DE69733597T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Schwankungskompensation im Frequenzbereich für einen Kommunikationssender - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Schwankungskompensation im Frequenzbereich für einen Kommunikationssender Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Frequenzkompensation und insbesondere auf Frequenzkompensation für Verstärkungsabweichungen im Durchlassbbereich eines Kommunikationssenders.
  • Hintergrund der Erfindung
  • In der Kommunikationstechnik werden spektrale Leistungsdichten-(PSD: power spectral density)Schablonen für Sendesignale spezifiziert, um ein Zusammenwirken unter konkurrierenden Produkten sicherzustellen. Es ist gut verstanden, dass während des Prozesses normaler Signalaufbereitung Frequenzen außerhalb des erwünschten PSD-Schablonenbereichs eingeführt werden. Als ein Ergebnis besteht eine Notwendigkeit, diese externen Frequenzkomponenten zu begrenzen. Dies wird durch verschiedene Filtertechniken erreicht, die Fre quenzen über einen spezifizierten Bereich limitieren. Beispielsweise können entweder analoge Filter oder digitale Filter verwendet werden, um Hochpass- und Tiefpass-Filterantworten zu liefern. Solche Filterung führt jedoch Verstärkungsabweichungen in die Durchlassbereiche des gefilterten Signals ein. Diese Verstärkungsabweichungen enthalten Komponenten, wie Welligkeit im Durchlassbereichs und "Dachschrägen" (droop) am Rand des Durchlassbereichs. Zusätzlich zu Verstärkungsabweichungen haben Filter andere Effekte, die bei einem Design-Prozess beachtet werden müssen, wie etwa Impulsantwortlängen- und Gruppenverzögerungsabweichung, die beide unerwünschte Ergebnisse einbringen können.
  • Es ist allgemein wünschenswert, die Abschwächung im Sperrbereich zu maximieren, während die Verstärkungsabweichung im Durchlassbereich minimiert werden soll. Es gibt jedoch eine fundamentalen Abwägung zwischen der Verstärkungsabweichung im Durchlassbereich und der Abschwächung, die im Übergangsbereich und im Sperrbereich vorliegt. Für ein Filter gegebener Ordnung verursacht eine Steigerung der Abschwächung im Sperrbereich einen Anstieg der Verstärkungsabweichung im Durchlassbereich. Gleichermaßen würde ein Filter derselben Ordnung, welches designt ist, die Verstärkungsabweichung im Durchlassbereich zu minimieren, zu einer verringerten Abschwächung im Sperrbereich führen. Allgemein werden Filter hoher Ordnung benötigt, um die Verstärkungsabweichungskomponenten im Durchlassbereich zu minimieren und die Sperrbereichsabschwächung zu maximieren.
  • Die Verwendung von Filtern hoher Ordnung ist teuer im Hinblick auf Design, Größe, Komplexität und Leistung. Als ein Ergebnis müssen die Design-Ingenieure zwischen der Ver wendung teurer Filter hoher Ordnung und weniger effizienter Filtern niedrigerer Ordnung wählen, wenn sie sich bemühen, Design-Spezifikationen zu erfüllen. Es wäre daher vorteilhaft, ein Filterschema zu implementieren, welches die Komplexität und Kosten eines bestimmten Sendefilters reduziert.
  • GB-A-2 261 142 offenbart ein Verfahren zum Codieren einer Rundsendungsübermittlung, um zusätzliche Daten zu tragen, wie beispielsweise eine Identifizierung des betroffenen Senders.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • In einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Sender zum Bereitstellen eines gefilterten Datenstroms zur Verfügung, wie in Anspruch 1 beansprucht.
  • In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Kommunikationssystems zur Verfügung, wie in Anspruch 8 beansprucht.
  • Weitere Aspekte sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
  • Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 illustriert in graphischer Form eine Reihe von Frequenz- und Zeitdomänen-Graphen für ein Kommunikations-Sende-/Empfangsgerät.
  • 2 illustriert in Form eines Blockdiagramms ein Kommunikations-Sende-/Empfangsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 3 illustriert in graphischer Form eine Reihe von Zeit- und Frequenzdomänen-Graphen für ein Kommunikations-Sende-/Empfangsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 4 illustriert in graphischer Form eine Serie von Frequenzdomänen-Wellenformen und Skalierungsfaktoren gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 5 illustriert in Form eines Flussdiagramms ein Verfahren zur Signalkorrektur gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Bei Betrieb empfängt die vorliegende Erfindung einen zu sendenden Datenstrom. Der Datenstrom wird von einer digitalen Schnittstelle in frequenzcodierte Daten gewandelt. Ein Verstärkungsblock empfängt die frequenzcodierten Daten und Verstärkungsanpassungsdaten.
  • Basierend auf den Verstärkungsanpassungsdaten erzeugen die frequenzcodierten Daten verstärkungsangepasste Daten. Die verstärkungsangepassten Daten werden in Zeitdomänendaten gewandelt. Die Zeitdomänendaten werden von einem Hochpass- und einem Dachschrägen-Korrekturfilter bearbeitet, um gefilterte Daten zu erzeugen. Die gefilterten Daten werden durch ein Analog-Frontend geschickt, um gefilterte analoge Daten zu liefern.
  • Verschaltung der Erfindung
  • In der folgenden Beschreibung der Verschaltung der vorliegenden Erfindung wird der Ausdruck "Bus" verwendet, um sich auf die Mehrzahl von Signalen oder Leitern zu be ziehen, die verwendet werden können, um einen oder mehrere verschiedene Informationstypen, wie etwa Daten, Adressen, Steuerung oder Status zu senden. Die Ausdrücke "Setzen" und "Negieren" werden verwendet, um sich auf das Ändern eines Signals, eines Status-Bits oder eines ähnlichen Elemtents in seinen logisch wahren bzw. logisch falschen Zustand zu beziehen. Wenn der logisch wahre Zustand ein logischer Pegel Eins ist, ist der logisch falsche Zustand ein logischer Pegel Null. Wenn der logisch wahre Zustand ein logischer Pegel Null ist, wäre der logisch falsche Zustand ein logischer Pegel Eins.
  • 2 illustriert in Form eines Blockdiagramms ein ADSL-Sende-/Empfangsgerät 50, welches eine ADSL-ATU-R (ADSL: Asymmetric Digital Subsriber Lines; ATU-R: transmitter unit remote terminal end) oder eine ADSL-ATU-C (ATU-C: transmitter unit office end) darstellt. Der Bereich des ADSL-Sende-/Empfangsgerätes 50 umfasst eine digitale Schnittstelle 52, eine Verstärkungsschaltung 54, eine IFFT-Schaltung 56 (IFFT: inverse fast transform: inverse schnelle Transformation), ein Hochpassfilter 58, ein Dachschrägen-Korrekturfilter 59, ein Analog-Frontend 60, ein Hochpassfilter 62, einen FFT-Bereich 64 (FFT fast transform: schnelle Transformation) und einen FEQ-Bereich 66 (FEQ: frequency equalizer: Frequenzegalisierer). Die digitale Schnittstelle 52 kommuniziert Information über einen Datenstrom. Die digitale Schnittstelle 52 ist mit der Verstärkerschaltung 54 gekoppelt, um einen frequenzcodierten Datenstrom zu liefern. Die Verstärkungsschaltung 54 ist mit der IFFT 56 gekoppelt, um einen verstärkungsangepassten Datenstrom zu liefern. Die IFFT 56 ist mit dem Hochpassfilter 58 gekoppelt, um einen Zeitdomänen-Datenstrom zu liefern.
  • Das Hochpassfilter 58 ist mit dem Dachschrägen-Korrekturfilter 59 gekoppelt, um einen gefilterten Datenstrom zu liefern. Das Dachschrägen-Korrekturfilter 59 ist mit dem Analog-Frontend 60 gekoppelt, um einen dachschrägenfilterkorrigierten Datenstrom zu liefern. Das Analog-Frontend 60 kommuniziert einen gefilterten analogen Datenstrom bidirektional. Das Analog-Frontend 60 ist mit dem Hochpassfilter 62 gekoppelt, um eine Repräsentation des gefilterten, analogen Datenstroms zu liefern. Das Hochpassfilter 62 ist mit der FFT 64 gekoppelt, um einen hochpassgefilterten Datenstrom zu liefern. Die FFT 64 ist mit dem FEQ 66 gekoppelt, um einen transformierten Datenstrom zu liefern. Der FEQ 66 ist mit der digitalen Schnittstelle 52 gekoppelt.
  • Beschreibung des Betriebs
  • 1 illustriert ein Diagramm 10, welches die Effekte eines nichtkompensierten Kommunikationssystems auf einen Eingangsdatenstrom zeigt. Das Kommunikationssystem von 1 ist repräsentativ für ein ADSL-System (Asymmetric Digital Subsriber Lines). Diese Figur illustriert unerwünschte Verstärkungsabweichungen, die das Ergebnis praktischer Grenzen von Filtertechniken sind.
  • Block 12 illustriert eine Datenstromrepräsentation in der Frequenzdomäne. Der Datenstrom wird von einer spektralen Leistungsdichte (PSD: power spectral density) auf der Y-Achse repräsentiert, die auf 1 normiert ist. Der Datenstrom hat eine konstante PSD-Komponente über seinen Frequenzbereich. Block 14 illustriert den Datenstrom von Block 12 nach einer Verstärkungsstufe. Die Verstärkungsstufe hat eine Verstärkung oder einen Skalierungsfaktor N in den Da tenstrom eingeführt, um einen verstärkungsangepassten Datenstrom zu erzeugen. Block 17 illustriert den verstärkungsangepassten Datenstrom von Block 14 nach einer Wandlung von der Frequenzdomäne in die Zeitdomäne. Diese Wandlung führt zusätzliche Frequenzkomponenten ein, die in Block 16 illustriert sind, der eine Frequenzdomänen-Repräsentation des in Block 17 dargestellten Signals ist. Zum Zwecke der Illustration ist die unerwünschte Signalkomponente oder das Rauschen, wobei Rauschen jegliche unerwünschte Energieabweichung vom Ideal ist, als am tiefen Ende des Frequenzspektrums, welches zuvor keine Frequenzinformation enthielt, dargestellt. Außerdem sollte beachtet werden, dass zusätzliche Frequenzkomponenten, wie in Block 16 dargestellt, in einer Stärke vorliegen, die etwas kleiner ist als die Vollverstärkungsrepräsentation des übrigen Signals.
  • Block 19 repräsentiert das Signal von Block 17 nach einer Hochpass-Filterstufe. Man beachte, dass die Darstellungen der Zeitdomänensignale von Block 17 und Block 19 keine verwendbare Information zeigen. Daher werden die Frequenzdomänenrepräsentationen für die Zeitdomänenblöcke 17, 19 und 21 zur Verfügung gestellt. Die Frequenzdomänenrepräsentation des Signals von Block 19 ist in Block 18 gezeigt. In Block 18 kann man sehen, dass die niedrigen Frequenzkomponenten des Signals von Block 19 gefiltert wurden, was eine Abschwächung niedriger Frequenzen verursacht. Schließlich ist in Block 21 das Signal von Block 19 gezeigt, nachdem es von einem Analog-Frontend bearbeitet wurde. Das Analog-Frontend würde einen Leitungstreiber enthalten, um verarbeitete Information auf einem abschließenden Sendemedium zu präsentieren. Das Signal von Block 20 stellt die Frequenzdomänenrepräsentation des Signals von Block 21 dar.
  • 1 illustriert den Effekt der Datenverarbeitung durch ein Kommunikationssystem auf einen Datenstrom. Die unerwünschten Signalkomponenten können von einer Anzahl von Faktoren verursacht werden, einschließlich Frequenz-zu-Zeitdomänenwandlung und einer mit einem Sigma-Delta Digital-zu-Analog-Wandler (DAC: digital to analog converter) verbundenen Interpolation. Die unerwünschte Signalkomponente ist in Block 20 durch hohe und niedrige Frequenzenergie außerhalb einer erwünschten PSD-Schablone, die eine ideale, durch das Signal von Block 12 dargestellte Form hat, dargestellt. Mit anderen Worten würde bei einer idealen Situation das Datenstromsignal von Block 20 im Wesentlichen durch die Datenstromform von 12 repräsentiert werden.
  • Bei einem ADSL-System, das eine Ausführungsform eines Kommunikationssystems ist, erfordert es die vorgeschlagene Spezifikation, dass die Abschwächung und Welligkeit in dem Durchlassbereich auf nicht mehr als 3 dB limitiert ist. Lediglich ein begrenzter Bereich der 3 dB der erlaubten Verstärkungsabweichung steht den Filtern, die das in 1 dargestellte Signal erzeugen, zur Verfügung. Beispielsweise kann es sein, dass nur 1,5 dB für die analogen Bereiche der Schaltung, die die Signale von 1 erzeugen, verfügbar ist. Als ein Ergebnis dieser Beschränkung ist es wichtig, dass die in 1 beschriebenen Effekte nicht mehr als 1,5 dB Verstärkungsabweichung, wie durch die Spezifikation bestimmt, einführen. Diese Spezifikation zu erfüllen, führt zur Verwendung teurer Filter hoher Ordnung.
  • 2 illustriert ein ADSL-Kommunikationssende-/Empfangsgerät 50. Das Sende-/Empfangsgerät 50 repräsen tiert sowohl ein ADSL-ATU-R (transmitter unit remote terminal end) als auch ein ADSL-ATU-C (transmitter central office end). Obgleich eine ADSL-Implementation gezeigt ist, sollte verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung nicht speziell auf ADSL-Kommunikationstechnologien beschränkt ist.
  • Bei Betrieb wird ein Datenstrom von der digitalen Schnittstelle 52 empfangen. Der Datenstrom repräsentiert irgendwelche Daten, von denen gewünscht wird, dass sie gesendet werden. Beispielsweise wäre ein digitales Video eine mögliche Quelle des präsentierten Datenstroms. Die digitale Schnittstelle 52 wandelt die empfangenen Daten in frequenzcodierte Daten. Für ein ADSL-System würden die frequenzcodierten Daten von einer Anzahl von Frequenz-Bins präsentiert, wobei für jedes Frequenz-Bin oder jede Region ein frequenzcodiertes Signal eine bestimmte Anzahl von Bitwerten repräsentiert.
  • Ein Verstärkungsblock 54 empfängt die frequenzcodierten Daten und ein Durchlassbereichs-Verstärkungsabweichungsanpassungssignal. Das Durchlassbereichs-Verstärkungsabweichungsanpassungssignal enthält Verstärkungsanpassungsdaten zum Spezifizieren einer Verstärkung, die auf spezielle Frequenzen der frequenzcodierten Daten angewendet werden soll. Der Zweck des Durchlassbereichs-Abweichungsanpassungssignals ist es, in einer frühen Stufe diejenigen Teile der schlussendlichen, gefilterten Analogdaten, von denen bekannt ist, dass sie Abweichungen im Durchlassbereich enthalten, anzupassen. Basierend auf dem Durchlassbereichs-Verstärkungsabweichungsanpassungssignal wird eine Gesamtverstärkung berechnet und auf die frequenzcodierten Daten angewendet. Die Durchlassbereichs-Verstärkungsabwei chungsanpassungsdaten, die die erforderliche Verstärkungsanpassung für die frequenzcodierten Bins repräsentieren, können den Datenstrom in vielfältiger Weise beeinflussen. Beispielsweise könnte das Durchlassbereichs-Verstärkungsabweichungsanpassungssignal eine sich steigernde Verstärkung für jedes spezielle Bin der frequenzcodierten Daten spezifizieren; oder das Verstärkungsanpassungssignal könnte einen sich steigernden Verstärkungswert repräsentieren, der auf einen Frequenzbereich, der eine Anzahl von Bins umfasst, anzuwenden ist.
  • Auch kann das Durchlassbereichs-Verstärkungsabweichungsanpassungssignal in einer Anzahl von Weisen repräsentiert werden und es soll durch die unten stehenden Beispiele nicht beschränkt werden. Beispielsweise könnte eine Gleichung verwendet werden, um das Durchlassbereichs-Verstärkungsabweichungsanpassungssignal zu erzeugen. Dies würde erfolgen, indem eine gegebene Frequenz oder ein Frequenzbereich Information an die Gleichung liefern und das Ergebnis verwenden würde. Auch könnte eine Tabelle verwendet werden, um auf das Verstärkungsanpassungssignal für eine gegebene Frequenz oder einen gegebenen Frequenzbereich zuzugreifen. Diese Gleichungen oder Tabellen könnten extern von einem Benutzer, basierend auf beobachteten Resultaten, erzeugt werden oder man könnte sie erhalten, indem ein Trainingsalgorithmus in einer integrierten Weise mit einem Kommunikations-Sende-/Empfangsgerät, wie etwa dem Sende-/Empfangsgerät 50 implementiert würde. Diese Optionen sollen weiter unten diskutiert werden.
  • Als nächstes wird bei Block 56 eine IFFT (inverse fast transform: inverse schnelle Transformation) auf den verstärkungsangepassten Daten durchgeführt, um die Frequenzin formation in die Zeitdomäne zu wandeln. Die Zeitdomänendaten werden weiter von den Hochpassfiltern 58 und dem Dachschrägen-Korrekturfilter 59 gefiltert. Die Filter 58 und 59 sind implementiert, um weiter die erwünschte PSD-Schablone, wie spezifiziert, zu erhalten. Die von dem Dachschrägen-Korrekturfilter 59 gelieferten gefilterten Daten werden von der Analog-Frontend und Leitungstreiberschnittstelle 60 empfangen.
  • Der Analog-Frontend- und Leitungstreiberschnittstellenblock 60 umfasst eine Vielzahl von Sendekomponenten on- und off-Chip, einschließlich: ein Interpolationsfilter; einen Sigma-Delta-Modulator; einen herkömmlichen Digital-zu-Analog-Wandler (DAC); ein Glättungsfilter und einen Sendetreiber. Außerdem würden on-Chip-Empfangskomponenten umfassen: einen Abschwächer zum Empfangen von Daten aus der Leitung; einen programmierbaren Egalisierer zum Bereitstellen einer Verstärkung für kleine Signale; einen Analog-zu-Digital-Wandler (ADC). Bei einer Implementation würden off-Chip-Bereiche des Analog-Frontend und Leitungsschnittstellenblocks 60 einen Leitungstreiber und eine Hybrid-Komponente umfassen, die sowohl zum Senden als auch zum Empfangen von Daten dient. Die Hybridkomponente wird als Schnittstelle zwischen dem ADSL-Sende-/Empfangsgerät 50 und Sendemedien (nicht dargestellt) verwendet, indem sie gesendete Daten von empfangenen Daten trennt.
  • Von der Analog-Frontend- und Leitungstreiberschnittstelle 60 empfangene Daten werden durch den Hochpassfilterblock 62 geschickt. Dieser Block entfernt niedrige Frequenzkomponenten und ist im Stand der Technik wohlbekannt und soll nicht weiter diskutiert werden. Die Information aus dem Hochpassfilterblock 62 wird von dem Zeit-zu-Fre quenzwandlungsblock 64 empfangen, der bei dieser Implementation eine schnelle Transformation (FFT) implementiert. Die Frequenzdomänenausgabe von Block 64 enthält codierte Daten in Frequenz-Bins. Die Frequenzdomäneninformation aus der FFT 64 ist mit einem Frequenzegalisierungsblock (FIQ) 66 gekoppelt. Der FIQ 66 liefert jegliche erforderliche Egalisierung unter den Bins des empfangenen Signals. Der SEQ 66 ist mit der digitalen Schnittstelle 52 gekoppelt. Die von dem Block 66 her empfangenen, frequenzcodierten Daten werden von der digitalen Schnittstelle 52 decodiert, um die codierten Daten wieder herzustellen.
  • 3 illustriert ein Diagramm 30, welches die Effekte eines ADSL-Kommunikations-Sende-/Empfangsgerätes 50 von 2 auf einen Datenstrom zeigt. Block 32 illustriert eine PSD-Repräsentation eines digitalen Datenstroms, umfassend frequenzcodierte Daten von der digitalen Schnittstelle 52 von 2. Block 34 illustriert die Verstärkung des Signals von Block 32, die von dem Durchlassbereichs-Verstärkungsabweichungsanpassungssignal abhängt. In Block 34 von 3 kann man sehen, dass nicht nur eine Verstärkung angewendet wurde, sondern eine Durchlassbereichs-Verstärkungsabweichungsanpassungskomponente hinzugefügt wurde (vergleiche Block 14 von 1). Man beachte, dass bei normalem Betrieb der Verstärkungsblock 34 eine Verstärkung des Datenstroms wie erforderlich liefern würde und dass lediglich zum Zwecke der Diskussion die Durchlassbereichs-Abweichungsanpassung in 3 illustriert ist.
  • Das Frequenzdomänensignal von Block 34 wird in dem IFFT-Block 56 von 2 in ein Zeitdomänensignal gewandelt. Das resultierende Signal ist in Block 37 von 3 repräsentiert. Block 36 illustriert eine Frequenzdomänen repräsentation des Signals von Block 37. Die IFFT-Wandlung führt eine niederfrequente Signalkomponente ein und ist in Block 36 illustriert. Als nächstes wird das Signal von Block 37 hochpassgefiltert, um die zusätzliche Niederfrequenzkomponente abzuschwächen und ist in Block 39 in der Zeitdomäne repräsentiert. Wie in Block 38, der eine Frequenzdomänenrepräsentation von Block 39 ist, gezeigt, tritt eine Abschwächung des Signals der zusätzlichen Niederfrequenzkomponente auf. Das hochpassgefilterte Signal von Block 39 wird mittels des Analog-Frontends 60, wie in 2 repräsentiert, bearbeitet. Nach diesen abschließenden Filtern kann man sehen, dass das Zeitdomänensignal 41, wie von dem Frequenzdomänensignal 40 repräsentiert, sehr viel näher bei dem Eingangssignal von Block 32 liegt, als dies sein Gegenstück von Block 20 in 1 tut.
  • Man kann daher sehen, dass durch Verwendung des Verstärkungsblocks 54 von 2, um bekannte Verstärkungsabweichungen zu kompensieren, schlussendlich ein saubereres Signal realisiert wird, wie in Block 40 illustriert. Modifizieren des Signals in dem Verstärkungsblock 54 erlaubt es, dass in den Schritten 58 und 59 ein Filterblock niedrigerer Ordnung verwendet wird, was es gestattet, ein kosteneffektiveres und platzeffizientes Design zu implementieren.
  • 4 repräsentiert eine Folge von Figuren, nämlich die 4-1 bis 4-5, die eine Sequenz von Wellenform- und Skalierungsfaktor-Diagrammen zum Bestimmen des Durchlassbereichs-Verstärkungsabweichungsanpassungssignals von 2 illustrieren. 4-1 repräsentiert einen PSD-Plot der gefilterten analogen Daten, wie sie von dem Analog-Frontend 60 von 1 gesendet würden. Die Y-Achse des Graphen von 4-1 repräsentiert dBm/Hz, wohingegen die X-Achse die Frequenz repräsentiert.
  • Ein idealer PSD-Plot ist in 4-1 durch eine gestrichelte Linie repräsentiert. Das ideale Signal weist scharfe Ränder auf, die den Durchlassbereich definieren. Ein repräsentatives PSD-Signal, welches möglicherweise vorliegt, ist durch eine durchgezogene Linie illustriert. Das repräsentative Signal weist eine Welligkeit im Durchlassbereich und Dachschrägen-Komponenten, die am Anfang und Ende des Durchlassbereichs auftreten, auf. Wie zuvor diskutiert, weicht das repräsentative Signal von dem erwünschten PSD-Signal dadurch ab, dass durch Verwendung ökonomisch machbarer Filtertechniken nicht-ideale Verstärkungsabweichungen innerhalb des Durchlassbereichs auftreten. Zum Zwecke des Beispiels ist bei der Frequenz fx die ideale PSD –40 dBm/Hz, während die repräsentative PSD –35 dBM/Hz ist.
  • 4-2 ist ein Plot, der die Differenz zwischen den idealen und repräsentativen PSDs von 4-1 illustriert. Man sollte beachten, dass bei anderen Ausführungsformen die ideale PSD tatsächlich eine erwünschte PSD sein könnte, welche Verstärkungsvariationen definiert. Man sollte weiter beachten, dass 4-2 die Unterschiede vom Ideal innerhalb des Durchlassgebietes lediglich illustriert und nicht als Beschränkung gemeint ist. Bei der Frequenz fx besteht eine Differenz von 5 dB.
  • 4-3 repräsentiert ein Inverses des Plots von 4-2. Die Frequenz fx ist –5 dB. Dieser Wert würde, wenn er mit dem repräsentativen Plot von 4-2 kombiniert würde, den idealen PSD-Plotwert von –40 dBm/Hz liefern. Dies kann mittels der vorliegenden Erfindung erreicht werden, indem das Durchlassbereichs-Verstärkungsabweichungsan passungssignal, wie es von Block 54 von 2 aus der Signalinformation von 4-3 empfangen wird, erzeugt wird. Das Durchlassbereichs-Verstärkungsabweichungssignal kann durch Bereitstellung einer Gleichung, die den Plot von 4-3 repräsentiert, durch Implementieren einer Tabelle von Werten, die die Plotwerte von 4-3 repräsentieren oder auf irgendeine andere angemessene Weise definiert werden. Dies erlaubt es, dass Signal von Block 34 von 3 zu erzeugen. Auf die zuvor diskutierte Weise wird schlussendlich ein gefiltertes analoges Datensignal von dem Frontend- und Leitungs-Schnittstellenblock 60 von 2 empfangen, welches das ideale Signal besser annährt. 4-5 repräsentiert dieses gefilterte analoge Datensignal bei der betrachteten Erfindung. Man beachte, dass man, obgleich der Plot von 4-5 mit dem idealen Signal von 4-1 überein zu stimmen scheint, aufgrund von Prozessabweichungen oder einer anderen Störung, die bei der vorliegenden Diskussion nicht in Betracht gezogen wurde, Abweichungen erhalten kann.
  • Eine aus dem Plot von 4-3 abgeleitete Gleichung, die verwendet wird, um das Durchlassbereichs-Abweichungsanpassungssignal von 2 zu erzeugen, würde es erlauben, dass Werte für jede erwünschte Frequenz berechnete würden. Wenn das Durchlassbereichs-Abweichungsanpassungssignal Tabellen-generiert ist, würde ein Speicherbereich (in 2 nicht dargestellt) verwendet werden, um die Tabellendaten zum Zugriff durch die Verstärkungsbereiche 54 zu speichern.
  • 5 illustriert ein Verfahren 80 zum Erlangen eines Durchlassbereichs-Verstärkungsabweichungsanpassungssignals, wie von Block 54 von 2 empfangen. Bei Schritt 82 wird ein Eingangsdatenstrom mit vorausgewähltem Frequenzinhalt im Durchlassbereich empfangen. Der Frequenzinhalt sollte die Frequenzbereiche und die Amplituden bei diesen Frequenzen enthalten, so dass die PSDs bestimmt werden können. Als nächstes werden bei Schritt 84 Daten am Senderausgang eines Kommunikationssystems empfangen. Als nächstes wird in Schritt 86 eine Frequenzdomänenanalyse auf den an dem Ausgang des Systems empfangenen Daten durchgeführt. Als nächstes wird in Schritt 88 eine Verstärkungsabweichung als eine Funktion der Frequenz, basierend auf den Frequenzdomänenanalysedaten von Schritt 86 bestimmt. Als nächstes wird in Schritt 90 eine Verstärkungsskalierung definiert, um die Verstärkungsabweichung zu korrigieren. Als nächstes werden in Schritt 92 frequenzabhängige Skalierungsfaktoren, basierend auf den Verstärkungsskalierungsdaten aktualisiert.
  • Die Aktualisierung von Schritt 92 könnte in der Form des Erzeugens einer neuen Gleichung, um die zu korrigierenden Verstärkungsabweichungen zu repräsentieren, des Erzeugens von geeigneten Skalierungsfaktoren enthaltender Tabellen oder in anderem geeignetem Format erfolgen. Als nächstes wird in Schritt 94 eine Frequenzrepräsentation des Eingangsdatenstroms, wie in Schritt 82 bereitgestellt, mit den in Schritt 92 erzeugten Verstärkungsskalierungsdaten multipliziert. Als nächstes wird in Schritt 96 die Frequenzrepräsentation von Schritt 94 in eine Zeitrepräsentation gewandelt, um ein verstärkungsangepasstes Signal zu erzeugen. Als nächstes wird in Schritt 98 eine Hochpass-Filteroperation auf den verstärkungsangepassten Daten durchgeführt, um gefilterte Daten zu erzeugen. Als nächstes werden in Schritt 100 die gefilterten Daten interpoliert oder moduliert, um bearbeitete Daten zu erzeugen. Als nächstes wird in Schritt 102 eine DAC-Wandlung auf den bearbeiteten Daten durchgeführt, um analoge Daten zu erhalten. Als nächsten wird in Schritt 104 eine Tiefpass-Filterfunktion auf die analogen Daten angewendet, um analoge gefilterte Daten zu erzeugen.
  • Die Schritte 94104 können auf jeglichen neuen Daten, die von der digitalen Schnittstelle 52, wie in 2 repräsentiert, empfangen werden, wiederholt werden. Sie Filterfunktionen des Analog-Frontends und des ADSL-Kommunikations-Sende-/Empfangsgerätes 50 sind jedoch im Allgemeinen festgelegt und sollten, wenn sie einmal bestimmt sind, nicht geändert werden. Als solche könnten die Schritte 8292 des Verfahrens 80 von einem Benutzer durchgeführt und dem Sende-/Empfangsgerät zur Verfügung gestellt werden oder sie könnten von dem System 50 dynamisch bestimmt und zur weiteren Verwendung gespeichert und von dem System dynamisch neu berechnet werden, wie erforderlich.
  • Es sollte nunmehr offensichtlich sein, dass durch Bestimmen einer einem Kommunikationssystem inne wohnenden Verzerrung und durch Anpassung an den Verzerrungsbetrag während eines anfänglichen Verstärkungsanpassungsschrittes die Gesamtsystemleistung verbessert werden kann. Diese Verbesserung wird weiter durch eine Technik erreicht, die einen Systemüberbau minimiert, indem der Verstärkungsanpassungsbereich der Schaltung bereits besteht und durch weiteres Verwenden dieser vorexistierenden Schaltung können andere Bereiche der Kommunikationsvorrichtung ebenfalls hinsichtlich Größe und Kosten minimiert werden.
  • Es sollte verstanden werden, dass, obgleich eine spezielle ADSL-Implementation der vorliegenden Erfindung präsentiert wurde, andere Erfindungen nicht ausgeschlossen sind. Beispielsweise könnten andere diskrete Multiton-Implementationen außer ADSL von der vorliegenden Erfindung profitieren. Spezieller wurde die Verstärkungsanpassung unter Bezugnahme auf 4 als nur innerhalb des idealen Durchlassbereichs auftretend gezeigt; tatsächlich kann es wünschenswert sein, eine Anpassung an Effekte außerhalb des idealen Durchlassbereichs vorzunehmen. Wenn ein Flankenabfall außerhalb des Durchlassbereichs berücksichtigt wird, wird man verstehen, dass das Durchlassbereichs-Verstärkungsabweichungsanpassungssignal Verstärkungskomponenten außerhalb des spezifizierten Durchlassbereichs hätte. Im Allgemeinen könnte jedes System, welches in der Frequenzdomäne codierte Information beinhaltet, von der Verwendung der vorliegenden Erfindung profitieren.

Claims (10)

  1. Sender (50) zum Bereitstellen eines gefilterten Datenstroms, umfassend: eine Schnittstellenschaltung (52) zum Empfangen eines Datenstroms und zum Erzeugen eines frequenzcodierten Datenstroms; und dadurch gekennzeichnet, dass er weiter umfasst: eine mit der Schnittstellenschaltung (52) gekoppelte Verstärkungsschaltung (54) zum Empfangen des frequenzcodierten Datenstroms, wobei die Verstärkungsschaltung den frequenzcodierten Datenstrom um einen Skalierungsfaktor skaliert, um einen angepassten Datenstrom zu erzeugen, wobei der Skalierungsfaktor eine gewünschte Durchlassband-Abweichung in dem gefilterten Datenstrom erzeugt.
  2. Sender (50) nach Anspruch 1, weiter umfassend: eine Wandlerschaltung (56) zum Wandeln des angepassten Datenstroms von einer Frequenzdomäne in eine Zeitdomäne, um einen Zeitdomänen-Datenstrom zu erzeugen, wobei die Wandlerschaltung (56) mit der Verstärkungsschaltung (54) gekoppelt ist, um den angepassten Datenstrom zu empfangen.
  3. Sender (50) nach Anspruch 2, weiter umfassend: einen Filter (58) zum Filtern eines Bereichs des Zeitdomänen-Datenstroms, um den gefilterten Datenstrom zu erzeugen.
  4. Sender (50) nach Anspruch 3, wobei der Skalierungsfaktor ein Inverses einer von dem Filter (58) in den gefilterten Datenstrom eingebrachten Abweichung ist.
  5. Sender (50) nach Anspruch 1, weiter umfassend: einen Speicher zum Speichern des Skalierungsfaktors, wobei der Speicher mit der Verstärkungsschaltung (54) gekoppelt ist, um den Skalierungsfaktor zu liefern.
  6. Sender (50) nach Anspruch 1, wobei der Skalierungsfaktor von einer externen Quelle berechnet wird.
  7. Sender (50) nach Anspruch 1, weiter umfassend: eine Trainingsschaltung zum Erzeugen des Skalierungsfaktors.
  8. Verfahren zum Betrieben eines Kommunikationssystems (50) umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Eingangsdatenstroms in das Kommunikationssystem (50) mit einer idealen Frequenzantwort; Erlangen eines Ausgangsdatenstroms aus dem Kommunikationssystem als Antwort auf den Eingangsdatenstrom; dadurch gekennzeichnet, dass weiter die folgenden Schritte umfasst sind: Wandeln des Ausgangsdatenstroms von einer Zeitdomäne in eine Frequenzdomäne, um einen frequenzcodierten Datenstrom zu erhalten; Bestimmen einer Verstärkungsabweichung zwischen der idealen Frequenzantwort und einer Antwort des frequenzcodierten Datenstroms; Definieren eines Verstärkungsfaktors, um die Verstärkungsabweichung zu kompensieren; und Skalieren einer Frequenzrepräsentation des Eingangsdatenstroms durch den Verstärkungsfaktor, um einen verstärkungsangepassten Datenstrom zu erzeugen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, weiter umfassend den folgenden Schritt: Aktualisieren des Verstärkungsfaktors als Antwort auf die Verstärkungsabweichung.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, weiter umfassend den folgenden Schritt: Wandeln des verstärkungsangepassten Datenstroms von der Frequenzdomäne in die Zeitdomäne, um einen Zeitdomänen-Datenstrom zu erzeugen; Durchführen einer Filteroperation auf dem Zeitdomänen-Datenstrom, um einen gefilterten Datenstrom zu erzeugen; Interpolieren des gefilterten Datenstroms, um einen bearbeiteten Datenstrom zu erzeugen; Wandeln des gefilterten Datenstroms von einem digitalen Datenstrom in einen analogen Datenstrom; und Tiefpassfiltern des analogen Datenstroms, um einen gefilterten analogen Datenstrom zu erzeugen.
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