DE29521458U1

DE29521458U1 - Rahmensynchronisation in Mehrträger-Übertragungssystemen

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Publication number: DE29521458U1
Application number: DE29521458U
Authority: DE
Original assignee: Amati Communications Corp
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1994-07-15
Filing date: 1995-07-11
Publication date: 1997-05-22
Anticipated expiration: 2005-07-12
Also published as: DK0771496T3; CN1404271A; CA2347252C; EP0771496B1; AU696798B2; CA2194972C; KR970705263A; JP2002208919A; US5627863A; CN1163036C; EP0771496A1; CA2194972A1; JP3816485B2; US5901180A; US6912261B2; CN1157070A; KR100417815B1; JP3768434B2; DE69513834D1; JP3303055B2

Description

Übersetzung der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen

RAHMENSYNCHRONISATION IN MEHRTRAGER-UBERTRAGUNGSSYSTEMEN

Diese Erfindung bezieht sich auf Übertragungssysteme, welche eine Mehrträger-Modulation verwenden, und betrifft insbesondere die Rahmensynchronisation in solchen Systemen, welche nachfolgend in Kürze mit Mehrträgersysteme bezeichnet werden.

Hintergrund zu der Erfindung

Die Grundlagen der Mehrträgermodulation sind z.B.

0 beschrieben in " Multicarrier Modulation For Data Transmission: An Idea Whose Time Has Come" von John A. C. Bingham, IEEE Communications Magazine, Vol. 28, No. 5, Seiten 5-14, Mai 1990. Wie bekannt, werden in einem Übertragungssystem, welches Mehrträger-Modulation verwendet, FDM (Frequenzteilungs-Multiplex) Zwischenträger, welche in Abständen innerhalb eines verwendbaren Frequenzbandes eines Übertragungskanals angeordnet sind und

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eine Gruppe von Zwischenträgern bilden, mit einer Blockoder Zeichenübertragungsrate des Systems moduliert. Die Bits der Eingangsdaten für die Übertragung innerhalb jeder Block- oder Zeichenperiode werden üblicherweise den Zwischenträgern in einer Weise zugeteilt, welche von den Rauschabständen (SNR's) der Zwischenträger abhängt, so daß die Bitfehlerraten der Zwischenträger, die beim Empfänger überwacht werden, im wesentlichen gleich sind. Daraus folgt, daß die verschiedenen Zwischenträger eine verschiedene Anzahl von Bits in jeder Zeichenperiode aufweisen. Bei einer geeigneten Zuteilung von Bits und Übertragungsleistungen zu den Zwischenträgern bietet ein solches System die gewünschte Leistung.

Eine spezielle Form der Mehrträgermodulation, in der die Modulation unter Verwendung einer diskreten Fouriertransformation erfolgt, wird mit diskreter Mehrtonoder DMT-Modulation bezeichnet. Die in diesem Zusammenhang oben angeführten Anmeldungen veröffentlichen Details von Mehrträgersystemen, welche die DMT Modulation verwenden.

Wie in jedem Übertragungssystem ist es notwendig, eine Synchronisation zwischen dem Sender und dem Empfänger eines DMT- oder anderen Mehrträgersystems herzustellen und aufrechtzuerhalten. Die Frequenzsynchronisation wird in einem DMT-System in geeigneter Weise dadurch erreicht, daß einer der Mehrtöne als Pilotton verwendet wird, um eine Phasensynchronisationsschleife beim Empfänger zu steuern, wie in Standards Committee Contribution TlEl.4/93-022 von 0 J.S. Chow et al, mit dem Titel "DMT Initialization:

Parameters Needed For Specification In a Standard", 8. März 1993, gezeigt ist. Diese Publikation umreißt auch andere Initialisierungsprozesse eines DMT- Systems, mit Einschluß der Zuteilung von Bits zu den Zwischenträgern oder Tönen des Systems.

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. . Zusätzlich zur Frequenzsynchronisation wird auch eine Synchronisation der übertragenen Datenblocks oder -zeichen benötigt. Dies wird hier als Rahmensynchronisation bezeichnet, wobei jeder Rahmen einem Block oder Zeichen des Mehrträgersystems entspricht, in Übereinstimmung mit demselben Ausdruck wie er in Einzelträger Übertragssystemen verwendet wird. Es sollte beachtet werden, daß jeder Rahmen, Block oder jedes Zeichen eine beträchtliche Informationsmenge enthalten kann, wie z.B. ungefähr 1.700 Bits (was eine Übertragungsrate von ungefähr 6,8 Mb/s mit einer Zeichenperiode von ungefähr 250 ßs ermöglicht).

Ein Einzelträgerübertragungssystem, z.B. ein QAM (Quadratur-Amplituden-Modulation) -System, arbeitet normalerweise ganz im Zeitbereich. In solch einem System kann eine relativ "zufällige" Rahmensychronisationsfolge verwendet werden, um die Rahmensychronisation aufrechtzuerhalten, wobei die Folge direkt in den Zeitbereichs-Signalabtaststrom beim Sender eingefügt und beim Empfänger entnommen und mit einer gespeicherten Kopie der Folge korreliert wird. Ein großes Korrelationsresultat zeigt an, daß die Rahmensynchronisation aufrechterhalten wurde, und ein kleines Korrelationsresultat zeigt den Verlust der Rahmensynchronisation an, d.h., daß ein Schlupf von einer unbekannten Anzahl von Zeitbereichs-Abtastungen erfolgt ist. Im letzteren Falle veranlaßt der Empfänger ein Suchverfahren, um den Empfänger zu resynchronisieren, d.h., die Rahmengrenzen beim Empfänger mit denen beim Sender 0 wieder auszurichten.

Diese Zeitbereichs-Rahmensynchronisation ergibt eine einfache Ja- oder Nein-Antwort auf die Frage, ob der Empfänger rahmensynchronisiert ist. Um den Empfänger zu 5 resynchronisieren, wenn die Rahmensynchronisation verlorengegangen ist, muß das System möglicherweise eine große Anzahl von möglichen Rahmenausrichtungen korrelieren

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und eine Suche darin ausführen. Dies ist zeitaufwendig und daher ein unerwünschtes Verfahren.

Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein verbesserte Mittel zum Erzielen einer Rahmensynchronisation in einem Übertragungssystem, welches Mehrträgermodulation verwendet, sowie ein verbessertes Übertragungssystem, welches diese Mittel verwendet zur Verfügung zu stellen.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Aspekt dieser Erfindung stellt ein System zur Verfügung zum Aufrechterhalten der Rahmensynchronisation in einem Mehrträgermodulations-Übertragungssystem, in dem ein Synchronisationsrahmen, der ein Synchronisationsmuster enthält, periodisch übertragen wird, welches System Mittel für folgende Schritte aufweist:
Speichern von komplexen Amplituden des Synchronisationsrahmens; Korrelieren der komplexen Amplituden des Synchronisationsrahmens mit gespeicherter Information, welche das Synchronisationsmuster darstellt, um hierdurch ein Korrelationsresultat zu erzeugen; und Bestimmen, ob das Korrelationsresultat unter einen Schwellwert fällt, was einen Verlust der Rahmensynchronisation anzeigt, und in diesem Falle:

Durchführen einer Vielzahl von Korrelationen zwischen der gespeicherten Information und den gespeicherten komplexen Amplituden, die in jedem Falle mit einem jeweiligen komplexen Wert multipliziert werden, der eine jeweilige 0 komplexe Derotation der gespeicherten komplexen Amplituden darstellt, wobei jede komplexe Derotation einer jeweiligen Zeitverschiebung des Synchronisationsrahmens entspricht, wodurch eine Vielzahl von einer jeweiligen Zeitverschiebung entsprechenden Korrelationsresultaten erzeugt wird; Bestimmen einer Zeitverschiebung aus der Vielzahl von Korrelationsresultaten zur Wiederherstellung der Rahmensynchronisation; und Anpassen einer Rahmengrenze in

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Übereinstimmung mit der bestimmten Zeitverschiebung zur Wiederherstellung der Rahmensynchronisation.

Für ein diskretes Mehrtonmodulations-Übertragungssystem weist das System vorzugsweise Mittel für die folgenden Schritte auf: Verwenden eines Tones mit einer vorbestimmten Frequenz zur Frequenzsynchronisation zwischen einem Sender und einem Empfänger des Systems; Umsetzen von komplexen Amplituden in dem Frequenzbereich in Zeitbereichswerte unter Verwendung einer N-Punkt Inversen Schnellen Fouriertransformation beim Sender; Abtasten von Zeitbereichswerten beim Sender mit einer Abtastfrequenz, welche das j-fache der vorbestimmten Frequenz beträgt, wobei j eine ganzzahlige Potenz von Zwei ist; und Umsetzen von Zeitbereichswerten in komplexe Amplituden in dem Frequenzbereich unter Verwendung einer N-Punkt Schnellen Fouriertransformation beim Empfänger; worin jede der genannten komplexen Derotationen einer jeweiligen der N/j Zeitverschiebungen innerhalb der Zeitdauer eines Rahmens entspricht. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der Synchronisationsrahmen periodisch einmal für jeweils Q Rahmen übertragen wird, wobei Q eine ganze Zahl größer als N/j ist, da dies die Wiederherstellung der Rahmensynchronisation zwischen zwei aufeinanderfolgenden Synchronisationsrahmen ermöglicht.

Vorzugsweise wird jedes Korrelationsresultat erzeugt durch die Multiplikation jeder komplexen Amplitude mit einer entsprechenden komplexen Amplitude aus der gespeicherten 0 Information, welche das Synchronisationsmuster darstellt, und der Summierung der Realteile der komplexen Produkte. Dieses Verfahren enthält vorzugsweise den Schritt, die komplexen Amplituden, welche multipliziert werden, zu gewichten, und die Gewichtung für jede komplexe multiplizierte Amplitude vorzugsweise von einem Rauschabstand eines zu der jeweiligen komplexen Amplitude gehörenden Mehrträgerkanals abhängig zu machen.

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Ein anderes Merkmal dieser Erfindung stellt einen Empfänger für ein Mehrträgermodulations-Übertragungssystem zur Verfügung, welcher folgendes aufweist: eine Einheit zur Schnellen Fouriertransformation (FFT) zur Transformation der Zeitbereichswerte in komplexe Amplituden im Frequenzbereich; einen Puffer zur Lieferung von empfangenen Zeitbereichswerten zur FFT-Einheit in Übereinstimmung mit einer Rahmengrenze; einen Korrelator zur Korrelation von komplexen Amplituden eines Synchronisationsrahmens des Systems mit einem beim Empfänger gespeicherten Synchronisationsmuster zur Erzeugung eines Korrelationsresultates; und eine Steuereinheit, welche anspricht, wenn das Korrelationsresultat unterhalb eines Schwellwertes liegt, um die Rahmengrenze durch eine Zeitverschiebung anzupassen, welche bestimmt wird durch Ausführung einer Vielzahl von Korrelationen zwischen dem gespeicherten Synchronisationsmuster und den komplexen Amplituden, die in jedem Falle mit einem jeweiligen komplexen Wert multipliziert werden, der eine jeweilige komplexe Derotation der komplexen Amplituden, die einer jeweiligen Zeitverschiebung des Synchronisationsrahmens entsprechen, darstellen, und Auswahl des besten Korrelationsresultates.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung ergibt sich weiterhin aus dem Verständnis der 0 folgenden Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, welche zeigen:

Fig. 1: Teile eines Übertragungssystems, welches

Mehrträgermodulation verwendet und in dem eine Rahmensynchronisation in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung aufrechterhalten und wiederhergestellt wird; und

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Fig. 2: Ein Flußdiagramm, welches Schritte zur Aufrechterhaltung und Wiederherstellung der Rahmensynchronisation in dem Übertragssystem nach Fig. l darstellt.

Ausführliche Beschreibung

Ein Mehrträgersystem enthält nach der Zeichnung einen DMT (diskreten Mehrton) -Sender 10 und einen DMT-Empfanger 12, welche mittels entsprechender Hybridschaltungen 14 und 16 mit einem Übertragspfad 18, z.B. einer Zwei-Draht-Telefon-Teilnehmerleitung, verbunden sind, zur übertragung von Signalen in einer Richtung, welche hier als Abwärtsstromrichtung vom Sender 10 zum Empfänger 12 bezeichnet wird. Ein Aufwärtsstrom-Sender (nicht gezeigt, kann jedoch ähnlich dem Sender 10 sein) ist mit der Hybridschaltung 16 verbunden und ein Aufwärtsstrom-Empfänger (nicht gezeigt, kann jedoch ähnlich dem Empfänger 0 12 sein), ist mit der Hybridschaltung 14 zur Übertragung von Signalen in der Gegen-Aufwärtsstrom-Richtung über den Pfad 18 verbunden. Z.B. kann das System ein ADSL (asymmetrische digitale Teilnehmerleitung) -System sein, in dem die übertragene Bitrate in der Abwärtsstromrichtung größer ist als in der Aufwärtsstromrichtung.

Der Sender 10 wird über den Pfad 20 mit zu übertragenden Daten beliefert und weist einen Codierer 22, eine Quelle für eine Rahmensynchroni sat ions folge, eine IFFT (Inverse FFT, oder Inverse Schnelle Fouriertransformation) -Einheit 26, die z. B., eine 512-Punkt-IFFT ausführt, einen zyklischen Präfix-Addierer 28 und eine Einheit 30, welche einen DAC (Digital/Analog Umsetzer) und Filter aufweist, deren Ausgang mit der Hybridschaltung 14 verbunden ist, auf.

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Umgekehrt enthält der Empfänger 12 eine Einheit 32, welche ein empfangenes Signal von der Hybridschaltung IS erhält und Filter sowie einen ADC (Analog/Digital Umsetzer) aufweist, einen Zeitbereichs-Entzerrer (TEQ) 34, einen Puffer 36, eine Einheit 38, welche eine 512-Punkt FFT ausführt, und einen Frequenzbereichs-Entzerrer (FEQ) sowie eine Decodiereinheit 40, welche die Originaldaten auf einem Ausgangspfad 42 reproduziert. Der Puffer 36 dient zur Seriell/Parallel-Umsetzung von Signalen zur Weiterleitung an die FFT-Einheit 38, wobei das zyklische Präfix nicht zur FFT-Einheit 3 8 weitergeleitet und hierdurch entfernt wird. Andere Teile des Empfängers 12, welche in der Zeichnung dargestellt sind, beziehen sich auf die Frequenz- und Rahmensynchronisation und werden weiter unten beschrieben.

Das Abwärtsstromsignal auf dem Pfad 20 wird in Rahmen unterteilt und durch den Codierer 22 in Frequenzbereichs-Mehrträgerzeichen codiert, welche der IFFT-Einheit 26 zugeführt werden. Jeder Datenrahmen wird durch ein jeweiliges Mehrträgerzeichen dargestellt, welches eine komplexe Amplitude (d.h. zwei Amplituden für die reale und imaginäre Signalkomponente) für jeden einer Anzahl von Zwischenträgern oder jedes einer Anzahl von Tönen des Systems aufweist. Z. B. kann das System 256 diskrete Töne oder Zwischenträger verwenden mit Frequenzen von &eegr; &khgr; 4,3125 kHz, wobei &eegr; eine Anzahl der Töne oder Zwischenträger von 1 bis 256 ist. Jeder Tonamplitude wird eine veränderliche Anzahl von Bits des Signals zugeteilt, in Übereinstimmung mit einem Bitzuteilungsschema, das z. B.

0 so aussehen kann, wie es in der oben erwähnten, betreffenden Anmeldung von R. R.Hunt et al. beschrieben ist. Die Anzahl der jeder Tonamplitude in jeder Mehrträger-Zeichenperiode von z.B. ungefähr 250jüs zugeteilten Bits kann 0 sein (d.h., der Ton wird nicht für das Signal 5 verwendet) oder kann variieren von einer minimalen Anzahl von z.B. 2 Bits, bis zu einer maximalen Anzahl von z.B. im Bereich von 10 - 16 Bits.

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Zum Erzielen der Rahmensynchronisation, wie sie weiter unten beschrieben ist, wird ein Synchronisationsrahmen, der eine von der Quelle 24 erzeugte Synchronisationsfolge enthält, periodisch in den Datenfluß vom Codierer 22 zur IFFT-Einheit 26 (eine Zeitbereichsversion der Synchronisationsfolge könnte alternativ zwischen den Einheiten 26 und 28 eingefügt werden) eingefügt. Z. B. wird ein Synchronisationsrahmen als jeweils Q = 69. Rahmen- oder Mehrträgerzeichen zur Verfügung gestellt, so daß auf jeden Synchronisationsrahmen 68 Datenrahmen folgen. Die Synchronisationsfolge ist z. B. eine pseudozufällige Folge, wie weiter unten beschrieben wird, wobei dieselbe Folge für jeden Synchronisationsrahmen vorgeschrieben wird.

Am Eingang der IFFT Einheit 26 wird ein spezieller Ton in jedem Rahmen als Pilotton reserviert und überträgt keine Information, wodurch ein übertragener Pilotton zur Verfugung gestellt wird, welcher zur 0 Frequenzsynchronisation dient, wie weiter unten beschrieben wird.

Jedes Frequenzbereichs-Mehrträgerzeichen wird durch die IFFT-Einheit 26 in ein Zeitbereichs-Mehrträgerzeichen transformiert. Das Zeitbereichs-Mehrträgerzeichen umfaßt somit 512 Realwert-Zeitbereichsabtastungen, welche dem zyklischen Präfixaddierer 28 zugeführt werden. Für jedes Mehrträgerzeichen liefert der zyklische Präfixaddierer 28 einen resultierenden seriellen Strom von z. B. 544 0 Realwert-Zeitbereichsabtastungen zur DAC- und Filtereinheit 30, welche diese Abtastwerte in gefilterte Analogsignale umsetzt, die über die Hybridschaltung 14 zum Übertragungspfad 18 übertragen werden. Die 544 Abtastwerte setzen sich zusammen aus den von der IFFT-Einheit 26 gelieferten 512 Abtastungen und einem Präfix durch eine Wiederholung der letzten 32 dieser Abtastungen, welche vom zyklischen Präfixaddierer 28 hinzugefügt werden. Die

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Verwendung und Vorteile eines solcherart hinzugefügten zyklischen Präfixaddierers sind z.B. bekannt aus " A Discrete Multitone Transceiver System For HDSL Applications" von J.S. Chow et al., IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Volume 9, No. 6, Seiten 895 bis 908, August 1991.

Im Empfänger 12 wird das über den Übertragungspfad 18 empfangene Signal durch die Hybridschaltung 16 der Filter- und ADC Einheit 32 zugeführt, um die 544 seriellen Abtastungen pro Mehrträgerzeichen, welche dem Zeitbereichsentzerrer (TEQ) 34 zugeführt werden, zu reproduzieren. Der TEQ 34 ist ein FIR-Filter, welches dazu dient, den Großteil der Impulsantwort auf weniger als die Zeitdauer des zyklischen Präfix zu begrenzen, so daß die darauffolgende Entfernung des zyklischen Präfix die Interferenz zwischen aufeinanderfolgenden Mehrträgerzeichen reduziert. Der entzerrte serielle Zeitbereichs-Abtaststrom wird dem Puffer 36 zugeführt, der an seinem parallelen Ausgang die 512 Zeitbereichs-Abtastungen von jedem Mehrträgerzeichen erzeugt, wobei hierdurch die 32 Bits des zyklischen Präfix entfernt werden. Diese 512 Zeitbereichsabtastungen werden der 512-Punkt-FFT-Einheit zugeführt und werden von dieser Einheit zu einem Frequenzbereichs-Mehrträgerzeichen transformiert, welches 256 komplexe Tonamplituden aufweist und dem Frequenzbereichsentzerrer (FEQ) in der Einheit 40 zugeführt wird.

0 Der FEQ weist einen adaptiven Komplexsignalentzerrer mit Einzelabgriff für jeden der 256 Töne auf. Die FEQ- und Decodiereinheit 40 kann z. B. von der in Fig. 3 der oben angegebenen, in Bezug genommenen Anmeldung von R. R. Hunt et al. gezeigten Form sein. Die Einheit 40 erzeugt das resultierende decodierte Empfangssignal auf dem ausgehenden Datenpfad 42.

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Obwohl hier nicht weiter beschrieben, können der Sender 10 und der Empfänger 12 auch eine Pufferung mit veränderbarer Verzögerung und eine trelliscodierte Modulation verwirklichen, wie z. B. in der in Bezug genommenen Anmeldung von J. M. Cioffi et al., welche oben genannt wurde, beschrieben wird. Außer den Funktionen der Hybridschaltungen 14 und 16 können die meisten oder alle Funktionen beim Sender 10 und Empfänger 12 durch einen oder mehrere digitale Signalprozessoren verwirklicht werden.

Dem DAC in der Sendereinheit 3 0 wird über eine Leitung 44 ein Taktsignal mit der gewünschten Abtastfrequenz zum Betrieb des DAC zugeführt. Der ADC in der Empfängereinheit 3 2 muß mit einer zusammenhängenden Frequenz synchronisiert werden (die beiden Frequenzen können genau gleich sein, oder eine kann ein ganzzahliges Vielfaches der anderen sein, oder sie können in einer Weise zusammenhängen, welche die Umsetzung der Rate durch Abtaststopfung, Interpolation oder Ausdünnung ermöglicht) . Es wird hier der Einfachheit halber angenommen, daß der ADC in der Einheit 32 mit der Abtastfrequenz des DAC in der Einheit 30 arbeitet. Um die Frequenzsynchronisation vorzusehen, wird, wie oben angegeben, einer der 2 56 Töne ausschließlich als Pilotton verwendet. Die Zuteilung von Bits des Signals auf dem Pfad 20 zu diesem Ton ist also Null für jedes Mehrträgerzeichen.

Aus Gründen der Annehmlichkeit und Einfachheit werden die Abtastfrequenz und die Pilottonfrequenz so gewählt, daß die Abtastfrequenz eine ganzzahlige Potenz von der doppelten Pilottonfrequenz ist. Z.B. wird der 64. Ton (n = 64), welcher eine Frequenz von 64 &khgr; 4,3125 = 276 kHz hat, als Pilotton verwendet und beträgt die Abtastfrequenz das achtfache dieser Pilottonfrequenz, d. h., 2.208 MHz. Dieses Verhältnis ermöglicht einen besonderen Vorteil für die Rahmensynchronisation wie sie weiter unten beschrieben wird.

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Der Pilotton kann eine konstante Phase aufweisen oder kann über aufeinanderfolgende Mehrtragerzeichen ein spezielles Phasenmuster oder eine lange Pseudozufallsfolge, welche sowohl dem Sender als auch dem Empfänger bekannt ist, mit sich tragen. Die IFFT Einheit 26 wird mit einer komplexen Amplitude für den Pilotton versorgt, welche die gewünschten Inhalte des Pilottones darstellt. Aus Gründen der Einfachheit und Annehmlichkeit wird hier angenommen, daß der Pilotton eine konstante Phase hat und daß die IFFT Einheit 26 demgemäß mit einer konstanten komplexen Amplitude beliefert wird, welche diese konstante Phase für den Pilotton darstellt.

Der Empfänger 12 weist einen spannungsgesteuerten Kristalloszillator (VCXO) 46 auf, welcher auf einer Leitung 48 ein Abtasttaktsignal für den ADC in der Einheit 32 erzeugt, synchronisiert mit der 2.208 MHz Abtastfrequenz des Senders 10 durch eine Regelschleife, welche einen Phasenvergleicher 50 und digitale und analoge Regelschleifenfilter, welche durch eine Einheit 52 dargestellt sind, enthält. Die FEQ- und Decodiereinheit 3 6 liefert die Phaseninformation des empfangenen Pilottones über eine Leitung 54 zum Phasenvergleicher 50, und auch eine gespeicherte Bezugsphase wird dem Phasenvergleicher aus einem Speicher 56 zur Verfügung gestellt. Der Phasenvergleicher 50 erzeugt an seinem Ausgang ein digitales Phasenfehler-Steuersignal, welches durch die digitalen und analogen Filter in der Einheit 52 gefiltert wird, um eine analoge Steuerspannung zu erzeugen; diese 0 wird dazu verwendet, den VCXO 46 zu steuern, um die Frequenzsynchronisation aufrechtzuerhalten.

Wie beim Hintergrund der Erfindung erklärt wurde, muß die Rahmensynchronisation der übertragenen 5 Mehrträgerdatenzeichen auch zwischen dem Sender und dem Empfänger aufrechterhalten werden. Mit anderen Worten müssen also dieselben Rahmengrenzen, wie sie für die

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Mehrträgerzeichen am Eingang der IFFT-Einheit 26 im Sender 10 benutzt werden, auch für die FFT-Einheit 38 im Empfänger 12 verwendet werden. Im Empfänger 12 werden die Rahmengrenzen vom Puffer 3 6 dazu verwendet, um zu bestimmen, welche Folgen, jede mit 512 Zeitbereichsabtastungen, der FFT-Einheit 38 zugeführt werden, um in die jeweiligen Frequenzbereichs-Mehrträgerzeichen transformiert zu werden.

Wie oben beschrieben, wird im Sender 10 jeweils für 68 Datenrahmen ein Synchronisationsrahmen hinzugefügt, wodurch ein Superrahmen von Q=69 aufeinanderfolgenden Rahmen oder Mehrträgerzeichen gebildet wird. Diese Zahl Q wird so gewählt, daß ein Ausgleich zwischen der Datenbewältigungskapazität des Systems (wofür ein hoher Wert für Q bevorzugt wird) und der

Rahmenresynchronisationszeit (wofür ein niedriger Wert von Q bevorzugt wird) hergestellt wird. Der Synchronisationsrahmen enthält Pseudozufallsdaten, welche den Tönen des Synchronisationsrahmen-Mehrträgerzeichens auf irgendeine einer Vielzahl von verschiedenen Arten beigegeben werden können. Eine Beschreibung einer dieser Arten folgt als Beispiel.

Im Sender 10 wird eine binäre Pseudozufallsfolge der Länge 512 von der Quelle 24 in Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen erzeugt:

&khgr; [p] =1 für p = l bis 9

&khgr; [p] = &khgr; [p-4] &phgr; &khgr; [p-9] für &rgr; = 10 bis 512, 0 wobei &khgr; [p] der binäre Wert des Bit &rgr; der Folge ist und &THgr; die Modulo-2 Addition darstellt. Die Bits dieser Folge werden in 256 Bitpaare gruppiert, von denen das erste Bitpaar für die Gleichstrom- und Nyquist-Zwischenträger {für die die zugeteilte Energie gleich Null ist, so daß 5 dieses Bitpaar effektiv ignoriert wird) verwendet wird, und die restlichen 255 Bitpaare den jeweiligen Tönen der Mehrträgerzeichen des Synchronisationsrahmens in

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aufsteigenden Frequenzwerten zugeteilt werden, wobei die vier möglichen Kombinationen (0,0), (0,1), (1,0) und (1,1) jedes Bitpaares direkt auf die 4-QAM Punkte des jeweiligen Tones des Synchronisationsrahmens abgebildet werden. Mit anderen Worten liefert jedes Bitpaar eine komplexe Amplitude, welche der IFFT Einheit 26 für den jeweiligen Ton des Synchronisationsrahmens zugeführt wird. Der Pilotton wird dann mit seiner eigenen, passenden, komplexen Amplitude wie oben erklärt überschrieben.

Töne, denen weniger als zwei Bits pro Zeichen in Übereinstimmung mit den für das System etablierten Bitzuteilungen zugeteilt werden können, können entweder beim Empfänger entfernt werden, oder es können deren Amplituden beim Sender unterdrückt werden, so daß sie nicht übertragen werden, wodurch Leistung beim Sender eingespart und mögliche (Überlagerungs-) Störungen zwischen Tönen infolge ungenügender Entzerrung oder Filterung vermieden werden. Hinsichtlich des letzteren kann die Bitzuteilungstabelle, welche sowohl beim Sender als auch beim Empfänger zur Verfugung steht, dazu verwendet werden, einen Energieskaliervektor für jeden Ton zur Verfügung zu stellen, mit dem die für den Ton im Synchronisationsrahmen abgegebene komplexe Amplitude multipliziert werden kann, bevor sie der IFFT Einheit 26 zugeführt wird. Eine komplementäre Skalierung kann im Empfänger 12 erfolgen.

Als Alternative kann eine gespeicherte Pseudozufallsfolge von der Quelle 24 einfach denjenigen Tönen zugeteilt 0 werden, für welche die BitZuteilungstabelle anzeigt, daß ein genügendes SNR (Rauschabstand) vorliegt, wobei die Folge abgeschnitten wird, wenn allen Tönen, welche im Synchronisationsrahmen verwendet werden, Pseudozufallsdaten zugeteilt wurden. Der Empfänger speichert wiederum dieselbe Bitzuteilungstabelle als der Sender, so daß die gewünschte Korrelation korrekt durchgeführt werden kann. Als eine weitere Alternative kann angemerkt werden, daß nicht alle

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verfügbaren Töne notwendigerweise im Synchronisationsrahmen zu Zwecken der Rahmensynchronisation verwendet werden müssen.

Für die Rahmensynchronisation, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, enthält der Empfänger 12 eine Synchronisationsfolge-Quelle 58, welche der Quelle 24 im Sender entspricht und auch dieselbe Synchronisationsfolge erzeugt, und einen Korrelator 60 und Speicher 62, denen der Inhalt von jedem empfangenen Synchronisationsrahmen (oder dem was der Empfänger als jeder empfangene Synchronisationsrahmen versteht, d.h., jeder Q-te Rahmen oder Mehrträgerzeichen) vom Ausgang des FEQ in der Einheit 40 geliefert wird. Die FEQ-Koeffizienten, welche für den Synchronisationsrahmen verwendet werden, können verschieden sein, von denen, welche für die Datenrahmen verwendet werden. Der Empfänger enthält ferner einen Gewichtungsmultiplizierer 64, über den die Synchronisationsfolge von der Quelle 58 dem Korrelator 60 zugeführt wird, einen Multiplizierer 66 zur komplexen Derotation, um dem Korrelator 60 den Inhalt des empfangenen Synchronisationsrahmens, multipliziert mit den komplexen Derotationswerten, wie unten beschrieben, zur Verfügung zu stellen, sowie eine Rahmensynchronisations-Entscheidungseinheit 68. Die Einheit 68 spricht auf die vom Korrelator 60 erzeugten Korrelationsresultate an, um das Vorliegen oder die Abwesenheit der Rahmensynchronisation zu bestimmen und über den Pfad 70 nötigenfalls korrigierende Änderungen der Rahmengrenzen, wie sie vom Puffer 36 verwendet werden, wie weiter unten beschrieben, 0 durchzuführen.

Wenn das den Empfänger 10 und den Sender 12 aufweisende Übertragungssystem initialisiert wird, wird die Rahmensynchronisation z. B. in der unten beschriebenen Weise hergestellt. Beim darauffolgenden Normalbetrieb wird die Rahmensynchronisation ohne notwendige Änderungen der Rahmengrenzen aufrechterhalten. Wie unten beschrieben,

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überwachen in dieser normalen Betriebssituation der Korrelator 60 und die Entscheidungseinheit 68 die Rahmensynchronisation. Im Falle des Verlustes der Rahmensynchronisation (bei Vorliegen der Frequenzsynchronisation, was anzeigt, daß der Empfänger 12 ein Signal über den Pfad 18 erhält) muß die Rahmensynchronisation wiederhergestellt werden. Während dies durchgeführt werden kann (wie im Stand der Technik) durch eine Reinitialisierung des Systems, ist dies absolut unerwünscht, da der Initialisierungsprozess relativ langsam ist und z.B. über 20 Sekunden dauert, was eine längere Unterbrechung beim Betrieb des Systems zur Folge hat.

Ein tatsächlicher Verlust der Rahmensynchronisation kann sich z.B. ergeben als Folge davon, daß eine den Sender 10 enthaltende Schaltungskarte aus dem Gerätegestell gezogen wird {was den Verlust der Signal- und Frequenz-Synchronisation beim Empfänger 12 nach sich zieht) und die Karte dann wieder hineingesteckt wird (wodurch die Signal- und Frequenz-Synchronisation beim Empfänger wiederhergestellt wird). Ein Verlust der Rahmensynchronisation kann auch durch die überwachung im Falle des Vorhandenseins von übermäßigem Rauschen, was ein schlechtes Korrelationsresultat ergibt, sogar wenn kein tatsächlicher Verlust der Rahmensynchronisation vorliegt, angezeigt werden. In diesem Falle ist eine Rahmenresynchronisation weder notwendig noch erwünscht. Die Erfindung gestattet es, zwischen diesen Situationen zu unterscheiden und im Falle eines tatsächlichen Verlustes 0 der Rahmensynchronisation eine Wiederherstellung der Rahmensynchronisation innerhalb einer sehr kurzen Zeitperiode von z.B. weniger als 100 ms. zu ermöglichen und hierdurch ohne eine Reinitialisierung des Systems aufrechtzuerhalten,

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Die Arbeitsweise der Komponenten* 5§ bis* 6*8 wird weiter unten unter zusätzlicher Bezugnahme auf das in Fig. 2 gezeigte Flußdiagramm beschrieben.

Im Zustand eines synchronisierten Rahmens, wie durch den Block 80 in Fig. 2 gezeigt, wird der empfangene Inhalt jedes Synchronisationsrahmens, d.h. jeder 69. Rahmen oder jedes 69. Mehrträgerzeichen, vom Ausgang des FEQ in der Einheit 40 geliefert und im Speicher 62 gespeichert. Es wird angemerkt, daß der Inhalt komplexe Amplituden in dem Frequenzbereich darstellt, welche die komplexen Amplituden der Töne des Synchronisationsrahmens darstellen. Wie durch einen Block 82 in Fig. 2 gezeigt, wird der Inhalt dieses Synchronisationsrahmens auch entweder direkt oder vom Speicher 62 dem Korrelator 60 zugeführt, wo er mit der Synchronisationsfolge, die vom Speicher 58 über den Gewichtungsmultiplizierer 64 geliefert wird, korreliert wird. Diese Korrelation besteht aus einer Multiplikation jeder komplexen Amplitude, welche vom Ausgang des FEQ in der Einheit 40 geliefert wird, mit einer entsprechenden komplexen Amplitude der Synchronisationsfolge vom Speicher 58, gewichtet durch den Multiplizierer 64 in Übereinstimmung mit einem jeweiligen Gewichtungsfaktor, wie weiter unten beschrieben, und einer Summenbildung der Realteile der komplexen Amplitudenprodukte, um ein einzelnes reales Korrelationsresultat am Ausgang des Korrelators 60 zu erzeugen.

Im einfachsten Falle umfassen die vom 0 Gewichtungsmultiplizierer 64 verwendeten Gewichtungskoeffizienten entweder eine binäre 1 oder 0 für jeden Ton oder jede komplexe Amplitude, wodurch angezeigt wird, ob der Ton als Beitrag zur Korrelation benutzt wird oder nicht benutzt wird. Z. B. hat also der Pilotton immer einen Gewichtungskoeffizienten von 0, da er den Bezug für die Frequenzsynchronisation darstellt, wobei die Regelschleife für die Synchronisation irgendwelche

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Phasenfehler aus dem Pilotton entfernt. In ähnlicher Weise kann jeder andere Ton, der gegenwärtig nicht benutzt wird (d.h. ein Zuteilungsbit von 0 hat), einen Gewichtungskoeffizienten von 0 haben, und Töne, welche für die Übertragung verwendet werden, können einen Gewichtungskoeffizienten von 1 haben. Es ist ersichtlich, daß die Gewichtungskoeffizienten leicht aus der Bitzuteilungstabelle, welche beim Empfänger 12 zur Verfugung steht, entnommen werden können.

Es ist besonders wünschenswert, daß jeder vom Gewichtungsmultiplizierer 64 verwendete Koeffizient eine Gewichtung für die komplexe Amplitude des jeweiligen Tones liefert, welche vom SNR {Rauschabstand) dieses Tones abhängt. Diese Gewichtung kann auf dem SNR für jeden Ton basieren, wie er während der Initialisierung des Systems bestimmt wird (dies wird bei der Bestimmung der BitZuteilungen für die Töne verwendet), oder sie kann basieren auf den adaptiven mittleren Fehlerquadraten der Töne (welche mit der Häufigkeit eines jeden Mehrträgerzeichens aktualisiert werden können), was ein Maß ergibt, für das gegenwärtige SNR für jeden Ton, wobei auch die Gewichtungskoeffizienten adaptiv aktualisiert werden. Die Verwendung von mittleren Fehlerquadraten und ihre Verbindung mit den Bitzuteilungen und dem SNR sind in der betreffenden Anmeldung von R. R. Hunt et al und P.S. Chow et al, auf die oben Bezug genommen wird, beschrieben.

Wie durch den Block 84 in Fig. 2 gezeigt, bestimmt die Entscheidungseinheit 68, ob das vom Korrelator 60 erzeugte Korrelationsresultat einen Schwellwert TL überschreitet. In der normalen Situation einer Rahmensynchronisation wird dies der Fall sein und es wird keine weitere Aktion unternommen. Fig. 2 zeigt einen Rückkehrpfad 86 zum Block 8 0 für den nächsten Synchronisationsrahmen, und während dieser Zeit werden Daten von den anderen Rahmen oder Mehrträgerzeichen über die Einheiten 38 oder 40 zum

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Ausgangspfad 42 in Fig. 1 geliefert. Der Schwellwert TL wird auf einen relativ niedrigen Wert gesetzt, so daß das Korrelationsresultat im allgemeinen diesen Wert sogar bei Anwesenheit von beträchtlichem Rauschen überschreiten wird, und falsche Feststellungen eines Verlustes der Rahmensynchronisation im wesentlichen vermieden werden. Zusätzlich, obwohl nicht in Fig. 2 gezeigt, kann ein Zähler vorgesehen werden, welcher es notwendig macht, daß wiederholte Fehler des Korrelationsresultates den Schwellwert TL in aufeinanderfolgenden Synchronisationsrahmen überschreiten müssen, bevor ein Verlust der Rahmensynchronisation festgestellt wird.

Im Falle, daß das Korrelationsresultat nicht den Schwellwert TL überschreitet (in der erforderlichen Anzahl von z.B. zwei aufeinanderfolgenden Synchronisationsrahmen), wird der Block 88 in Fig. 2 erreicht.

Wie durch den Block 88 dargestellt und weiter unten beschrieben, führt der Korrelator 60 in jedem der nächsten 64 Datenrahmen, die auf den Synchronisationsrahmen folgen, für den ein Verlust der Rahmensynchronisation festgestellt wurde, eine Korrelation des Inhalts des vom Speicher 62 empfangenen Synchronisationsrahmens, multipliziert im komplexen Derotations-Multiplizierer 66 mit einem jeweiligen Satz von komplexen Derotationen, mit der Synchronisationsfolge von der Quelle 58 aus, welche Folge wie oben beschrieben gewichtet wurde. Demzufolge erzeugt der Korrelator 60 64 Korrelationsresultate, eines in jedem 0 dieser 64 Datenrahmen. Wie durch einen Block 90 in Fig. 2 gezeigt ist, bestimmt die Entscheidungseinheit 68 das beste dieser Korrelationsresultate, und, wie durch einen Block in Fig. 2 gezeigt ist, bestimmt sie, ob dieses beste Resultat einen Resynchronisationsschwellwert TH überschreitet. Der Schwellwert TH wird auf einen höheren Wert gesetzt als der Schwellwert TL, z.B. auf ca. die Hälfte des möglichen maximalen Korrelationsresultates für

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den Zustand eines synchronisierten Rahmens, so daß falsche Resynchronisationsresultate im wesentlichen vermieden werden. In diesem Falle kann wiederum, jedoch nicht in Fig. 2 gezeigt, ein Zähler vorgesehen werden, welcher es notwendig macht, daß wiederholte ähnliche Resultate der Schritte der Blöcke 88 bis 92 in aufeinanderfolgenden Superrahmen erzielt werden, bevor eine Resynchronisation durchgeführt wird.

Als Folge davon, daß das Korrelationsresultat den Schwellwert TH überschreitet, wie in Block 92 festgestellt wird, wird der Block 94 in Fig. 2 erreicht, in dem die Einheit 68 die Rahmengrenze in einem einzelnen Schritt durch Steuerung eines Zeigers im Puffer 36 über den Pfad 70 verändert, wie weiter unten beschrieben wird. Diese Veränderung kann während der übrigen 68 - 64 =4 Datenrahmen erfolgen, so daß die Resynchronisation vor dem nächsten Synchronisationsrahmen erfolgt ist, und mit diesem Rahmen bestätigt wird, wie in Fig. 2 durch den Pfad 96 von Block 94 zu Block 80 gezeigt wird. Die Resynchronisation kann somit in der Folge eines festgestellten Verlustes der Rahmensynchronisation in einem einzelnen Superrahmen oder in einigen Superrahmen durchgeführt werden, wenn auch die oben erwähnten Zähler vorgesehen sind, wodurch die Rahmensynchronisation im wesentlichen dauerhaft aufrechterhalten wird. Z.B. ist die Superrahmenperiode 17 ms, bei einer Abtastfrequenz von 2.208 MHz, 544 Zeitbereichsabtastungen in jedem Rahmen und 69 Rahmen in jedem Superrahmen, wie oben beschrieben. Wenn beide oben 0 erwähnte Zähler mit einem notwendigen Zählerstand von 2 vorgesehen werden, wird innerhalb von vier Superrahmen oder 68 ms der Verlust der Rahmensynchronisation festgestellt und die oben beschriebene Resynchronisation vollendet.

Wenn beim Block 92 festgestellt wird, daß kein Korrelationsresultat den Schwellwert TH übersteigt, wird der Block 98 in Fig. 2 erreicht. In diesem Block kann eine

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Vielfalt von möglichen Aktionen unternommen werden. Z.B. kann der Wert der Schwelle TH reduziert werden, um die Wahrscheinlichkeit eines bestätigenden Resultates im Block 92 zu erhöhen, oder ein Rahmenzählwert kann verändert werden durch Veränderung des Zeigers im Puffer 36, um einen anderen Rahmen auf die Synchronisationsfolge zu überprüfen, oder das System kann reinitialisiert werden. In der Praxis wurde festgestellt, daß die Schritte der Blöcke 88 und 90 ohne Ausnahme in einem bestätigenden Resultat im Block 92 resultieren; das Resynchronisationsverfahren ist somit äußerst effektiv.

Wenn die diskrete Fouriertransformation einer diskreten

Folge von finiter Länge definiert wird als riN - 1

F{n) = 2_/_{k = 0} f (k) W_N"^kn, wobei W_n = eJ^27r/^N die prinzipale N-te Einheitswurzel ist und die Folge finiter Länge dann periodisch wiederholt wird, um eine N-periodische Folge zu bilden, kann gezeigt werden, daß die Zeitverschiebungseigenschaft erfüllt ist,

d. h. f(k-m) &zgr; DFTiN ^ W_N"^mn F(n).

Wjj ist eine komplexe Rotation und die Zeitverschiebung der periodischen Folge f(k) resultiert somit in komplexen Rotationen der Frequenzbereichsabtastungen F(&eegr;), wobei der Betrag der Rotation von der Frequenz &eegr; und der Zeitverschiebung m abhängt.

Im oben beschriebenen Übertragungssystem wird die Synchronisationsfolge nicht als eine N-periodische Folge periodisch wiederholt, sondern ihr gehen Daten vom Pfad 20 voraus und folgen Daten vom Pfad 20, wie oben beschrieben. Die Daten haben jedoch eine Zufallsnatur relativ zur Synchronisationsfolge und die oben angegebenen Zusammenhänge können auf den Synchronisationsrahmen mit einigermaßen genauen Resultaten angewandt werden.

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Ein Verlust der Rahmensynchronisation im System, während die Frequenssynchronisation, wie oben beschrieben, vorhanden ist, entspricht einer Zeitverschiebung der dem Puffer 3 6 zugeführten Datenabtastungen relativ zum Pufferzeiger. Im hierin beschriebenen System, in dem die Äbtastfrequenz das achtfache des zur Frequenzsynchronisation verwendeten Pilottones beträgt, kann diese Zeitverschiebung nur ein ganzzahliges Vielfaches von ± 8 Abtastungen betragen. Mit einer Zeichengröße von N=512 (512-Punkt-IFFT-Einheit 26 und FFT-Einheit 36) gibt es also 512/8 = 64 mögliche Zeitverschiebungen pro Rahmen oder Mehrträgerzeichen. Jede dieser möglichen Zeitverschiebungen wird durch eine jeweilige Rotation der 64 Gruppen von komplexen und vom Multiplizierer 66 in Übereinstimmung mit den obigen Gleichungen verwendeten Derotationen kompensiert. Um Zeitverschiebungen in beiden Richtungen zu ermöglichen, werden die 64 möglichen Zeitverschiebungen dazu verwendet, Zeitverschiebungen bis zur Hälfte eines Rahmens sowohl in der positiven als auch negativen Richtung darzustellen. Mit anderen Worten entspricht jede Gruppe von komplexen Derotationen durch den Multiplizierer 66 einer jeweiligen Zeitverschiebung von Datenabtastungen im Puffer 36 von ± 8, ± 16, ... ± 256 Abtastungen. Da die Rotation rekursiv ist, braucht nur eine Gruppe von komplexen Derotationen beim Empfänger 12 gespeichert werden.

Bezüglich des Blockes 88 in Fig. 2 wird somit jeder der oben genannten 64 Datenrahmen zur Berechnung eines 0 Korrelationsresultates für jeweils eine der 64 möglichen Zeitverschiebungen m verwendet. Im Multiplizierer 66 werden die für jeden Ton &eegr; vom Speicher 62 gelieferten komplexen Amplituden mit der jeweiligen komplexen Derotation W^r~^mn multipliziert, und die resultierenden Produkte werden im Korrelator 60 mit den gewichteten komplexen Amplituden der vom Speicher 58 über den Gewichtungsmultiplizierer 64 gelieferten Synchronisationsfolge korreliert, wobei die

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²³ &Iacgr; IuA &Ggr;.^:&Lgr;.&iacgr; /

Realteile der Korrelationsprodukte summiert werden, um das Korrelationsresultat für die jeweilige Zeitverschiebung m zu erhalten. Das Korrelationsverfahren ist genügend genau, so daß im Falle, daß der Verlust der Rahmensynchronisation als Folge einer der möglichen Zeitverschiebungen m, welche bewertet werden, aufgetreten ist, das Korrelationsresultat für diese Zeitverschiebung den Schwellwert TH überschreitet, wohingegen das Korrelationsresultat für alle anderen möglichen Zeitverschiebungen weitaus geringer ist als der Schwellwert TH. Die Entscheidungseinheit 68 bestimmt hierdurch zuverlässig die Zeitverschiebung m, welche den Verlust der Rahmensynchronisation hervorgerufen hat, und paßt über den Pfad 70, wie oben beschrieben, den Zeiger des Puffers 3 6 in einem einzigen Schritt an, um diese Zeitverschiebung zu korrigieren, wodurch die Rahmensynchronisation wiederhergestellt wird. Diese Resynchronisation wird ohne ein Suchverfahren für die Synchronisationsfolge durchgeführt.

Im Falle, daß kein im Block 88 erzeugtes Korrelationsresultat den Schwellwert TH überschreitet, kann, wie oben gezeigt, dieser Wert erniedrigt werden, oder es kann daraus geschlossen werden, daß eine größere Zeitverschiebung den Verlust der Rahmensynchronisation hervorgerufen hat. Im letzteren Falle können Zeitverschiebungen, welche größer sind als ein Rahmen, durch Wechsel der Rahmenzählung behandelt werden, um einen anderen Rahmen auf die Synchronisationsfolge zu überprüfen, wobei die obigen Schritte dann für eine andere 0 Rahmenzählung wiederholt werden und diese Suche für andere Rahmen der 69 Rahmen fortgesetzt wird, bis der Schwellwert TH überschritten wird. Alternativ kann das System reinitialisiert werden. In beiden Fällen tritt eine größere Zeitverzögerung bei der Wiederherstellung der 5 Rahmensynchronisation auf, wobei jedoch, wie oben gesagt, dieses Ereignis in der Praxis unwahrscheinlich ist.

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Wie oben gezeigt, muß die Rahmensynchronisation bei der Initialisierung des Systems hergestellt werden. Der Initialisierungsprozess beinhaltet ein Trainingsverfahren für den TEQ 34 im Empfänger 12, wie in einem Artikel von J.S. Chow et al. mit dem Titel "Equalizer Training Algorithms for Multicarrier Modulation Systems", 1993 International Conference on Communications, Seiten 761 bis 765, Mai 1993, beschrieben wird. Am Ende des Trainings des TEQ 34 werden eine entzerrte Kanalantwort b und eine Entzerrerantwort {d.h. Entzerrerkoeffizienten) w in dem Zeitbereich durch Transformation durch einen IFFT erhalten. Die relative Verschiebung zwischen den Startstellen von b und w in dem Zeitbereich bestimmt die gewünschte Verzögerung für das empfangene Signal, was wiederum die Mehrträgerzeichen- oder die Rahmen-Grenze beim Empfänger bestimmt, die zum Erzielen der anfänglichen Rahmensynchronisation verwendet wird.

Alternativ kann das oben beschriebene Korrelationsverfahren auch dazu verwendet werden, anfänglich die Rahmensynchronisation herzustellen, wobei jeder Rahmen dazu verwendet wird (während der Initialisierung), die Synchronisationsfolge zu tragen und eine Zeitverschiebung, wie oben beschrieben, durchgeführt wird, um die Rahmensynchronisation herzustellen. Da dieses Verfahren die FEQ Koeffizienten verwendet (d. h. die Korrelation bezieht sich auf Information, welche vom Ausgang des FEQ in der Einheit 40 erhalten wird, und somit die geeignete Einstellung der FEQ-Koeffizienten voraussetzt), ist es in 0 diesem Falle notwendig, zuerst einen geeigneten Satz von FEQ-Koeffizienten zu berechnen. Dies kann aus der Kanalantwort erfolgen, welche während des Initialisierungsverfahrens identifiziert wird, wobei die FEQ-Koeffizienten derart bestimmt werden, daß die Konstellation des demodulierten Signals skaliert und in Gitter mit fester Distanz rotiert wird, um die Dekodierung zu erleichtern.

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Als weitere Alternative kann die Rahmensynchronisation anfänglich errichtet werden aus der Synchronisationsfolge und der während der Initialisierung bestimmten Kanalantwort, durch Messung des SNR für jeden Ton für alle der 512 möglichen Rahmengrenzenausrichtungen, und Auswahl der Rahmengrenze derjenigen Ausrichtung, welche die beste SNR Leistung ergibt.

Die besonderen Zahlen, Zusammenhänge und Details, welche oben angeführt wurden, können offensichtlich alle derart geändert werden, daß besonderen Anforderungen Genüge getan wird. Obwohl z.B., wie oben beschrieben, die Abtastfrequenz das achtfache der Pilottonfrequenz beträgt, braucht dies nicht notwendigerweise der Fall zu sein, wird jedoch bevorzugt, da diese Beziehung einer ganzzahligen Potenz von Zwei die digitale Signalverarbeitung, welche im Empfänger 12 durchgeführt werden muß, beträchtlich vereinfacht. In ähnlicher Weise ermöglicht die Größe von Q = 69 Rahmen pro Superrahmen zweckdienlich die Korrelation für die resultierenden 64 möglichen Zeitverschiebungen für bis zu ± 256 Abtastungen, mit einer Rate von einer Abtastung pro Rahmen innerhalb des Superrahmens, wodurch zusätzliche Zeit zur Verfügung steht, die Rahmengrenzenverschiebung vor dem nächsten Synchronisationsrahmen, wie oben beschrieben, auszuführen.

Obwohl die Erfindung nur für die Abwärtsstromrichtung der Übertragung beschrieben wurde, kann diese gleichermaßen auf 0 die Aufwärtsstromrichtung der Übertragung angewandt werden, wobei entweder dieselben oder (besonders für ein ADSL-System, welches verschiedene Übertragungsraten und verschiedene IFFT- und FFT-Größen für die beiden Übertragungsrichtungen aufweist) verschiedene Parameter verwendet werden. Obwohl ferner die Erfindung im speziellen Zusammenhang mit einer DMT-Modulation beschrieben wurde,

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• · « t · J

kann sie auch auf Übertragungssysteme, welche andere Formen der Mehrträgermodulation verwenden, angewandt werden.

Obwohl also eine besondere Ausführungsform der Erfindung im Detail beschrieben wurde, sollte anerkannt werden, daß
diese und zahlreiche andere Modifikationen, Variationen und Anpassungen gemacht werden können, ohne sich vom Umfang der Erfindung, wie in den Ansprüchen definiert, zu entfernen.

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Claims

Schutzansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufrechterhalten der Rahmensynchronisation in einem Mehrträgermodulations-Übertragungssystem, in dem ein Synchronisationsrahmen, der ein Synchronisationsmuster enthält, periodisch übertragen wird, mit:

0 Mitteln zum Speichern von komplexen Amplituden des Synchronisationsrahmens;

Mitteln zum Korrelieren der komplexen Amplituden des Synchronisationsrahmens mit gespeicherter Information, welche das Synchronisationsmuster darstellt, um hierdurch ein Korrelationsresultat zu erzeugen; und

Mitteln zum Bestimmen, ob das Korrelationsresultat unter einen Schwellwert fällt, was einen Verlust der Rahmensynchronisation anzeigt, und für diesen Fall:

einem Mittel zum Durchführen einer Vielzahl von 0 Korrelationen zwischen der gespeicherten Information und den gespeicherten komplexen Amplituden, in jedem Falle mit einem jeweiligen komplexen Wert multipliziert, der eine jeweilige komplexe Derotation der gespeicherten komplexen Amplituden darstellt, wobei jede komplexe Derotation einer jeweiligen Zeitverschiebung des Synchronisationsrahmens entspricht, wodurch eine Vielzahl von einer jeweiligen Zeitverschiebung entsprechenden Korrelationsresultaten

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erzeugt wird;

einem Mittel zum Bestimmen einer Zeitverschiebung aus der Vielzahl von Korrelationsresultaten zur Wiederherstellung der Rahmensynchronisation; und einem Mittel zum Anpassen einer Rahmengrenze in Übereinstimmung mit der bestimmten Zeitverschiebung zur Wiederherstellung der Rahmensynchronisation.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

bei der jedes Korrelationsresultat durch eine Multiplikation jeder komplexen Amplitude mit einer entsprechenden komplexen Amplitude aus der gespeicherten Information, welche das Synchronisationsmuster darstellt, erzeugt wird, und worin die Realteile der komplexen Produkte summiert werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,

bei der die Vorrichtung weiterhin ein Mittel zur Gewichtung der komplexen, multiplizierten Amplituden aufweist. 20

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,

bei der die Gewichtung für jede komplexe Amplitude, welche multipliziert wird, abhängt vom Rauschabstand eines Mehrträgerkanals, welcher der jeweiligen komplexen Amplitude zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

bei der das Mittel zum Bestimmen einer Zeitverschiebung aus der Vielzahl von Korrelationsresultaten zur 0 Wiederherstellung der Rahmensynchronisation ein Mittel zum Bestimmen eines besten Korrelationsresultates aus der Vielzahl von Korrelationen und ein Mittel zum Auswählen der Zeitverschiebung, welche dem besten Korrelationsresultat entspricht, wenn das beste Korrelationsresultat einen zweiten Schwellwert überschreitet, aufweist.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5,

bei der der zweite Schwellwert größer ist als der Schwellwert zur Anzeige des Verlustes der Rahmensynchronisation. 5

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für ein diskretes Mehrtonmodulations-übertragungssystem, das folgendermaßen betrieben wird:

ein Ton mit einer vorbestimmten Frequenz wird zur Frequenzsynchronisation zwischen einem Sender und einem Empfänger des Systems verwendet;

die komplexen Amplituden werden beim Sender in dem Frequenzbereich in Zeitbereichswerte unter Verwendung einer N-Punkt-Inversen-Schnellen-Fouriertransformation umgewandelt und die Zeitbereichswerte beim Sender werden mit einer Abtastfrequenz abgetastet, welche das j-fache der vorbestimmten Frequenz darstellt, wobei j eine ganzzahlige Potenz von zwei ist; und die Zeitbereichswerte werden beim Empfänger in komplexe Amplituden im Frequenzbereich unter Verwendung einer N-Punkt-Schnellen-Fouriertransformation umgewandelt,

wobei jede der genannten komplexen Derotationen einer jeweiligen der N/j Zeitverschiebungen innerhalb der Zeitdauer eines Rahmens entspricht. 25

8. Vorrichtung nach Anspruch 7,

bei der der Synchronisationsrahmen periodisch einmal für jeweils Q Rahmen übertragen wird, worin Q eine ganze Zahl ist.
30

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,

bei der die genannte Vielzahl von Korrelationen N/j Korrelationen aufweist, welche Zeitverschiebungen in beiden Richtungen bis zur Hälfte der Dauer eines Rahmens entsprechen.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 9,

bei der N = 512, j = 8, und Q = 69 ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10,

bei der das Mittel zum Bestimmen einer Zeitverschiebung aus der Vielzahl von Korrelationsresultaten zur Wiederherstellung der Rahmensynchronisation ein Mittel zum Bestimmen eines besten Korrelationsresultates aus der Vielzahl von Korrelationen und ein Mittel zum Auswählen der Zeitverschiebung, die dem besten Korrelationsresultat entspricht, wenn das beste Korrelationsresultat einen zweiten Schwellwert übersteigt, aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11,

bei der der zweite Schwellwert größer als der Schwellwert zur Anzeige des Verlustes der Rahmensynchronisation ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12,

bei der jedes Korrelationsresultat erzeugt wird durch die Multiplikation jeder komplexen Amplitude mit einer

entsprechenden komplexen Amplitude aus der gespeicherten Information, welche das Synchronisationsmuster darstellt, und worin die Realteile der komplexen Produkte summiert werden.
25

14. Vorrichtung nach Anspruch 13,

die weiterhin ein Mittel zur Gewichtung der komplexen Amplituden, die multipliziert werden, aufweist.

0

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Gewichtung für jede komplexe, multiplizierte Amplitude vom Rauschabstand eines der jeweiligen komplexen Amplitude zugeordneten Mehrträgerkanals abhängt.

16. Empfänger eines Mehrträgermodulations-Übertragungssystems mit:

einer Demodulationseinheit zum Transformieren von

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Zeitbereichswerten in komplexe Amplituden im Frequenzbereich;

einem Puffer zum Zuführen von empfangenen Zeitbereichswerten zu der Demodulationseinheit in Übereinstimmung mit einer Rahmengrenze;

einem Korrelator zum Korrelieren von komplexen Amplituden eines Synchronisationsrahmens des Systems mit einem beim Empfänger gespeicherten Synchronisationsmuster zur Erzeugung eines Korrelationsresultates; und einer Steuereinheit, welche anspricht, wenn das Korrelationsresultat unterhalb eines Schwellwerts liegt, durch Anpassung der Rahmengrenze durch eine Zeitverschiebung, welche bestimmt wird durch Ausführung einer Vielzahl von Korrelationen zwischen dem gespeicherten Synchronisationsmuster und den komplexen Amplituden, in jedem Falle mit einem jeweiligen komplexen Wert multipliziert, der eine entsprechende komplexe Derotation der komplexen Amplituden, die einer entsprechenden Zeitverschiebung des Synchronisationsrahmens entsprechen, darstellt, und durch Auswahl des besten Korrelationsresultates.

17. Empfänger nach Anspruch 16,

der einen Multiplizierer zur Gewichtung des Synchronisationsmusters in Abhängigkeit von den Rauschabständen der Mehrträgerkanäle aufweist.

18. Empfänger nach Anspruch 16 oder 17,

bei dem die Demodulationseinheit ein Element mit schneller 0 Fourier-Transformation (FFT) ist.

19. Sender für ein Mehrträgermodulationsübertragungssystem mit:

einem Codierer (22), der einen in Rahmen unterteilten 5 Datenstrom empfängt und die Rahmen in Frequenzbereichs-Mehrträgerzeichen codiert;

einem Musterlieferer (24), der ein Muster in den

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i J · ·

Datenstrom einfügt, wobei das Muster ein Satz von j Werten ist, die aus einer Folge von N Werten ausgewählt werden, und wobei die N Werte durch die folgenden Gleichungen bestimmt werden
5

x[p] =1 für p= 1 bis 9,

x[p] = x[p-4] @x[p-9] für &rgr; = 10 bis N,

wobei j und N ganze Zahlen größer als 1 sind, j kleiner oder gleich N ist und N größer als 10 ist, und wobei x[p] einen binären Wert des p-ten Wertes der Folge darstellt, und (+) die Modulo 2 Addition darstellt; und einer Ausgangsschaltung (14) zur Kopplung des

Datenstromes auf einen Übertragungspfad. 15

20. Sender nach Anspruch 19 mit

einem Modulator, der die codierten Rahmen in Mehrträgerzeichen moduliert, die den Datenstrom darstellen sollen, und

wobei der Musterlieferer das Muster in den Datenstrom entweder vor oder hinter dem Modulator liefert.

21. Sender nach Anspruch 19 oder 20,

bei dem der Übertragungspfad eine Zweidrahttelefon-Teilnehmerleitung ist.

22. Sender nach Anspruch 20,

bei dem der Modulator ein diskreter Mehrtonsender ist.

0

23. Sender nach einem der Ansprüche 19 bis 22, bei dem der einhundertneunundzwanzigste und der einhundertdreißigste Wert im Muster unabhängig von den Gleichungen Null ist, wenn N größer als 130 ist.

5

24. Sender nach einem der Ansprüche 19 bis 23, bei dem vor der Abgabe des Datenstromes auf den Übertragungspfad der Sender die j Werte des Musters in eine

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Vielzahl von Paaren von binären Werten gruppiert, wobei einer der binären Werte auf ein positives Energieniveau und der andere der binären Werte auf ein negatives Energieniveau abgebildet wird.
5

25. Sender nach Anspruch 24,

bei dem jedes der abgebildeten Paare einem Frequenzton des Mehrträgermodulations-Übertragungssystems entspricht.

26. Sender nach einem der Ansprüche 19 bis 23, bei dem vor der Abgabe des Datenstromes auf den Übertragungspfad der Sender einen der binären Werte der j Werte auf ein positives Energieniveau und den anderen der binären Werte der j Werte auf ein negatives Energieniveau abbildet, und sodann die abgebildeten Energieniveaus des Musters in eine Vielzahl von Wertepaaren gruppiert.

27. Sender nach Anspruch 25 oder 26,

der weiterhin einen Modulator (26) enthält, wobei der Modulator die codierten Rahmen durch Modulationen von zumindestens einer Untergruppe der Frequenztöne in Übereinstimmung mit den abgebildeten Paaren in Mehrträgerzeichen moduliert, welche den Datenstrom bilden sollen.
25

28. Sender nach einem der Ansprüche 19 bis 23 mit

einem Mittel zur Gruppierung der Werte des Musters in eine Vielzahl von Wertepaaren; und

einem Mittel zur Abbildung eines der Werte des 0 Musters auf ein positives Energieniveau und Abbildung des anderen der Werte des Musters auf ein negatives Energieniveau.

29. Sender nach Anspruch 28,

bei dem jedes der abgebildeten Paare einem Frequenzton des Mehrträgermodulations-Übertragungssystems entspricht, und der weiterhin einen Modulator enthält, wobei der Modulator

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die codierten Rahmen in Mehrträgerzeichen durch Modulation von zumindestens einer Untergruppe der Frequenztöne in Übereinstimmung mit den abgebildeten Paaren, welche den Datenstrom darstellen sollen, moduliert. 5

30. Sender für ein Mehrträgermodulationsübertragungssystem mit:

einem Codierer (22), der einen in Rahmen unterteilten Datenstrom empfängt und die Rahmen in Frequenzbereichs-Mehrträgerzeichen codiert;

einem Speicherbereich, welcher ein vorbestimmtes Zeitbereichssignal speichert, welches mit dem Datenstrom übertragen werden soll, und wobei das Zeitbereichssignal so definiert ist, daß die resultierende Frequenzbereichsversion einen Satz von j Werten darstellen würde, wenn eine inverse Transformation des vorbestimmten Zeitbereichssignals nach inverser Abbildung von positiven Energieniveaus auf einen binären Wert und von negativen Energieniveaus auf einen anderen binären Wert ausgeführt würde, wobei die j Werte mindestens einer Untergruppe der vom Mehrträgermodulations-Übertragungssystem benutzten Frequenztöne entsprechen, welche die Information tragen sollen, und wobei die Gruppe von j Werten aus einer Folge von N Werten gewählt wird, welche N Werte durch die folgende Gleichung bestimmt sind:

x[p] =1 für p=l bis 9,

&khgr; Cp] = x[p-4] <J)x[p-9] für &rgr; = 10 bis N,

0 wobei j und N ganze Zahlen größer als 1 sind, j kleiner oder gleich N ist und N größer als 10 ist, und wobei x[p] einen binären Wert des p-ten Wertes der Folge darstellt, und © die Modulo 2 Addition darstellt; und einer Ausgangsschaltung (14), um den Datenstrom und das vorbestimmte Zeitbereichssignal auf den Übertragungspfad auszugeben.

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31. Sender nach Anspruch 30,

bei dem der Übertragungspfad eine Zweidrahttelefon-Teilnehmer leitung ist.

32. Sender nach einem der Ansprüche 30 oder 31 mit:

einem Modulator (26), wobei der genannte Modulator die codierten Rahmen in Mehrträgerzeichen, welche den Datenstrom ergeben sollen, moduliert und worin der genannte Speicherbereich das vorbestimmte Zeitbereichssignal nach dem Modulator in den Datenstrom liefert.

33. Sender nach einem der Ansprüche 20, 21, 22, 30 oder 32,

bei dem der genannte Modulator ein diskreter Mehrtonsender und N = 512 ist.

34. Sender nach einem der Ansprüche 31 bis 33, bei dem der einhundertneunundzwanzigste und der einhundertdreißigste Wert in der inversen Transformation des vorbestimmten Zeitbereichssignals unabhängig von den Gleichungen Null ist, wenn N größer als 13 0 ist.

35. Ein eine Mehrträgermodulation verwendendes Übertragungssystem mit:

einem Sender (10) zur Übertragung von Zeichen, wobei der Sender einen Modulator (26) zur Transformation von komplexen Amplituden im Frequenzbereich in den Zeitbereich, einen Sendezeichenzähler zur Zählung der übertragenen Zeichen und eine Rahmensynchronisationsmusterquelle (24) 0 zur Lieferung eines Synchronisationsmusters, welches als eines der übertragenen Zeichen bei einem vorbestimmten Zählstand des Sendezeichenzählers übertragen werden soll, enthält; und

einem Empfänger (12) zum Empfangen der übertragenen Zeichen und zum Erhalten von Daten hiervon, wobei der Empfänger einen Demodulator (38) zur Transformation der empfangenen Zeitbereichswerte in komplexe Amplituden im

57 004 DE.A1 PAe Kahler, Käck, Fiener et cot.

Frequenzbereich, einen Empfangszeichenzähler zur Zählung der empfangenen Zeichen, und einen Rahmensynchronisierer (68) zur Entnahme von zumindest einem der empfangenen Zeichen, welches das Synchronisationsmuster vom genannten Sender enthält, zu einer Zeit, welche vom Zählstand der Zählung der empfangenen Zeichen abhängt, enthält.

36. Übertragungssystem nach Anspruch 35,

bei dem der Sender (10) die übertragenen Zeichen in einem Überrahmen überträgt, wobei der Überrahmen eine Vielzahl von Datenzeichen und ein Synchronisationszeichen enthält.

37. Übertragungssystem nach Anspruch 36,

bei dem das Synchronisationszeichen das letzte Zeichen des Überrahmens ist.

38. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 35, 36 oder 37,

bei dem der Empfänger (12) die aus den empfangenen Zeichen 0 entnommenen Synchronisationsmuster zur Überwachung der Rahmensynchronisation verwendet.

39. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 35, 36, 3 7 oder 38,

bei dem der Rahmensynchronisierer die Rahmensynchronisation durch Vergleich der Werte der Empfangszeichen, welche das Synchronisationsmuster enthalten, mit entsprechenden beim genannten Empfänger für das Synchronisationsmuster gespeicherten Werten überwacht, um ein Vergleichsresultat 0 zu erzeugen, und sodann das Vergleichsresultat mit zumindest einem Schwellwert zu vergleichen, um eine Anzeige des Vorliegens oder Verlustes der Rahmensynchronisation zu erzielen.

40. Übertragungssystem nach Anspruch 39, bei dem der Rahmensynchronisierer die Rahmensynchronisation überwacht durch die weitere Bestimmung eines

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Anpassungsbetrages zum Herstellen der Rahmensynchronisation, wenn die Rahmensynchronisation verlorengegangen ist, und sodann die Rahmengrenze in Übereinstimmung mit dem Anpassungsbetrag anpaßt, um die Rahmensynchronisation wiederherzustellen.

41. Ein eine Mehrträgermodulation verwendendes Übertragungssystem mit:

einem Sender (10) zur Übertragung von Zeichen, der einen Modulator (26) zur Transformation von komplexen Amplituden im Frequenzbereich in den Zeitbereich, einen Sendezeichenzähler zum Zählen der übertragenen Zeichen, und eine Rahmensynchronisationsmusterquelle (24) zur Lieferung eines Synchronisationsmusters, welches als eines der übertragenen Zeichen bei einem bestimmten Zählstand des Sendezeichenzählers übertragen werden soll, enthält; und

einem Empfänger (12) zum Empfangen der übertragenen Zeichen und zum Erhalten von Daten daraus, wobei der Empfänger einen Demodulator (38) zur Transformation der empfangenen Zeitbereichswerte in komplexe Amplituden im Frequenzbereich, einen Puffer (36) zur Lieferung der empfangenen Zeitbereichswerte zum Demodulator in Übereinstimmung mit einer Rahmengrenze, einen Empfangszeichenzähler zum Zählen der empfangenen Zeichen, und einen Rahmensynchronisierer (69) zum Erhalt von zumindest einem der vom genannten Sender zu einem Zeitpunkt, welcher vom Zählstand der Zählung der empfangenen Zeichen abhängt, empfangenen Zeichen aufweist, welches das Synchronisationsmuster enthält, zur Überwachung 0 der Rahmensynchronisation und zum Aktualisieren der Rahmensynchronisation, falls nötig.

42. Übertragungssystem nach Anspruch 41,

bei dem der Rahmensynchronisierer die Rahmensynchronisation 5 überwacht durch Vergleich der Werte der Empfangszeichen, welche das Synchronisationsmuster enthalten, mit entsprechenden beim Empfänger für das

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-10 a

Synchronisationsmuster gespeicherten Werten, um ein Vergleichsresultat zu erzeugen, und sodann das Vergleichsresultat mit zumindest einem Schwellwert zum Erhalt einer Anzeige des Vorliegens oder des Verlustes der Rahmensynchronisation vergleicht.

43. Übertragungssystem nach Anspruch 42,

bei dem der Rahmensynchronisierer die Rahmensynchronisation überwacht durch die weitere Bestimmung eines Anpassungsbetrages zur Wiederherstellung der Rahmensynchronisation, wenn die Rahmensynchronisation verloren wurde, und sodann eine Rahmengrenze in Übereinstimmung mit dem Anpassungsbetrag zur Wiederherstellung der Rahmensynchronisation anpaßt.

44. Vorrichtung zur Überwachung der Rahmensynchronisation in einem Übertragungssystem mit Mehrträgermodulation, bei dem ein wenigstens ein Synchronisationsmuster enthaltender Synchronisierungsrahmen übertragen wird, mit:

0 Mitteln zum Empfang der Werte des Synchronisationsrahmens;

Mitteln zum Vergleich der Werte des

Synchronisationsrahmens mit entsprechenden abgespeicherten Werten eines Synchronisationsmusters zur Erzeugung eines Vergleichsergebnisses, und

Mitteln zum Vergleich des Vergleichsergebnisses mit wenigstens einem Schwellenwert, um eine Anzeige bezüglich der Existenz oder des Verlustes des Synchronisationsrahmens zur Verfügung zu stellen.

45. Vorrichtung nach Anspruch 44,

bei der das Synchronisationsmuster einen Satz von j, aus einer Folge von N Werten ausgewählten Werten umfaßt, wobei die N Werte durch die folgende Gleichung bestimmt werden: 35

x[p] =1 für p= 1 bis 9,

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wobei j und N ganze Zahlen größer als 1 sind, j kleiner oder gleich N ist und N größer als 10 ist, und wobei x[p] einen binären Wert des p-ten Wertes der Folge darstellt, und Q) die Modulo 2 Addition darstellt.

46. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 44 oder 45, die weiterhin aufweist:

ein Mittel zum Bestimmen eines Anpassungsbetrages zum Rückspeichern des Synchronisationsrahmens, wenn die Vergleichsmittel anzeigen, daß der Synchronisationsrahmen verloren wurde, und

ein Mittel zur Anpassung einer Rahmengrenze in Übereinstimmung mit dem Anpassungsbetrag zum Rückspeichern des Synchronisationsrahmens.

47. Vorrichtung zur Übertragung eines

Synchronisationsrahmens zur Rahmensynchronisation in einem Mehrträgermodulations-Übertragungssystem, das einen Sender und einen Empfänger aufweist, mit:

einem Mittel zur Übertragung eines Satzes von Daten, wobei der Satz eine Vielzahl von Datenrahmen umfaßt,

einem Mittel zur Verwendung von zumindestens einem der Träger im Sender des Mehrträgermodulations-5 Übertragungssystems innerhalb jedes Datenrahmens beim Übertragen eines Frequenzsynchronisationssignals an den Empfänger; und

einem Mittel zur periodischen Übertragung eines zwischen einem Datensatz und dem nächsten Datensatz 0 hineingesetzten Synchronisationsrahmens, wobei der Synchronisationsrahmen zumindestens ein Synchronisationsmuster aufweist und wobei der Synchronisationsrahmen im Empfänger zum Überwachen und/oder im Bedarfsfall zum Zurückspeichern des 5 Synchronisationsrahmens benutzt wird.

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48. Vorrichtung nach Anspruch 47, bei der das Mehrträgermodulationssystem einen diskreten Mehrtonübertrager umfaßt, der die Übertragung durchführt.

49. Vorrichtung nach Anspruch 47 oder 48, bei der der Übertragungsweg eine Zweidrahttelefon-Teilnehmerleitung ist.

50. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 47 bis 49, bei der der Synchronisationsrahmem Muster mit j Werten umfaßt, wobei die j Werte aus N Werten einer nach der folgenden Gleichung bestimmten Folge ausgewählt werden:

x[p] =1 für p= 1 bis 9,

x[p] = x[p-4] @x[p-9] für &rgr; = 10 bis N,

wobei j und N ganze Zahlen größer als 1 sind, j kleiner oder gleich N ist und N größer als 10 ist, und wobei x[p] einen binären Wert des p-ten Wertes der Folge darstellt, und Ö5 die Modulo 2 Addition darstellt.

51. Vorrichtung zur Übertragung eines Synchronisationsrahmenmusters in einem, eine Vielzahl von Frequenztönen benutzenden Mehrträgermodulations-Übertragungssystem mit:

einem Mittel zum Erhalten eines Werte aufweisenden Synchronisationsrahmenmusters,

einem Mittel zum Gruppieren der Werte in Paare von Binärwerten;

0 einem Mittel zum Abbilden eines der binären Werte auf einem positiven Energieniveau und zum Abbilden des anderen der binären Werte auf einem negativen Energieniveau;

einem Mittel zum Zuordnen jedes der dargestellten Paare zu einem entsprechenden der Frequenztöne des 5 Mehrträgermodulations-Übertragungssystems ;

einem Mittel zum Modulieren von wenigstens einer Teilmenge der Frequenztöne in Übereinstimmung mit den

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dargestellten Paaren, um entsprechende modulierte Synchronisationsrahmendaten zu erzeugen; und

einem Mittel zum Übertragen der modulierten Synchronisationsrahmendaten.
5

52. Vorrichtung nach Anspruch 51, bei der die modulierten Rahmensynchronisationsdaten ein Mehrträgerzeichen sind.

53. Vorrichtung nach Anspruch 52, bei der jedes der binären Wertepaare eine komplexe Zahl darstellt, wobei jedes der binären Wertepaare als (Xj,Yj) dargestellt wird und jedes der Paare eine komplexe Zahl Z· = Xj + Yj für eine bei der Modulation des Mehrträgerzeichens zur Übertragung benutzten Konstellation bestimmt.

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