager-Datenubertragung, die auch als ”Multi-Carrier”-Übertragung, als „Discrete Multitone (DMT)” Ubertragung oder als „Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)” Ubertragung bekannt ist. Eine solche Datenübertragung wird beispielsweise bei leitergebundenen Systemen, aber auch im Funkbereich, für Broadcast-Systeme und fur den Zugang zu Datennetzen verwendet. Solche Systeme zur Ubertragung von Daten mit Mehrtragerübertragung verwenden eine Vielzahl von Tragerfrequenzen, wobei für die Datenübertragung der zu ubertragende Datenstrom in viele parallele Teilströme zerlegt wird, welche im Frequenzmultiplex unabhängig voneinander übertragen werden. Diese Teilströme werden auch als Einzeltrager bezeichnet.One technology that has become increasingly important in recent times is the so-called multi-carrier data transmission, which is also known as "multi-carrier" transmission, as "Discrete Multitone (DMT)" transmission or as "Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). "Transmission is known. Such a data transmission is used, for example, in line-connected systems, but also in the radio sector, for broadcast systems and for access to data networks. Such systems for the transmission of data with multi-carrier transmission use a multiplicity of carrier frequencies, wherein for the data transmission the data stream to be transmitted is split up into many parallel sub-streams which are transmitted in frequency multiplex independently of one another. These substreams are also referred to as Einzeltrager.

Ein Vertreter der Mehrträger-Datenübertragung ist die ADSL-Technik, wobei ADSL für „Asymmetric Digital Subscriber Line” steht. Mit ADSL ist eine Technik bezeichnet, die die Übertragung eines hochbitratigen Bitstromes von einer Zentrale zum Teilnehmer und eines niederbitratigen, vom Teilnehmer zu einer Zentrale fuhrenden Bitstromes erlaubt. Bei dieser Technik wird die Telekommunikationsleitung in zumindest einen Kanal fur herkommliche Telefondienste (also Sprachubertragung) und mindestens einen weiteren Kanal fur die Datenubertragung unterteilt.One representative of the multi-carrier data transmission is the ADSL technology, where ADSL stands for "Asymmetric Digital Subscriber Line". ADSL refers to a technique that allows the transmission of a high bit-rate bit stream from a central office to the subscriber and a bit rate bit stream passing from the subscriber to a central office. In this technique, the telecommunication line is divided into at least one channel for conventional telephone services (ie voice transmission) and at least one other channel for data transmission.

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

Ein mit dieser Mehrtrager-Datenubertragung einher gehendes Problem ergibt sich dadurch, dass infolge der Uberlagerung sehr vieler Einzeltrager sich diese kurzzeitig zu sehr hohen Spitzenwerten im Sendesignal aufaddieren konnen. Das Verhaltnis von Spitzenwert zu Effektivwert wird als Crestfaktor, sein Quadrat als PAR (Peak to Average Ratio) bezeichnet. Speziell bei Mehrtragersystemen wie ADSL kann der Crestfaktor sehr groß – zum Beispiel großer 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-Datenubertragung dar.A problem associated with this multi-carrier data transmission results from the fact that as a result of the superimposition of very many individual carriers, these can briefly add up to very high peak values in the transmission signal. The peak-to-rms ratio is called the crest factor, and its square is called the PAR (Peak to Average Ratio). Especially with multi-carrier systems such as ADSL, the crest factor can become very large - for example greater than 6. Even though these peak values are very rarely present in the resulting amplitude and typically only for very short periods of time, they represent a major disadvantage of multicarrier data transmission.

Ein großer Crestfaktor verursacht verschiedene Probleme im Gesamtsystem der Datenübertragung:
Die maximal mogliche Aussteuerung der Digital/Analog-Wandler und der analogen Schaltungsteile, zum Beispiel Filter und Leitungstreiber, müssen in ihrem Aussteuerbereich und ihrer Dynamik bzw. Auflösung fur die maximal vorkommenden Spitzenwerte ausgelegt sein. Das bedeutet, diese Schaltungsteile mussen 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 Nichtlinearitat 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 parts, 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 Datenubertragung bei hohen Crestfaktoren besteht darin, dass ein sehr hoher Spitzenwert im Sendesignal die maximal mögliche Aussteuerung uberschreiten kann. In diesem Falle setzt eine Begrenzung des Sendesignals ein – man spricht hier von einem Clipping. In diesen Fallen repräsentiert das Sendesignal aber nicht mehr die ursprüngliche Sendesignalfolge, so dass es zu Ubertragungsfehlern kommt.Another problem of data transmission at high crest factors is that a very high peak in the transmit signal may exceed the maximum possible modulation. In this case, a limitation of the transmission signal sets in - this is called a clipping. In these cases, however, the transmission signal no longer represents the original transmission signal sequence, so that transmission errors occur.

Aus diesem Grunde besteht bei Mehrträger-Datenubertragungssystemen 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 Losungsansatze zur Reduzierung des Crestfaktors:
Bei einem bekannten Verfahren werden einige Trager oder Tragerfrequenzen aus dem Mehrtrager-Datenübertragungssystem reserviert (typischerweise etwa 5% des Spektrums), die dann nicht mehr fur die Datenubertragung zur Verfugung stehen. Das bedeutet, dass diese Träger zunachst zu Null gesetzt werden. Aus diesen reservierten Tragern wird eine Funktion im Zeitbereich mit moglichst hohem, zeitlich schmalen Spitzenwert erzeugt, die das Korrektursignal bzw. den sogenannten Kernel bildet. Iterativ wird dieser Kernel, der lediglich die reservierten Trager 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 fur den überhohten Crestfaktor verantwortlich ist, zyklisch verschoben. Der Verschiebungssatz der DFT-Transformation stellt sicher, dass auch nach der Verschiebung nur die reservierten Trager belegt werden.
For this reason, in multi-carrier data transmission systems there is a 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 reducing the crest factor here:
In a known method, some carriers or carrier frequencies are reserved from the multi-carrier 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, temporally narrow 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 proportional to the difference of maximum peak and desired maximum value and subtracted from the transmit signal in the time domain. In this case, the kernel is substituted for the corresponding peak value of the transmission signal used for the excessive crest factor is responsible, shifted cyclically. The shift rate of the DFT transformation ensures that only the reserved carriers are occupied even after the shift.

Das eben beschriebene Verfahren arbeitet lediglich im Zeitbereich und ist daher durch seine Schnelligkeit und geringe Komplexitat gekennzeichnet. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht aber darin, dass nachfolgende Schaltungsteile und Filter fur 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 für die Praxis.The method just described operates only in the time domain and is therefore characterized by its speed and low complexity. However, a significant disadvantage of this method is that subsequent circuit parts and filters for the determination of the kernel are no longer taken into account. These filters, which are always present in practice, in turn increase the crest factor of the signal superimposed on the kernel and thus cancel out part of the crest factor reduction. For this reason alone, the method described above is not suitable for 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 the international patent application WO 03/026240 A2 a method based on the method described above is described. By means of the correction signal, the high peak values in the time signal to be transmitted, which are responsible for a too high crest factor, are 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 and subsequent filter functions are taken into account, which thus no longer to an excessive crest factor in after the overlay with the correction signal can lead to the time signal to be sent. For this purpose, a model filter is provided in the model path of the circuit for crest factor reduction, which simulates the downstream of the circuit for crest factor reduction 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. Solche 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.In order to optimally emulate the filter chain downstream of the circuit for reducing the crest factor, a model filter of the highest possible order is typically used. Such a model filter has a multiplicity of filter coefficients. Here, recursive filters, for example an IIR filter (IIR = infinite impulse response), or non-recursive filters, for example a finite impulse response (FIR) filter, can be used as filters. Such filters can be formed in terms of hardware or implemented in a digital signal processor, since here the arithmetic units of the processors usually provide multipliers with downstream accumulators, with which the immediate execution of the discrete convolution is possible. In the case of a higher-order FIR filter, however, calculation of the correction signal requires a computational effort which, in the case of m coefficients, results essentially from multiplication to be performed m times. However, multiplications require more computational effort than other computational operations. On the one hand, a high computational effort reduces the performance of the entire system and, on the other hand, a correspondingly complex hardware is required for this, which leads directly to an increase in the chip area.

In der internationalen Patentanmeldung WO 01/82547 A1 ist ein Spread-Spectrum-Datenübertragungssystem beschrieben. Dieses Datenübertragungssystem weist ein nicht-rekursives Modellfilter mit einer vorgegebenen Anzahl von Koeffizienten, die ein nachgeschaltetes Filter nachbilden, auf, wobei die Impulsantwort dieses nachgeschalteten Filters bestimmt wird. Das Datenübertragungssystem arbeitet ”sample-basiert”, also basierend auf Abtastwerte. Ferner arbeitet das dort beschriebene Datenübertragungssystem nicht völlig verzerrungsfrei, da eine gewisse Amplitudenverzerrung des gesendeten Signals unvermeidbar ist.In the international patent application WO 01/82547 A1 a spread spectrum data transmission system is described. This data transmission system comprises a non-recursive model filter with a predetermined number of coefficients that mimic a downstream filter, wherein the impulse response of this downstream filter is determined. The data transmission system works "sample-based", ie based on samples. Furthermore, the data transmission system described there does not work completely without distortion, since a certain amplitude distortion of the transmitted signal is unavoidable.

Ferner wird in der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 55 687 A1 ein weiteres Verfahren zur Verringerung des Crestfaktors eines Multiträgersignals offenbart, in dem eine Korrekturgröße für das Ausgangssignal mit Hilfe eines Schätzwertes für das Signalmaximum berechnet wird.Furthermore, in the German Offenlegungsschrift DE 102 55 687 A1 discloses another method of reducing the crest factor of a multi-carrier signal by calculating a correction quantity for the output signal using a maximum signal estimate.

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

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine Schaltung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and a circuit having the features of patent claim 9.

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 idea underlying the present invention is that for modeling the filter chain downstream of the circuit for reducing the crest factor, the latter need not necessarily be modeled identically. For a reduction of the computational effort, it has proven to be advantageous to emulate the filter chain in the signal path of the circuit arrangement for crest factor reduction by a suitable replacement filter as small as possible order. Very often, this filter chain is defined in the signal path up to a much higher than the oversampling used in the model path. It is therefore advisable to undertake an undersampling of the impulse response of the filter chain as an intermediate stage for a modeling of this filter chain and to use a replica with a filter model of sufficiently high order, but with a lower order than for the exact modeling of the filter chain in the signal path.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es im Falle der Crestfaktor-Reduzierung entscheidend fur 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 Qualitat der Crestfaktor-Reduzierung.The present invention is based on the finding that in the case of the crest factor Reduction is crucial for the quality of the model filter to perform a faithful reproduction of the time domain characteristics, so the impulse response of the filter chain, and not the frequency response of the filter chain itself. It has also been shown that the components directly limiting the band in the filter chain have a dominant influence on the crest factor of the time signal to be transmitted. A reduction of the model filter to precisely these components, for example the high-pass components and at least the first stage of the low-pass filter, has virtually 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 vollstandig 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, first a window of defined length with the highest energy content is used as an approximation of corresponding length for the model filter from the sub-sampled impulse response of the filter chain. In a very advantageous embodiment, coefficients which 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, a sequentially operating, non-recursive model filter, in particular a FIR filter, is provided, which processes the signal to be transmitted sequentially.

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

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 explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figures of the drawing. It shows:

1 ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung eines Mehrtrager-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 Komplexitat 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 means of the inventive method to 3 multiplication steps;

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

4 ein Vergleich der Impulsantworten im Falle eines FIR-Filters mit 50 Koeffizienten und im Falle einer erfindungsgemaßen Reduzierung auf 5 Multiplikationen pro Polyphase bei 2-facher Uberabtastung des Eingangssignals; 4 a comparison of the impulse responses in the case of an 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 fur 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, the same or functionally identical elements, signals and functions - unless otherwise indicated - have been designated the same.

1 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung – nachfolgend als CF-Schaltung bezeichnet – eines Mehrtrager-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 Mehrtrager-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 is to those already mentioned above WO 03/026240 A2 referred to, which is fully incorporated in the present patent application with respect to these objects.

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 Mehrtrager-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 überhöhtenIn the transmission path 5 of the multi-carrier 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

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.Crest Factors 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 Uberabtastblock 11 vorgesehen, der das ursprungliche, von den Nutzerdaten gebildete Zeitsignal X L-fach, beispielsweise 2-fach oder 4-fach, überabtastet. Unter Umstanden kann auf diesen Uberabtastblock 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 a Uberabtastblock 11 provided that the original, formed by the user data time signal X L-fold, for example, 2-fold or 4-fold oversampled. Under certain circumstances, this Uberabtastblock can 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. Hierfür ist ein Verfahren vorgesehen, 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. For this purpose, a method is provided which essentially corresponds to that in the WO 03/026240 A2 as well as 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 zugehorige 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 slot 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.

Fur 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 g = [g 0, g 1, ..., g M-1]T mit |g l| ∊ L konstruieren lässt, welches somit pro Filterschritt nur noch k Multiplikationen erfordert. Die einzelnen Quantisierungsstufen lk werden im folgenden Optimierungsschritt

Figure 00130001
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 G = [ G 0 , G 1 , ..., G M-1 ] T with | G l | Ε L can construct, which thus requires only k multiplications per filter step. The individual quantization stages I k are in the following optimization step
Figure 00130001
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 wunschenswert. Je nach Art der Realisierung ist es unter Umstanden 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 Uberabtastung dargestellt.In the case of an oversampled input signal X is an efficient polyphase realization of the model filter 12 desirable as a practical implementation. 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 Uberabtastung.

Die Form der vereinfachten FIR-Realisierung des Modellfilters in 3 hat sich fur die Crestfaktor-Reduzierung als sehr effizient erwiesen. Da in erster Linie die Zeitbereichseigenschaften 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 zusatzlich 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 l0l (gerade Koeffizienten) und 5(b) zeigt die Quantisierungsstufen für die zweite Polyphasenkomponente l1l (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 0l (even coefficients) and 5 (b) shows the quantization steps for the second polyphase component 1111 (odd coefficients; 5 (b) ).

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in many ways.

Insbesondere ist die Erfindung nicht auf die vorstehenden Datenubertragungssysteme und Verfahren beschränkt, sondern lässt sich zum Zwecke der Crestfaktor-Reduzierung auf sämtliche, auf Multitrager-Datenübertragung basierende Systeme und Verfahren erweitern. Insbesondere sei die Erfindung nicht auf eine ADSL-Datenubertragung beschrankt, sondern lasst sich auf samtliche 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).In particular, the invention is not limited to the above data transmission systems and methods but can be extended to all systems based on multi-carrier data transmission systems and methods for the purpose of crest factor reduction. In particular, the invention is not limited to an ADSL data transmission, but can be extended to all xDSL data transmissions. Also conceivable are mobile applications such as DAB (Digital Audio Broadcasting), DVB-T (= Digital Video Broadcasting-Terrestrial) or OFDM-based WLAN applications (Wireless Local Area Network).

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, it is not limited thereto but can be extended to all possible non-recursive filters or transversal filters. Also, the numerical examples given for the number of filter coefficients and the number of reduced multiplication steps are only to be understood as examples and can of course be varied as desired within the scope of the invention. It is only essential that, in the case of the modeling method according to the invention, the number of multiplication steps carried out in the model filter is significantly reduced compared with the number of coefficients or the originally required multiplication steps.

Auch sei die Erfindung nicht ausschließlich auf die angegebenen Hochpassfilter, Bandpassfilter oder Tiefpassfilter beschränkt, sondern lässt sich auf wie auch immer ausgebildete Filtertypen erweitern.Also, the invention is not limited exclusively to the specified high-pass filter, bandpass filter or low-pass filter, but can be extended to whatever form filter types.

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 limited to a 2-fold or 4-fold oversampling of the data signal to be transmitted. Rather, it can also be provided that no oversampling, even undersampling or an arbitrarily high oversampling takes place here.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Mehrtrager-DatenübertragungssystemMore exchanger 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, SpeicherBuffering device, storage
1010
Addiereinrichtungadder
1111
Block zur ÜberabtastungBlock for oversampling
1212
Modellfiltermodel filter
1313
Rechen- und SpeichereinheitComputing and storage unit
1414
Schalterswitch
1515
Puffereinrichtung, SpeicherBuffering device, 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 signal
YCF Y CF
Korrektursignal fur den SendepfadCorrection signal for the transmission path
Y*CF Y * CF
überabgetastetes Korrektursignal fur den Modellpfadoversampled correction signal for the model path

Claims (14)

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; 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 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; 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 less than the first number (M) and the number of times optimized model filter ( 12 ) multiplications per filter step. Verfahren nach Anspruch 1, 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.A method according to claim 1, characterized in that only the band-limiting elements of the filter chain, in particular the high-pass component and / or the first stage of the low-pass filter, are considered for the determination of the impulse response in method step (b). 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 in that the adaptive quantization are applied separately to the individual polyphase filters and the number of quantization steps per polyphase filter is kept the same compared to a filter without oversampling. 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 in that the data symbol to be transmitted is a function of a plurality of signals provided within a given data frame and each of these signals is assigned to a carrier, each carrier occupying at least one frequency from a transmission data spectrum, wherein at least a carrier is reserved, which is not intended for data transmission. 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), wobei 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. 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 any one of the preceding claims, the transmitting side 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 ), the thus-approximated filter coefficients being quantized to a second number (K) of possible amplitude values of the filter coefficients, the second number (K) being less than the first number (M) and the number of the model filter being optimized ( 12 ) multiplications per filter step. 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 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sendepfad (5) und der Modellpfad (6) jeweils einen Rückkopplungspfad (17, 18) zur iterativen Bildung des Korrektursignals (YCF) für den Sendepfad (5) und des Korrektursignals (Y*CF) für den Modellpfad (6) aufweisen.Circuit according to Claim 9, characterized in that the transmission path ( 5 ) and the model path ( 6 ) each have a feedback path ( 17 . 18 ) for the iterative formation of the correction 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 9 oder 10, 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 9 or 10, 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 9–11, dadurch gekennzeichnet, dass Verzögerungsglieder vorgesehen sind, welche nicht im Modellfilter (12) verwendete Filterkoeffizienten, welche außerhalb des Fensters und zeitlich davor liegen, ersetzen.Circuit according to one of claims 9-11, 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 9–12, 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 9-12, 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 9–13, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (13) als programmgesteuerte Einheit, insbesondere als Mikroprozessor oder Mikrocontroller, ausgebildet ist.Circuit according to one of claims 9-13, 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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