DE69829725T2

DE69829725T2 - Synchronization of multi-carrier senders via time-division duplex channels

Info

Publication number: DE69829725T2
Application number: DE69829725T
Authority: DE
Inventors: Nicholas P Sands; John A.C. Bingham
Original assignee: Amati Communications Corp
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1997-11-18
Filing date: 1998-11-18
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2018-11-19
Also published as: CA2254807A1; KR19990045473A; DE69829725D1; KR100591644B1; CA2254807C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION

1. Gebiet der Erfindung1st area the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft Datenübertragungssysteme und insbesondere Datenübertragungssysteme, die die Zeitduplextechnik verwenden.The The present invention relates to data transmission systems, and more particularly Data transmission systems, that use the time-duplex technique.

2. Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the state of the technique

Bidirektionale digitale Datenübertragungssysteme werden derzeit für die Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikationen entwickelt. Ein Standard für Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikationen über ein verdrilltes Telephonleitungspaar, der sich entwickelt hat, ist als Asymmetrische Digitale Teilnehmerleitungen (ADSL) bekannt. Ein weiterer Standard für Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikationen über ein verdrilltes Telephonleitungspaar, der derzeit vorgeschlagen wird, ist als Digitale Teilnehmerleitungen mit sehr hoher Geschwindigkeit (VDSL) bekannt.bidirectional digital data transmission systems are currently for developed the high-speed data communications. A standard for high speed data communications over Twisted pair of telephone lines that has developed is as Asymmetric digital subscriber lines (ADSL) known. Another standard for high speed data communications over Twisted pair of telephone lines currently proposed is as very high speed digital subscriber lines (VDSL) known.

Die Alliance For Telecommunications Information Solutions (ATIS), die eine Gruppe ist, die von der ANSI Standard Group (American National Standard Institute Standard Group) anerkannt ist, hat eine Methode auf der Basis von diskretem Mehrton für die Übertragung von digitalen Daten über verdrillte Telephonleitungspaare zum Abschluss gebracht. Der als ADSL bekannte Standard ist hauptsächlich zum Übertragen von Videodaten und für einen schnellen Internetzugang über gewöhnliche Telephonleitungen vorgesehen, obwohl er in einer Vielfalt von anderen Anwendungen ebenso verwendet werden kann. Der North American Standard wird als ANSI T1.413 ADSL Standard (nachstehend ADSL-Standard) bezeichnet. Übertragungsraten unter dem ADSL-Standard sind vorgesehen, um die Übertragung von Informationen mit Raten von bis zu 8 Millionen Bits pro Sekunde (MBits/s) über verdrillte Telephonleitungspaare zu erleichtern. Das stan dardisierte System definiert die Verwendung eines diskreten Mehrtonsystems (DMT-Systems), das 256 "Töne" oder "Unterkanäle", die jeweils 4,3125 kHz breit sind, in der Vorwärtsrichtung (Stromabwärtsrichtung) verwendet. Im Zusammenhang mit einem Telephonsystem ist die Stromabwärtsrichtung als Übertragungen vom Vermittlungsamt (typischerweise im Besitz der Telephongesellschaft) zu einem entfernten Ort, der ein Endbenutzer (d. h. ein Heim- oder Geschäftsbenutzer) sein kann, definiert. In anderen Systemen kann die Anzahl von verwendeten Tönen umfangreich verändert werden.The Alliance For Telecommunications Information Solutions (ATIS), the a group is that of the ANSI Standard Group (American National Standard Institute Standard Group) has a method on the basis of discrete multitone for the transmission of digital data over twisted Phone line pairs completed. The known as ADSL Standard is mainly to transfer of video data and for a fast internet access over ordinary Telephone lines are provided, although in a variety of other applications can also be used. The North American Standard is called ANSI T1.413 ADSL standard (hereinafter ADSL standard). transmission rates under the ADSL standard are provided to the transmission of information with rates of up to 8 million bits per second (MBits / s) over twisted Facilitate telephone line pairs. The standardized system defines the use of a discrete multi-tone system (DMT system), the 256 "tones" or "subchannels", each 4.3125 kHz are wide, in the forward direction (Downstream direction) used. In the context of a telephone system is the downstream direction as transmissions from the central office (typically owned by the telephone company) to a remote location that is an end user (i.e., a home or business) Business users) can be defined. In other systems, the number of used Sounds extensive changed become.

Der ADSL-Standard definiert auch die Verwendung von umgekehrten Übertragungen mit einer Datenrate im Bereich von 16 bis 800 KBit/s. Die umgekehrten Übertragungen folgen einer Stromaufwärtsrichtung, wie beispielsweise vom entfernten Ort zum Vermittlungsamt. Somit stammt der Begriff ADSL von der Tatsache, dass die Datenübertragungsrate in der Stromabwärtsrichtung wesentlich höher ist als in der Stromaufwärtsrichtung. Dies ist in Systemen, die Videoprogrammierungs- oder Videokonferenzinformationen zu einem entfernten Ort über Telephonleitungen übertragen sollen, besonders nützlich.Of the ADSL standard also defines the use of reverse transfers with a data rate in the range of 16 to 800 kbps. The reverse transfers follow an upstream direction, such as from the remote location to the central office. Consequently The term ADSL comes from the fact that the data transfer rate in the downstream direction significantly higher is as in the upstream direction. This is in systems that have video programming or videoconferencing information transmitted to a remote location via telephone lines should, especially useful.

Da sowohl Stromabwärts- als auch Stromaufwärtssignale auf demselben Paar von Drähten laufen (d. h. sie sind dupliziert), müssen sie in gewisser Weise voneinander getrennt werden. Das im ADSL-Standard verwendete Duplexverfahren ist die Frequenzduplextechnik (FDD) oder Echokompensation. In Frequenzduplexsystemen belegen die Stromaufwärts- und Stromabwärtssignale verschiedene Frequenzbänder und werden an den Sendern und Empfängern durch Filter getrennt. In Echokompensationssystemen belegen die Stromaufwärts- und Stromabwärtssignale dieselben Frequenzbänder und werden durch Signalverarbeitung getrennt.There both downstream as well as upstream signals running on the same pair of wires (ie they are duplicated) they are in a sense separated from each other. That in the ADSL standard used duplex method is the frequency duplex technique (FDD) or Echo cancellation. In frequency duplex systems, the upstream and downstream Downstream signals different frequency bands and are separated at the transmitters and receivers by filters. In echo cancellation systems, the upstream and downstream signals occupy the same frequency bands and are separated by signal processing.

ANSI erzeugt einen weiteren Standard für ein Übertragungssystem auf Teilnehmerleitungsbasis, welcher als VDSL-Standard bezeichnet wird. Der VDSL-Standard soll Übertragungsraten von mindestens etwa 6 MBit/s und bis zu etwa 52 MBit/s oder mehr in der Stromabwärtsrichtung erleichtern. Gleichzeitig arbeitet der Digital, Audio and Video Council (DAVIC) auf einem ähnlichen System, das als Fiber to The Curb (FTTC) bezeichnet wird. Das Übertragungsmedium vom "Curb" zum Kunden sind unabgeschirmte verdrillte Standard-Telephonleitungspaare (UTP-Telephonleitungen).ANSI establishes another standard for a subscriber line based transmission system, which is called the VDSL standard. The VDSL standard is intended for transmission rates from at least about 6 Mbps and up to about 52 Mbps or more in the downstream direction facilitate. At the same time the Digital, Audio and Video Council works (DAVIC) on a similar one System referred to as Fiber to The Curb (FTTC). The transmission medium from the "curb" to the customer are unshielded Twisted standard telephone line pairs (UTP telephone lines).

Eine Anzahl von Modulationsschemata wurden zur Verwendung in den VDSL- und FTTC-Standards (nachstehend VDSL/FTTC) vorgeschlagen. Einige der möglichen VDSL/FTTC-Modulationsschemata umfassen beispielsweise Mehrfachträger-Übertragungsschemata wie z. B. diskrete Mehrtonmodulation (DMT) oder Diskrete Wavelet-Mehrton-Modulation (DWMT) sowie Einträger-Übertragungsschemata wie z. B. Quadraturamplitudenmodulation (QAM), trägerlose Amplituden- und Phasenmodulation (CAP), Quadraturphasenumtastung (QPSK) oder Restseitenbandmodulation.A Number of modulation schemes have been selected for use in the VDSL and FTTC standards (hereinafter VDSL / FTTC). Some the possible VDSL / FTTC modulation schemes include, for example, multiple carrier transmission schemes such as Discrete multitone modulation (DMT) or discrete wavelet multitone modulation (DWMT) and single-carrier transmission schemes such. B. Quadrature Amplitude Modulation (QAM), carrierless amplitude and phase modulation (CAP), quadrature phase shift keying (QPSK) or vestigial sideband modulation.

Außerdem haben Mehrfachträger-Modulationsübertragungsschemata aufgrund der hohen Datenübertragungsraten, die sie bieten, eine große Menge an Aufmerksamkeit erlangt. 1A ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines herkömmlichen Senders 100 für ein Mehrfachträgermodulationssystem. Der herkömmliche Sender 100 ist beispielsweise für eine DMT-Modulation in ADSL- oder VDSL-Systemen geeignet. Der Sender 100 empfängt zu übertragende Datensignale an einem Puffer 102. Die Datensignale werden dann vom Puffer 102 zu einer Vorwärtsfehlerkorrektureinheit (FEC-Einheit) 104 geliefert. Die FEC-Einheit 104 kompensiert Fehler, die an Nebensprechrauschen, Impulsrauschen, Kanalverzerrung usw. liegen. Die von der FEC-Einheit 104 ausgegebenen Signale werden zu einem Datensymbol-Codierer 106 geliefert. Der Datensymbol-Codierer 106 arbeitet zum Codieren der Signale für eine Vielzahl von Frequenztönen, die der Mehrfachträgermodulation zugeordnet sind. Beim Zuweisen der Daten oder Bits der Daten zu jedem der Frequenztöne verwendet der Datensymbol-Codierer 106 Daten, die in einer Sendebit-Zuweisungstabelle 108 und einer Sendeenergie-Zuweisungstabelle 110 gespeichert sind. Die Sendebit-Zuweisungstabelle 108 umfasst einen ganzzahligen Wert für jeden der Träger (Frequenztöne) der Mehrfachträgermodulation. Der ganzzahlige Wert gibt die Anzahl von Bits an, die dem speziellen Frequenzton zugewiesen werden sollen. Der in der Sendeenergie-Zu weisungstabelle 110 gespeicherte Wert wird verwendet, um eine Bruchzahl von Auflösungsbits über eine unterschiedliche Zuweisung von Energiepegeln zu den Frequenztönen der Mehrfachträgermodulation wirksam vorzusehen. Nachdem der Datensymbol-Codierer 106 die Daten auf jeden der Frequenztöne codiert hat, moduliert in jedem Fall eine Einheit 112 zur inversen schnellen Fouriertransformation (IFFT) die Frequenzbereichsdaten, die vom Datensymbol-Codierer 106 geliefert werden, und erzeugt zu übertragende Zeitbereichssignale. Die Zeitbereichssignale werden dann zu einem Digital/Analog-Umsetzer (DAC) 114 geliefert, wo die digitalen Signale in analoge Signale umgesetzt werden. Anschließend werden die analogen Signale über einen Kanal zu einem oder mehreren entfernten Empfängern übertragen.In addition, multicarrier modulation transmission schemes have received a great deal of attention due to the high data transfer rates they offer. 1A is a simplified block diagram of a conventional transmitter 100 for a multi-carrier modulation system. The conventional transmitter 100 is suitable, for example, for DMT modulation in ADSL or VDSL systems. The transmitter 100 receives to be transmitted data signals to a buffer 102 , The data signals are then from the buffer 102 to a forward error correction unit (FEC unit) 104 delivered. The FEC unit 104 compensates for errors due to cross-talk noise, impulse noise, channel distortion, etc. The one from the FEC unit 104 output signals become a data symbol encoder 106 delivered. The data symbol encoder 106 operates to encode the signals for a plurality of frequency tones associated with the multicarrier modulation. In assigning the data or bits of the data to each of the frequency tones, the data symbol encoder uses 106 Data contained in a send bit allocation table 108 and a transmit power allocation table 110 are stored. The send bit allocation table 108 includes an integer value for each of the carriers (frequency tones) of the multicarrier modulation. The integer value indicates the number of bits to be assigned to the particular frequency tone. The in the transmission energy allocation table 110 The stored value is used to effectively provide a fraction of resolution bits over a different allocation of energy levels to the frequency tones of the multicarrier modulation. After the data symbol encoder 106 has coded the data on each of the frequency tones, in each case modulates one unit 112 for Inverse Fast Fourier Transformation (IFFT), the frequency domain data provided by the data symbol encoder 106 are supplied, and generates time domain signals to be transmitted. The time domain signals are then converted to a digital to analogue converter (DAC). 114 delivered where the digital signals are converted into analog signals. Subsequently, the analog signals are transmitted via a channel to one or more remote receivers.

1B ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines herkömmlichen entfernten Empfängers 150 für ein Mehrfachträger-Modulationssystem. Der herkömmliche entfernte Empfänger 150 ist beispielsweise für die DMT-Demodulation in ADSL- oder VDSL-Systemen geeignet. Der entfernte Empfänger 150 empfängt analoge Signale, die durch einen Sender über einen Kanal übertragen wurden. Die empfangenen analogen Signale werden zu einem Analog/Digital-Umsetzer (ADC) 152 geliefert. Der ADC 152 setzt die empfangenen analogen Signale in digitale Signale um. Die digitalen Signale werden dann zu einer Einheit 154 zur schnellen Fouriertransformation (FFT) geliefert, die die digitalen Signale demoduliert, während die digitalen Signale von einem Zeitbereich in einen Frequenzbereich umgewandelt werden. Die demodulierten digitalen Signale werden dann zu einer Frequenzbereichsentzerrer-Einheit (FEQ-Einheit) 156 geliefert. Die FEQ-Einheit 156 führt eine Entzerrung an den digitalen Signalen durch, so dass die Dämpfung und Phase über die verschiedenen Frequenztöne entzerrt werden. Dann empfängt ein Datensymbol-Decodierer 158 die entzerrten digitalen Signale. Der Datensymbol-Decodierer 158 arbeitet zum Decodieren der entzerrten digitalen Signale, um die Daten oder Datenbits, die auf jedem der Träger (Frequenztöne) übertragen wurden, wiederherzustellen. Beim Decodieren der entzerrten digitalen Signale benötigt der Datensymbol-Decodierer 158 einen Zugang zur Bitzuweisungsinformation und zur Energiezuweisungsinformation, die verwendet wurden, um die Daten zu übertragen. Daher ist der Datensymbol-Decodierer 158 mit einer Empfangsbit-Zuweisungstabelle 162 und einer Empfangsenergie-Zuweisungstabelle 160 gekoppelt, die jeweils die Bitzuweisungsinformation und die Energiezuweisungsinformation speichern, die verwendet wurden, um die Daten zu übertragen. Die von jedem der Frequenztöne erhaltenen Daten werden dann zur Vorwärtsfehlerkorrektur-Einheit (FEC-Einheit) 164 weitergeleitet. Die FEC-Einheit 164 führt eine Fehlerkorrektur der Daten durch, um korrigierte Daten zu erzeugen. Die korrigierten Daten werden dann in einem Puffer 166 gespeichert. Anschließend können die Daten vom Puffer 166 abgerufen und durch den Empfänger 150 weiterverarbeitet werden. Alternativ könnte die Empfangsenergie-Zuweisungstabelle 160 zur FEQ-Einheit 166 geliefert und von dieser verwendet werden. 1B is a simplified block diagram of a conventional remote receiver 150 for a multi-carrier modulation system. The conventional remote receiver 150 is suitable, for example, for DMT demodulation in ADSL or VDSL systems. The remote receiver 150 receives analog signals transmitted by a transmitter over a channel. The received analog signals are converted to an analog-to-digital converter (ADC). 152 delivered. The ADC 152 converts the received analog signals into digital signals. The digital signals then become one unit 154 for fast Fourier transform (FFT), which demodulates the digital signals, while the digital signals are converted from a time domain into a frequency domain. The demodulated digital signals then become a frequency range equalizer unit (FEQ unit). 156 delivered. The FEQ unit 156 performs equalization on the digital signals so that the attenuation and phase are equalized over the different frequency tones. Then, a data symbol decoder receives 158 the equalized digital signals. The data symbol decoder 158 operates to decode the equalized digital signals to recover the data or data bits transmitted on each of the carriers (frequency tones). When decoding the equalized digital signals, the data symbol decoder requires 158 an access to the bit allocation information and the energy allocation information used to transmit the data. Therefore, the data symbol decoder is 158 with a receive bit allocation table 162 and a reception power allocation table 160 each storing the bit allocation information and the energy allocation information used to transmit the data. The data obtained from each of the frequency tones is then sent to the Forward Error Correction Unit (FEC unit). 164 forwarded. The FEC unit 164 performs error correction of the data to produce corrected data. The corrected data will then be in a buffer 166 saved. Then the data from the buffer 166 retrieved and by the recipient 150 be further processed. Alternatively, the receive energy allocation table could 160 to the FEQ unit 166 delivered and used by this.

Die Bitzuweisungstabellen und die Energiezuweisungstabellen, die im herkömmlichen Sender 100 verwendet werden, können als einzige Tabelle oder als einzelne Tabellen implementiert werden. Ebenso können die Bitzuweisungstabellen und die Energiezuweisungstabellen, die im entfernten Empfänger 150 verwendet werden, als einzige Tabelle oder als einzelne Tabellen implementiert werden. Der Sender 100 wird normalerweise auch durch eine Steuereinheit gesteuert und der entfernte Empfänger 150 wird normalerweise durch eine Steuereinheit gesteuert. Typischerweise sind die Steuereinheiten programmierbare Steuereinheiten.The bit allocation tables and the energy allocation tables used in the conventional transmitter 100 can be implemented as a single table or as individual tables. Likewise, the bit allocation tables and the energy allocation tables used in the remote receiver 150 can be used as a single table or as individual tables. The transmitter 100 is also normally controlled by a control unit and the remote receiver 150 is normally controlled by a control unit. Typically, the controllers are programmable controllers.

Der Sender 100 und der entfernte Empfänger 150, die in 1A bzw. 1B dargestellt sind, umfassen wahlweise andere Komponenten. Der Sender 100 könnte beispielsweise nach der IFFT-Einheit 112 ein zyklisches Präfix zu den Symbolen hinzufügen und der entfernte Empfänger 150 kann dann das zyklische Präfix vor der FFT-Einheit 154 entfernen. Der entfernte Empfänger 150 kann auch eine Zeitbereichs-Entzerrereinheit (TEQ-Einheit) zwischen dem ADC 152 und der FFT-Einheit 154 schaffen.The transmitter 100 and the remote receiver 150 , in the 1A respectively. 1B optionally include other components. The transmitter 100 for example, according to the IFFT unit 112 Add a cyclic prefix to the symbols and the remote receiver 150 then can the cyclic prefix before the FFT unit 154 remove. The remote receiver 150 Also, a time domain equalizer unit (TEQ unit) between the ADC 152 and the FFT unit 154 create.

Die meisten der vorgeschlagenen VDSL/FTTC-Übertragungsschemata verwenden eine Frequenzduplextechnik (FDD) für die Stromaufwärts- und Stromabwärtssignale. Andererseits verwendet ein spezielles vorgeschlagenes VDSL/FTTC-Übertragungsschema eine Zeitduplextechnik (TDD) für die Stromaufwärts- und Stromabwärtssignale. Insbesondere wird die Zeitduplextechnik in diesem Fall derart synchronisiert, dass periodische synchronisierte Stromaufwärts- und Stromabwärts-Kommunikationsperioden nicht miteinander überlappen. Das heißt, die Stromaufwärts- und Stromabwärts-Kommunikationsperioden für alle Drähte, die sich eine Bindeeinrichtung teilen, werden synchronisiert. Mit dieser Anordnung werden alle Übertragungen mit sehr hoher Geschwindigkeit innerhalb derselben Bindeeinrichtung synchronisiert und zeitduplexiert, so dass Stromabwärtskommunikationen nicht zu Zeiten übertragen werden, die mit der Übertragung von Stromaufwärtskommunikationen überlappen. Dies wird auch als Datenübertragungsschema (auf "Ping-Pong"-Basis) bezeichnet. Stillperioden, während denen in beiden Richtungen keine Daten übertragen werden, trennen die Stromaufwärts- und Stromabwärts-Kommunikationsperioden. Wenn die Methode der synchronisierten Zeitduplextechnik bei DMT verwendet wird, wird sie häufig als synchronisierter DMT (SDMT) bezeichnet.Most of the proposed VDSL / FTTC transmission schemes use a frequency duplex technique (FDD) for the upstream and downstream signals. On the other hand, a specific proposed VDSL / FTTC transmission scheme uses time-division duplexing Technology (TDD) for the upstream and downstream signals. In particular, the time division duplexing technique in this case is synchronized such that periodic synchronized upstream and downstream communication periods do not overlap one another. That is, the upstream and downstream communication periods for all wires sharing a binding device are synchronized. With this arrangement, all very high speed transmissions within the same binding device are synchronized and time duplexed, so that downstream communications are not transmitted at times that overlap with the transmission of upstream communications. This is also referred to as a "ping-pong" based data transmission scheme. Still periods during which data is not transmitted in either direction separate the upstream and downstream communication periods. When used in DMT, the synchronized time division duplex technique is often referred to as synchronized DMT (SDMT).

Ein gemeinsames Merkmal der vorstehend erwähnten Übertragungssysteme besteht darin, dass verdrillte Telephonleitungspaare zumindest als Teil des Übertragungsmediums verwendet werden, das ein Vermittlungsamt (z. B. eine Telephongesellschaft) mit Benutzern (z. B. Heim- oder Geschäftsbenutzern) verbindet. Selbst wenn eine Faseroptik von einem Vermittlungsamt zum Curb nahe dem Heim eines Benutzers zur Verfügung stehen kann, werden verdrillte Telephonleitungspaare verwendet, um die Signale vom Curb in das Haus oder Geschäft des Benutzers zu bringen.One common feature of the abovementioned transmission systems in that twisted pairs of telephone lines at least as part of the transmission medium used by a central office (eg a telephone company) Connects users (such as home or business users). Even if a fiber optic from a central office to the curb near the Home of a user available twisted pairs of telephone lines are used, to bring the signals from the curb into the user's home or business.

Die verdrillten Telephonleitungspaare werden in einer Bindeeinrichtung gruppiert. Obwohl sich die verdrillten Telephonleitungspaare innerhalb der Bindeeinrichtung befinden, schafft die Bindeeinrichtung einen angemessen guten Schutz gegen eine externe elektromagnetische Störung. Innerhalb der Bindeeinrichtung induzieren jedoch die verdrillten Telephonleitungspaare eine gegenseitige elektromagnetische Störung. Diese Art von elektromagnetischer Störung ist im Allgemeinen als Nebensprechstörung bekannt, die eine Nahnebensprechstörung (NEXT-Störung) und eine Fernnebensprechstörung (FEXT-Störung) umfasst. Wenn die Übertragungsfrequenz ansteigt, wird die Nebensprechstörung (NEXT-Störung) beträchtlich. Folglich können die Datensignale, die über die verdrillten Telephonleitungspaare mit hohen Geschwindigkeiten übertragen werden, durch die Nebensprechstörung, die durch andere verdrillte Telephonleitungspaare in der Bindeeinrichtung verursacht wird, signifikant verschlechtert werden. Wenn die Geschwindigkeit der Datenübertragung zunimmt, verschlimmert sich das Problem. Der Vorteil der synchronisierten Datenübertragung auf TDD-Basis (wie z. B. SDMT-Basis) besteht darin, dass die Nebensprechstörung (NEXT-Störung) von anderen Leitungen in einer Bindeeinrichtung im Wesentlichen beseitigt wird, vorausgesetzt, dass alle Leitungen für dieselbe Dauer übertragen (d. h. gleiches Mehrfachrahmenformat).The Twisted telephone line pairs are in a binding device grouped. Although the twisted pair phone lines within the binding device, the binding device creates a reasonably good protection against external electromagnetic interference. Within However, the binding device induce the twisted pairs of telephone lines a mutual electromagnetic interference. This type of electromagnetic interference is generally known as crosstalk, the one near crosstalk interference (NEXT interference) and includes a far-end crosstalk (FEXT) fault. If the transmission frequency increases, the crosstalk interference (NEXT interference) becomes considerable. Consequently, you can the data signals over the twisted pairs of telephone lines are transmitted at high speeds, through the crosstalk interference, by other twisted pairs of telephone lines in the binding device caused to be significantly worsened. When the speed the data transmission increases, the problem worsens. The advantage of synchronized Data transfer to TDD-based (such as SDMT-based) is that the crosstalk interference (NEXT interference) of others Lines in a binding device is substantially eliminated, provided that all lines transmit for the same duration (i.e., the same multiframe format).

Ein Datenübertragungssystem umfasst normalerweise ein Vermittlungsamt und eine Vielzahl von entfernten Einheiten. Jede entfernte Einheit kommuniziert mit dem Vermittlungsamt über einen Datenübermittlungsabschnitt (d. h. einen Kanal), der zwischen dem Vermittlungsamt und der speziellen entfernten Einheit hergestellt wird. Um einen solchen Datenübermittlungsabschnitt einzurichten, wird eine Initialisierungsverarbeitung durchgeführt, um Kommunikationen zwischen dem Vermittlungsamt und jeder der entfernten Einheiten zu initialisieren. Für die Zwecke der folgenden Erörterung umfasst ein Vermittlungsamt ein zentrales Modem (oder eine zentrale Einheit) und eine entfernte Einheit umfasst ein entferntes Modem. Diese Modems sind Sender/Empfänger, die die Datenübertragung zwischen dem Vermittlungsamt und der entfernten Einheit erleichtern. Das Vermittlungsamt umfasst somit normalerweise eine Vielzahl von Sendern/Empfängern der zentralen Seite, von denen jeder einen Sender der zentralen Seite und einen Empfänger der zentralen Seite aufweist, und die entfernte Einheit umfasst normalerweise einen Sender/Empfänger der entfernten Seite mit einem Sender der entfernten Seite und einem Empfänger der entfernten Seite.One Data transfer system usually includes a mediation office and a variety of distant units. Each remote unit communicates with the Employment Agency over a data link (i.e., a channel) connected between the central office and the special remote unit is made. To such a data transmission section to set up, an initialization processing is performed to Communications between the central office and each of the remote ones To initialize units. For the purposes of the following discussion a central office comprises a central modem (or a central modem) Unit) and a remote unit includes a remote modem. These modems are transceivers, the data transfer between the central office and the remote unit. The central office thus normally comprises a large number of Transmitters / receivers the central side, each of which is a transmitter of the central Page and a receiver the central side, and includes the remote unit usually a transmitter / receiver the remote side with a remote side transmitter and one receiver the distant side.

Ein herkömmliches Rahmensynchronisationsverfahren erforderte die Übertragung einer vorbestimmten Datensequenz, die von einem Empfänger empfangen und dann mit einer vorbestimmten gespeicherten Datensequenz korreliert wurde, um die Einstellung zu bestimmen, die erforderlich ist, um eine Synchronisation zu ergeben. Das US-Patent Nr. 5 627 863 beschreibt eine Rahmensynchronisationsmethode, die für Systeme (z. B. ADSL), die eine Frequenzduplextechnik (FDD) oder Echokompensation zum Vorsehen eines Duplexbetriebs verwenden, geeignet ist. Dieses Rahmensynchronisationsverfahren erfordert eine spezielle Start-Übungssequenz, um die Rahmensynchronisation zu erhalten. Die beschriebene Rahmensynchronisationsmethode ist jedoch für Systeme (z. B. synchronisiertes TDD oder SDMT), die eine Zeitduplextechnik verwenden, nicht geeignet, da die zeitliche Synchronisation für FDD oder Echokompensation nicht erforderlich ist, wie es bei TDD der Fall ist, um das Nebensprechen zu verringern.One conventional Frame synchronization method required the transmission of a predetermined one Data sequence received from a receiver and then correlated with a predetermined stored data sequence was used to determine the setting required to make one To give synchronization. U.S. Patent No. 5,627,863 describes a frame synchronization method used for systems (such as ADSL), the a frequency duplex technique (FDD) or echo cancellation for provision a duplex operation is suitable. This frame synchronization method requires a special start-up exercise sequence, to get the frame synchronization. The described frame synchronization method is however for Systems (eg synchronized TDD or SDMT) that use a time-duplex technique use, not suitable because the time synchronization for FDD or Echo cancellation is not required, as is the case with TDD is to reduce crosstalk.

Wenn ein Datenübertragungssystem in einer Zeitduplexweise (TDD-Weise) arbeitet, müssen die Sender und Empfänger des Vermittlungsamts und der entfernten Einheiten zeitlich synchronisiert werden, so dass das Senden und Empfangen zeitlich nicht überlappen. In einem Datenübertragungssystem finden Stromabwärtsübertragungen von einem Sender der zentralen Seite zu einem oder mehreren Empfängern der entfernten Seite statt und Stromaufwärtsübertragungen finden von einem oder mehreren Sendern der entfernten Seite zu einem Empfänger der zentralen Seite statt. Der Sender und der Empfänger der zentralen Seite können als Sender/Empfänger der zentralen Seite kombiniert werden und der Sender und Empfänger der entfernten Seite können als Sender/Empfänger der entfernten Seite kombiniert werden.When a data transmission system operates in a time-division-by-two (TDD) manner, the central office and remote units transmitters and receivers must be synchronized in time so that transmission and reception do not overlap in time. In a data transfer system Typically, downstream transmissions are from a central site transmitter to one or more remote side receivers and upstream transmissions are from one or more remote side transmitters to a central side receiver. The transmitter and the receiver of the central side can be combined as the transmitter / receiver of the central side, and the transmitter and receiver of the remote side can be combined as the transmitter / receiver of the remote side.

Im Allgemeinen werden in einem Zeitduplexsystem Stromaufwärtssignale mit Stromabwärtssignalen abgewechselt. Typischerweise werden die Stromaufwärtsübertragungen und die Stromabwärtsübertragungen durch ein Schutzintervall oder eine Stillperiode getrennt. Das Schutzintervall wird geschaffen, um zu ermöglichen, dass das Übertragungssystem die Richtung umkehrt, in der Daten übertragen werden, so dass eine Übertragung empfangen werden kann, bevor die Übertragung in der entgegengesetzten Richtung stattfindet. Einige Übertragungsschemata unterteilen die Stromaufwärts- und Stromabwärtsübertragungen in kleinere Einheiten, die als Rahmen bezeichnet werden. Diese Rahmen können auch zu Mehrfachrahmen gruppiert werden, die eine Reihe von Stromabwärtsrahmen und eine Reihe von Stromaufwärtsrahmen sowie Schutzintervalle zwischen den beiden umfassen.in the Generally, in a time division duplex system, upstream signals become with downstream signals alternated. Typically, the upstream transmissions become and the downstream transmissions separated by a guard interval or a lactation period. The guard interval is created to enable that the transmission system reverses the direction in which data is transmitted, allowing a transmission can be received before the transmission in the opposite Direction takes place. Some transmission schemes divide the upstream and downstream Downstream transmissions into smaller units called frames. These frames can can also be grouped into multiple frames that contain a series of downstream frames and a series of upstream frames and guard intervals between the two.

Die Zeitduplextechnik ist ein einfaches Verfahren, um einen Kanal (ein Medium) zwischen zwei oder mehr Sendern/Empfängern gemeinsam zu nutzen. Jedem Sender/Empfänger wird ein Zeitschlitz zugewiesen, während dessen er übertragen kann, und es gibt Stillperioden (Schutzintervalle), während denen keine Einheit übertragen darf. An Kanälen, die Nebensprechen (NEXT-Störung) zwischen mehreren Verbindungen ausgesetzt sind, muss, wenn die Zeitduplextechnik verwendet wird, eine Synchronisation unter allen so betroffenen Einheiten hergestellt und aufrechterhalten werden. Ein Beispiel ist der VDSL-Dienst, der die existierende Telephonschleifenanlage mit verdrilltem Paar verwendet, um bis zu 13-52 Mb/s auf Schleifen von bis zu 1,5 km zu transportieren. Paare, die für Teilnehmer vorgesehen sind, sind in einem Kabel zusammengebündelt, das aus 25-100 Paaren besteht. Die Nähe- und Hochfrequenzverwendung (0,2-11 MHz Signalbandbreite) führt zu signifikantem Nebensprechen zwischen benachbarten Paaren in einer Bindeeinrichtung. Um die gewünschte Datenrate auf Schleifen mit einer Länge von bis zu 1,5 km zu erhalten, ist DMT ein geeignetes Mehrfachträger-Modulationsschema. Dieses Schema macht einen ausgezeichneten Gebrauch von der Zeitduplextechnik, da eine einzelne FFT-Einheit während des Sendens und Empfangens verwendet werden kann und den Bedarf für zwei derartige FFT-Einheiten vermeidet, und wegen weiteren Einsparungen in der analogen Schaltungsanordnung.The Time-duplex technique is a simple method to create a channel (a Medium) between two or more transmitters / receivers to share. Each transmitter / receiver is assigned a time slot during which it is transmitted can, and there are periods of silence (guard intervals) during which no unit transferred may. On canals, the crosstalk (NEXT interference) must be exposed between multiple connections, if the time-duplex technique is used, a synchronization among all so affected Units are manufactured and maintained. An example is the VDSL service, which is the existing telephone loop system with twisted pair used to sand up to 13-52 Mb / s of up to 1.5 km. Couples working for participants are bundled together in a cable that consists of 25-100 pairs consists. The roundabouts- and high frequency usage (0.2-11 MHz signal bandwidth) leads to significant Crosstalk between adjacent pairs in a binding device. To the desired Receive data rates on loops of up to 1.5 km in length, DMT is a suitable multiple carrier modulation scheme. This Scheme makes excellent use of the time duplex technique, as a single FFT unit during sending and receiving can be used and the need for two such FFT units avoids, and because of further savings in the analog circuitry.

Ein synchronisiertes TDD-Teilnehmerleitungssystem des Standes der Technik ist durch WO 97/03506 offenbart, das oben erwähnt wurde.One Synchronized TDD subscriber line system of the prior art is disclosed by WO 97/03506 mentioned above.

Herkömmliche Rahmensynchronisationsverfahren sind nicht nur für synchronisierte TDD nicht gut geeignet, sondern sind auch unzuverlässig, wenn eine HF-Störung vorliegt. Aufgrund des Potentials für eine signifikante HF-Störung aufgrund von Amateurfunk-Frequenzbändern könnte die HF-Störung eine Signal leistung gleich oder vielleicht größer als die gewünschte Empfangssignalleistung unter einigen Bedingungen aufweisen. In einem synchronisierten TDD-System ist es jedoch wichtig, dass die Synchronisation hergestellt und aufrechterhalten wird, so dass Nebensprechen gemildert und kontrolliert wird und/oder empfangene Daten genau wiederhergestellt werden.conventional Frame synchronization methods are not good only for synchronized TDD but are also unreliable if an RFI is present. Due to the potential for a significant HF interference due to amateur radio frequency bands, the RF interference could be a signal power same or maybe bigger than the desired Receive signal power under some conditions. In one Synchronized TDD system, however, it is important that the synchronization is manufactured and maintained so that crosstalk is mitigated and controls and / or accurately retrieves received data become.

Folglich besteht ein Bedarf für verbesserte Synchronisationsverfahren für Zeitduplexsysteme.consequently there is a need for improved synchronization methods for time-division duplex systems.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION

Allgemein gesprochen, betrifft die Erfindung verbesserte Verfahren zum Synchronisieren von Sende- und Empfangsvorgängen eines Datenübertragungssystems, das die Zeitduplextechnik verwendet. Gemäß einem Aspekt der Erfindung verwenden die verbesserten Synchronisationsverfahren die zeitlich veränderliche Art der Energie der empfangenen Daten, um die Synchronisation zu erhalten. In einer Ausführungsform verwendet das verbesserte Synchronisationsverfahren die Ausgangssignale von einer Mehrfachträger-Modulationseinheit (z. B. einer FFT-Einheit) und schafft somit die Fähigkeit, Frequenztöne zu vermeiden, die für eine HF-Störung anfällig sind. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung verwenden die verbesserten Synchronisationsverfahren Nebensprechstörungspegel, um eine Synchronisation zu erhalten. Mit den verbesserten Synchronisationsverfahren können entfernte Empfänger im Datenübertragungssystem mit zentralen Sendern synchronisieren, zentrale Empfänger im Datenübertragungssystem können mit entfernten Sendern synchronisieren und zentrale Sender können miteinander synchronisieren.Generally The invention relates to improved methods for synchronizing of send and receive operations a data transmission system, that uses the time duplex technique. According to one aspect of the invention the improved synchronization methods use the time variable Type of energy of the received data to synchronize to receive. In one embodiment the improved synchronization method uses the output signals from a multi-carrier modulation unit (eg an FFT unit) and thus provides the ability to frequency sounds to avoid that for an RF interference susceptible are. According to one Another aspect of the invention uses the improved synchronization techniques Crosstalk interference levels, to get a synchronization. With the improved synchronization procedures can remote receiver in Data transfer system Synchronize with central stations, central receiver in the Data transfer system can Synchronize with remote transmitters and central transmitters can communicate with each other synchronize.

Die Erfindung kann in zahlreichen Weisen implementiert werden, einschließlich als Vorrichtung, System, Verfahren oder computerlesbare Medien. Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend erörtert.The The invention can be implemented in numerous ways, including as Device, system, method or computer readable media. Various embodiments The invention will be discussed below.

Es wird ein Verfahren zum Einstellen der Zeitsynchronisation für einen ersten Sender/Empfänger zum Empfangen von Datenrahmen, die von einem zweiten Sender/Empfänger über ein Übertragungsmedium zum ersten Sender/Empfänger gesendet werden, geschaffen, wobei der erste Sender/Empfänger und der zweite Sender/Empfänger zu einem Datenübertragungssystem gehören, das eine Zweiwege-Datenkommunikation unter Verwendung der Zeitduplextechnik schafft, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Messen einer Energiemenge für jeden von mehreren aufeinander folgenden Rahmen empfangener Daten; und (b) Erfassen einer Flanke in den mehreren aufeinander folgenden Rahmen der empfangenen Daten anhand der gemessenen Energiemengen, wobei die erfasste Flanke eine Burst-Flanke ist und wobei die Erfassung wenigstens die folgenden Schritte umfasst: (i) Berechnen aufeinander folgender Energieunterschiede in den mehreren gemessenen Energiemengen; (ii) Identifizieren eines größten der aufeinander folgenden Energieunterschiede, wobei der größte der aufeinander folgenden Energieunterschiede der Burst-Flanke entspricht; und (iii) Bestimmen einer Synchronisationsfehlerschätzung unter Verwendung der in den mehreren aufeinander folgenden Rahmen erfassten Flanke. Vorzugsweise ist die Synchronisationsfehlerschätzung ein geschätzter Synchronisationsfehler als Bruchteil der Zeit. Wahlweise überträgt das Datenübertragungssystem Daten unter Verwendung einer Mehrfachrahmenstruktur mit mehreren Rahmen, ein erster Satz der Rahmen im Mehrfachrahmen überträgt Daten in einer ersten Richtung und ein zweiter Satz der Rahmen im Mehrfachrahmen überträgt Daten in einer zweiten Richtung. Vorzugsweise verwendet der erste Sender/Empfänger einen Rahmengrenzenzeiger, um einen Beginn eines Rahmens im empfangenen Mehrfachrahmen zu identifizieren, und wobei das Verfahren ferner umfasst: (c) Einstellen des Rahmengrenzenzeigers in Übereinstimung mit der Synchronisationsfehlerschätzung. Wahlweise umfasst das Verfahren ferner: (d) Vergleichen der Synchronisationsfehlerschätzung mit einem Schwellenbetrag; (e) Wiederholen der Schritte (a) – (d), bis der Vergleich (d) angibt, dass die Synchronisationsfehlerschätzung kleiner als der Schwellenbetrag ist.A method is provided for adjusting the time synchronization for a first transceiver to receive data frames transmitted from a second transceiver via a transmission transmission medium to the first transceiver, the first transceiver and the second transceiver belonging to a data transmission system providing two-way data communication using time-division duplexing, the method comprising the steps of: (a) Measuring an amount of energy for each of a plurality of consecutive frames of received data; and (b) detecting an edge in the plurality of consecutive frames of the received data from the measured amounts of energy, wherein the detected edge is a burst edge, and wherein the acquisition comprises at least the following steps: (i) calculating successive energy differences in the plurality measured amounts of energy; (ii) identifying a largest of the successive energy differences, wherein the largest of the successive energy differences corresponds to the burst edge; and (iii) determining a synchronization error estimate using the edge detected in the plurality of consecutive frames. Preferably, the synchronization error estimate is an estimated synchronization error as a fraction of the time. Optionally, the data transmission system transmits data using a multiframe structure having a plurality of frames, a first set of the frames in the multiframe transmits data in a first direction, and a second set of frames in the multiframe transmits data in a second direction. Preferably, the first transceiver uses a frame boundary pointer to identify a beginning of a frame in the received multiframe, and wherein the method further comprises: (c) adjusting the frame boundary pointer in accordance with the synchronization error estimate. Optionally, the method further comprises: (d) comparing the synchronization error estimate to a threshold amount; (e) repeating steps (a) - (d) until the comparison (d) indicates that the synchronization error estimate is less than the threshold amount.

Es wird auch ein computerlesbares Medium geschaffen, das Programmbefehle zum Einstellen einer Synchronisation für einen ersten Sender/Empfänger zum Empfangen von Datenrahmen, die von einem zweiten Sender/Empfänger über ein Übertragungsmedium zum ersten Sender/Empfänger gesendet werden, enthält, wobei der erste Sender/Empfänger und der zweite Sender/Empfänger zu einem Datenübertragungssystem gehören, das eine Zweiwege-Datenkommunikation unter Verwendung der Zeitduplextechnik schafft, wobei die Programmbefehle so konfiguriert sind, dass sie: eine Energiemenge für jeden von mehreren aufeinander folgenden Rahmen empfangener Daten messen; und eine Flanke in den mehreren aufeinander folgenden Rahmen der empfangenen Daten anhand der gemessenen Energiemengen erfassen, wobei die erfasste Flanke eine Burst-Flanke ist, wobei die Befehle zum Erfassen ferner so konfiguriert sind, dass sie: aufeinander folgende Energieunterschiede in den mehreren gemessenen Energiemengen berechnen; einen größten der aufeinander folgenden Energieunterschiede identifizieren, wobei der größte der aufeinander folgenden Energieunterschiede der Burst-Flanke entspricht; und eine Synchronisationsfehlerschätzung unter Verwendung der in den mehreren der aufeinander folgenden Rahmen erfassten Flanke bestimmen.It It also creates a computer-readable medium that commands programs for setting a synchronization for a first transceiver for Receiving data frames from a second transceiver via a transmission medium to the first transmitter / receiver to be sent, containing the first transmitter / receiver and the second transceiver to a data transmission system belong, this is a two-way data communication using the time-duplex technique where the program commands are configured to: an amount of energy for everyone measure several consecutive frames of received data; and a flank in the plurality of consecutive frames capture received data based on the measured amounts of energy, wherein the detected edge is a burst edge, the instructions for detecting further configured to: one another following energy differences in the several measured amounts of energy to calculate; a greatest of each other Identify the following energy differences, with the largest of the successive energy differences of the burst edge corresponds; and a synchronization error estimate using the in the several consecutive frames determine the detected edge.

Ferner wird ein Empfänger für ein Datenübertragungssystem geschaffen, das die Zeitduplextechnik verwendet, um zwischen dem Senden und dem Empfangen von Daten zu wechseln, wobei der Empfänger umfasst: einen Analog/Digital-Umsetzer, wobei der Analog/Digital-Umsetzer analoge Daten empfängt, die über einen Kanal zu dem Empfänger gesendet worden sind, und die empfangenen analogen Signale in empfangene digitale Signale umsetzt; einen Eingangspuffer zum vorübergehenden Speichern der empfangenen digitalen Signale; eine Mehrfachträger-Demodulationseinheit, wobei die Mehrfachträger-Demodulationseinheit die empfangenen digitalen Signale von dem Eingangspuffer in Frequenzbereichsdaten für mehrere verschiedene Trägerfrequenzen demoduliert; eine Rahmensynchronisationseinheit, wobei die Rahmensynchronisationseinheit eine empfangene Rahmengrenze für die Mehrfachträger-Demodulationseinheit synchronisiert, indem sie eine Energiemenge für jeden von mehreren aufeinander folgenden Rahmen empfangener Daten misst; eine Flanke in den mehreren aufeinander folgenden Rahmen der empfangenen Daten anhand der gemessenen Energiemengen erfasst, wobei die erfasste Flanke eine Burst-Flanke ist, wobei die Erfassung umfasst: Berechnen aufeinander folgender Energieunterschiede in den mehreren gemessenen Energiemengen; Identifizieren eines größten der aufeinander folgenden Ener gieunterschiede, wobei der größte der aufeinanderfolgenden Energieunterschiede der Burst-Flanke entspricht; und Bestimmen einer Synchronisationsfehlerschätzung unter Verwendung der in den mehreren aufeinander folgenden Rahmen erfassten Flanke; eine Bitzuweisungstabelle (1124), wobei die Zuweisungstabelle Bitzuweisungsinformationen speichert, die beim Senden von Daten, die bei dem Empfänger empfangen werden, verwendet werden; einen Datensymbol-Decodierer, wobei der Datensymbol-Decodierer die Frequenzbereichsdaten empfängt und Bits, die den Frequenzbereichsdaten zugeordnet sind, aus den Trägerfrequenzen anhand der in der Bitzuweisungstabelle gespeicherten Bitzuweisungsinformationen decodiert; und einen Ausgangspuffer (1128) zum Speichern der decodierten Bits als wiedergewonnene Daten.Further, there is provided a receiver for a data transmission system that uses the time-duplexing technique to switch between transmitting and receiving data, the receiver comprising: an analog-to-digital converter, the analog-to-digital converter receiving analog data that have been sent to the receiver via a channel, and convert the received analog signals into received digital signals; an input buffer for temporarily storing the received digital signals; a multicarrier demodulation unit, the multicarrier demodulation unit demodulating the received digital signals from the input buffer into frequency domain data for a plurality of different carrier frequencies; a frame synchronization unit, the frame synchronization unit synchronizing a received frame boundary for the multi-carrier demodulation unit by measuring an amount of energy for each of a plurality of consecutive frames of received data; detects an edge in the plurality of consecutive frames of the received data based on the measured amounts of energy, wherein the detected edge is a burst edge, the detection comprising: calculating successive energy differences in the plurality of measured amounts of energy; Identifying a largest of the successive energy differences, wherein the largest of the successive energy differences corresponds to the burst edge; and determining a synchronization error estimate using the edge detected in the plurality of consecutive frames; a bit allocation table ( 1124 ), wherein the allocation table stores bit allocation information used in transmitting data received at the receiver; a data symbol decoder, wherein the data symbol decoder receives the frequency domain data and decodes bits associated with the frequency domain data from the carrier frequencies based on the bit allocation information stored in the bit allocation table; and an output buffer ( 1128 ) for storing the decoded bits as recovered data.

Es wird ein Verfahren zum Synchronisieren von Datenübertragungen durch einen gegebenen Sender zu einem anderen der Sender an einem zentralen Standort in Datenübertragungssystemen mit mehreren Sendern am zentralen Standort geschaffen, wobei die Sender Daten gemäß einem Mehrfachrahmenformat übertragen, das mindestens eine Stillperiode umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Messen der Energie in der Stillperiode, die dem gegebenen Sender durch Datenübertragungen von dem anderen der Sender an dem zentralen Standort zugewiesen wird; (b) Vergleichen der gemessenen Energie mit einem Schwellenbetrag; und (c) Modifizieren der Synchronisation für die Übertragungen durch den gegebenen Sender, wenn der Vergleich (b) angibt, dass die gemessene Energie den Schwellenbetrag übersteigt.There will be a method for synchronizing data transmission by a given transmitter to another of the transmitters at a central location in data transmission systems having a plurality of transmitters at the central site, the transmitters transmitting data according to a multiframe format comprising at least one silence period, the method comprising the steps of: (a ) Measuring the energy in the silent period assigned to the given transmitter by data transmissions from the other of the transmitters at the central site; (b) comparing the measured energy with a threshold amount; and (c) modifying the synchronization for the transmissions by the given transmitter if the comparison (b) indicates that the measured energy exceeds the threshold amount.

Es wird auch ein computerlesbares Medium geschaffen, das Programmbefehle enthält, um Datenübertragungen in einem Datenübertragungssystem zu synchronisieren, das an einem zentralen Standort mehrere Sender besitzt, wo ein externes Taktsignal für die Synchronisation der Sender nicht verfügbar ist, wobei die Sender Daten in Übereinstimmung mit einem Mehrfachrahmenformat senden, das wenigstens eine Stillperiode enthält, wobei die Programmbefehle so konfiguriert sind, dass sie: die Energie in der Stillperiode, die einem gegebenen Sender durch Datenübertragungen vom anderen der Sender an dem zentralen Standort zugewie sen wird, messen; die gemessene Energie mit einem Schwellenbetrag vergleichen; und die Synchronisation für die Übertragungen durch den gegebenen Sender modifizieren, wenn der Vergleich angibt, dass die gemessene Energie den Schwellbetrag übersteigt.It It also creates a computer-readable medium that commands programs contains to data transfers in a data transmission system to synchronize multiple transmitters in one central location owns, where an external clock signal for the synchronization of the transmitters not available is, the sender data in accordance with a multiframe format, the at least one silent period contains where the program commands are configured to: energy in the nursing period, the given transmitter through data transmissions from the other, the transmitter is assigned to the central site; compare the measured energy with a threshold amount; and the synchronization for the transmissions modify by the given transmitter if the comparison indicates that the measured energy exceeds the threshold amount.

Die Vorteile der Erfindung sind zahlreich. Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Synchronisation selbst in Gegenwart einer Hochfrequenzstörung (HF-Störung) wie z. B. aufgrund von Amateurfunkbenutzern erzielt werden kann. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sie für Datenübertragungssysteme, die die Zeitduplextechnik verwenden, wie z. B. synchronisierter DMT oder synchronisierte VDSL, gut geeignet ist. Noch ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sie relativ unempfindlich gegen Rauschen im Datenübertragungssystem ist.The Advantages of the invention are numerous. An advantage of the invention is that the synchronization itself in the presence of a RFI (RFI) such as B. due to amateur radio users can be achieved. Another advantage of the invention is that it can be used for data transmission systems, who use the time duplex technique, such. B. synchronized DMT or synchronized VDSL, is well suited. Yet another advantage The invention is that they are relatively insensitive to Noise in the data transmission system is.

Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung erläutert.Further Aspects and advantages of the invention will become apparent from the following detailed Description in conjunction with the accompanying drawings, which exemplifies the principles of the invention.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSUMMARY THE DRAWINGS

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht verstanden, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Strukturelemente bezeichnen und in denen:The The present invention will become apparent from the following detailed description easily understood in conjunction with the accompanying drawings, in which like reference numerals designate like structural elements and in which:

1A ein vereinfachtes Blockdiagramm eines herkömmlichen Senders für ein Mehrfachträger-Modulationssystem ist; 1A a simplified block diagram of a conventional transmitter for a multi-carrier modulation system is;

1A ein vereinfachtes Blockdiagramm eines herkömmlichen entfernten Empfängers für ein herkömmliches Mehrfachträger-Modulationssystem ist; 1A a simplified block diagram of a conventional remote receiver for a conventional multi-carrier modulation system is;

2 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Telekommunikationsnetzes ist, das zum Implementieren der Erfindung geeignet ist; 2 Fig. 10 is a block diagram of an exemplary telecommunications network suitable for implementing the invention;

3 ein Blockdiagramm einer Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 300 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist; 3 a block diagram of a processing and distribution unit 300 according to an embodiment of the invention;

4 ein Diagramm ist, das ein beispielhaftes Mehrfachrahmenformat darstellt, in dem ein gewisses Dienstniveau geschaffen ist; 4 Fig. 12 is a diagram illustrating an exemplary multiframe format in which a certain level of service is provided;

5A ein Ablaufdiagramm einer Synchronisationsverarbeitung gemäß einer grundlegenden Ausführungsform der Erfindung ist; 5A Fig. 10 is a flowchart of synchronization processing according to a basic embodiment of the invention;

5B ein Ablaufdiagramm einer Synchronisationsverarbeitung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist; 5B Fig. 10 is a flowchart of synchronization processing according to an embodiment of the invention;

6A und 6B Ablaufdiagramme einer Synchronisationsverarbeitung gemäß einer detaillierteren Ausführungsform der Erfindung sind; 6A and 6B Are flowcharts of synchronization processing according to a more detailed embodiment of the invention;

7 ein Ablaufdiagramm einer Flankenerfassungsverarbeitung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist; 7 Fig. 10 is a flowchart of edge detection processing according to an embodiment of the invention;

8 ein Ablaufdiagramm einer Synchronisationsfehlerschätzungsverarbeitung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist; 8th Fig. 10 is a flowchart of synchronization error estimation processing according to an embodiment of the invention;

9A und 9B Diagramme von Energiewerten und Energieunterschiedswerten für empfangene Daten über eine Sequenz von zwanzig Rahmen darstellen; 9A and 9B Represent graphs of energy values and energy difference values for received data over a sequence of twenty frames;

10A und 10B Energiewerte und Energieunterschiedswerte für empfangene Daten über eine Reihe von zwanzig Rahmen für das in 9A und 9B dargestellte Beispiel darstellen, nachdem eine Synchronisationseinstellung gemäß der Erfindung vorgenommen wurde; 10A and 10B Energy values and energy difference values for received data over a series of twenty frames for the in 9A and 9B illustrated example after a synchronization adjustment has been made according to the invention;

11 ein Blockdiagramm eines Empfängers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist; und 11 Fig. 10 is a block diagram of a receiver according to an embodiment of the invention; and

12 ein Ablaufdiagramm einer Synchronisationsverarbeitung zum Synchronisieren von benachbarten Sendern, um kleine Synchronisationsunterschiede zu kompensieren, ist. 12 a flowchart of a synchronization processing for synchronizing adjacent transmitters to compensate for small synchronization differences is.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft verbesserte Verfahren zum Synchronisieren von Übertragungs- und Empfangsvorgängen durch ein Datenübertragungssystem, das die Zeitduplextechnik verwendet. In einem Aspekt der Erfindung verwenden die verbesserten Synchronisationsverfahren die zeitlich veränderliche Art der Energie der empfangenen Daten, um die Synchronisation zu erhalten. In einem weiteren Aspekt der Erfindung verwenden die verbesserten Synchronisationsverfahren Nebensprechstörungspegel, um die Synchronisation zu erhalten. Mit den verbesserten Synchronisationsverfahren können entfernte Empfänger im Datenübertragungssystem mit zentralen Sendern synchronisieren, zentrale Empfänger im Datenübertragungssystem können mit entfernten Sendern synchronisieren und zentrale Sender können miteinander synchronisieren.The The invention relates to improved methods for synchronizing transmission and receiving operations through a data transmission system, that uses the time duplex technique. In one aspect of the invention the improved synchronization methods use the time changeable type the energy of the received data to get the synchronization. In a further aspect of the invention, the improved ones use Synchronization method crosstalk noise level to the synchronization to obtain. With the improved synchronization methods, remote receivers can be used in the Data transfer system synchronize with central transmitters, central receivers in the data transmission system can Synchronize with remote transmitters and central transmitters can communicate with each other synchronize.

Die in einem Zeitduplexsystem erforderliche Synchronisation erfordert, dass Übertragungen mit einer Mehrfachrahmenstruktur synchronisiert werden. Herkömmliche Zeitbereichsverfahren, die gewöhnlich Abtastwerte korrelieren, wie z. B. einen ersten und einen letzten Abtastwert in einem Rahmen, um ein zyklisches Präfix zu erfassen, sind aufgrund der wahrscheinlichen Anwesenheit einer HF-Störung in den Empfangssignalen, die die gleiche Leistung wie die gewünschten Signale aufweisen kann, nicht zuverlässig. Die Erfindung schafft jedoch genaue Verfahren zum Synchronisieren von Übertragungen in einem Zeitduplexsystem, selbst wenn die HF-Störung das Zeitbereichssignal unzuverlässig macht. Die Frequenzbereichsmethode zur Synchronisation, die von der Erfindung geschaffen wird, kann eine signifikante Unempfindlichkeit gegen die HF-Störung erhalten. In einer Ausführungsform verwendet das verbesserte Synchronisationsverfahren vorzugsweise die Ausgangssignale von einer Mehrfachträger-Modulationseinheit (FFT-Einheit) und schafft folglich die Fähigkeit, Frequenztöne zu vermeiden, die für eine Hochfrequenzstörung (HF-Störung) anfällig sind.The requires synchronization in a time-division duplex system, that transmissions be synchronized with a multiframe structure. conventional Time domain method, usually Scores correlate, such as. B. a first and a last Sample in a frame to detect a cyclic prefix are due to the probable presence of RF interference in the received signals, which can have the same performance as the desired signals, not reliable. However, the invention provides accurate methods of synchronization of transfers in a time division duplex system, even if the RF interference is the time domain signal unreliable power. The frequency domain method of synchronization used by of the invention can provide significant insensitivity received against the RF interference. In one embodiment preferably uses the improved synchronization method the output signals from a multi-carrier modulation unit (FFT unit) and thus creates the ability frequency sounds to avoid that for a radio frequency interference (RFI) are vulnerable.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf 1A-12 erörtert. Fachleute werden jedoch leicht erkennen, dass die hierin be züglich dieser Figuren gegebene detaillierte Beschreibung für Erläuterungszwecke dient, da sich die Erfindung über diese begrenzten Ausführungsformen hinaus erstreckt.Embodiments of the invention will be described below with reference to FIG 1A - 12 discussed. However, those skilled in the art will readily appreciate that the detailed description given herein with respect to these figures is for explanatory purposes as the invention extends beyond these limited embodiments.

2 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Telekommunikationsnetzes 200, das zum Implementieren der Erfindung geeignet ist. Das Telekommunikationsnetz 200 umfasst ein Vermittlungsamt 202. Das Vermittlungsamt 202 bedient mehrere Verteilungsstationen, um eine Datenübertragung zum und vom Vermittlungsamt 202 zu verschiedenen entfernten Einheiten zu schaffen. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist jede der Verteilungsstationen eine Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 204 (Knoten). Die Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 204 ist mit dem Vermittlungsamt 202 durch eine multiplexierte Hochgeschwindigkeits-Übertragungsleitung 206 gekoppelt, die die Form einer faseroptischen Leitung annehmen kann. Wenn die Übertragungsleitung 206 eine faseroptische Leitung ist, wird die Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 204 typischerweise als optische Netzwerkeinheit (ONU) bezeichnet. Das Vermittlungsamt 202 steht auch gewöhnlich mit anderen Verarbeitungs- und Verteilungseinheiten (nicht dargestellt) über multiplexierte Hochgeschwindigkeits-Übertragungsleitungen 208 und 210 in Dialogverkehr und koppelt mit diesen, aber nur der Betrieb der Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 204 wird nachstehend erörtert. In einer Ausführungsform umfasst die Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 204 ein oder mehrere Modems (zentrale Modems). 2 FIG. 4 is a block diagram of an exemplary telecommunications network. FIG 200 that is suitable for implementing the invention. The telecommunications network 200 includes a mediation office 202 , The central office 202 Serves several distribution stations to transfer data to and from the central office 202 to create different remote units. In this exemplary embodiment, each of the distribution stations is a processing and distribution unit 204 (Node). The processing and distribution unit 204 is with the central office 202 by a multiplexed high-speed transmission line 206 coupled, which may take the form of a fiber optic line. If the transmission line 206 is a fiber optic line, becomes the processing and distribution unit 204 typically referred to as optical network unit (ONU). The central office 202 Also commonly associated with other processing and distribution units (not shown) are high speed multiplexed transmission lines 208 and 210 in interactive communication and coupled with these, but only the operation of the processing and distribution unit 204 will be discussed below. In one embodiment, the processing and distribution unit comprises 204 one or more modems (central modems).

Die Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 204 bedient eine Mehrzahl von diskreten Teilnehmerleitungen 212-1 bis 212-n. Jede Teilnehmerleitung 212 bedient typischerweise einen einzelnen Endbenutzer. Der Endbenutzer besitzt eine entfernte Einheit, die sich zur Kommunikation mit der Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 204 mit sehr hohen Datenraten eignet. Insbesondere ist eine entfernte Einheit 214 eines ersten Endbenutzers 216 mit der Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 204 durch die Teilnehmerleitung 212-1 gekoppelt und eine entfernte Einheit 218 eines zweiten Endbenutzers 220 ist mit der Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 204 durch die Teilnehmerleitung 212-n gekoppelt. Die entfernten Einheiten 214 und 218 umfassen ein Datenkommunikationssystem, das in der Lage ist, Daten zur Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 204 zu senden und Daten von dieser zu empfangen. In einer Ausführungsform sind die Datenkommunikationssysteme Modems. Die entfernten Einheiten 214 und 218 können in eine Vielfalt von verschiedenen Vorrichtungen integriert sein, einschließlich beispielsweise ein Telephon, ein Fernsehgerät, einen Monitor, einen Computer, eine Konferenzeinheit usw. Obwohl 2 nur eine einzelne entfernte Einheit, die mit einer jeweiligen Teilnehmerleitung gekoppelt ist, darstellt, sollte erkannt werden, dass mehrere entfernte Einheiten mit einer einzelnen Teilnehmerleitung gekoppelt sein können. Obwohl 2 die Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 204 als zentralisierte Verarbeitung darstellt, sollte überdies erkannt werden, dass die Verarbeitung nicht zentralisiert sein muss und unabhängig für jede der Teilnehmerleitungen 212 durchgeführt werden könnte.The processing and distribution unit 204 Serves a plurality of discrete subscriber lines 212-1 to 212-n , Each participant line 212 typically serves a single end user. The end user has a remote unit that is in communication with the processing and distribution unit 204 with very high data rates. In particular, a remote unit 214 a first end user 216 with the processing and distribution unit 204 through the subscriber line 212-1 coupled and a remote unit 218 a second end user 220 is with the processing and distribution unit 204 through the subscriber line 212-n coupled. The remote units 214 and 218 comprise a data communication system capable of processing and distribution unit data 204 to send and receive data from it. In one embodiment, the data communication systems are modems. The remote units 214 and 218 may be integrated into a variety of different devices including, for example, a telephone, a television, a monitor, a computer, a conference unit, etc. Although 2 FIG. 2 illustrates only a single remote unit coupled to a respective subscriber line, it should be appreciated that multiple remote units may be coupled to a single subscriber line. Even though 2 the processing and distribution unit 204 Moreover, as centralized processing, it should be recognized that processing need not be centralized and independent for each of the subscriber lines 212 could be carried out.

Die Teilnehmerleitungen 212, die von der Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 204 bedient werden, sind in einer abgeschirmten Bindeeinrichtung 222 gebündelt, wenn die Teilnehmerleitungen 212 die Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 204 verlassen. Die von der abgeschirmten Bindeeinrichtung 222 geschaffene Abschirmung dient im Allgemeinen als guter Isolator gegen die Emission (Austritt) und den Empfang (Eintritt) von elektromagnetischer Störung. Das letzte Segment dieser Teilnehmerleitungen, das üblicherweise als "Abzweigung" bezeichnet wird, zweigt jedoch von der abgeschirmten Bindeeinrichtung 222 ab und ist direkt oder indirekt mit den entfernten Einheiten des Endbenutzers gekoppelt. Der "Abzweigungs"-Teil der Teilnehmerleitung zwischen der jeweiligen entfernten Einheit und der abgeschirmten Bindeeinrichtung 222 ist normalerweise ein unabgeschirmtes verdrilltes Drahtpaar. In den meisten Anwendungen ist die Länge der Abzweigung nicht mehr als etwa 30 Meter.The subscriber lines 212 by the processing and distribution unit 204 are operated in a shielded binding device 222 bundled when the subscriber lines 212 the processing and distribution unit 204 leave. The of the shielded binding device 222 The shielding provided generally serves as a good insulator against the emission and reception of electromagnetic interference. However, the last segment of these subscriber lines, commonly referred to as a "branch", branches from the shielded binding device 222 and is directly or indirectly coupled to the remote units of the end user. The "branch" portion of the subscriber line between the respective remote unit and the shielded binding device 222 is usually an unshielded twisted wire pair. In most applications, the length of the branch is not more than about 30 meters.

Eine Nebensprechstörung, einschließlich Nahnebensprechens (NEXT) und Fernnebensprechens (FEXT), tritt hauptsächlich in der abgeschirmten Bindeeinrichtung 222 auf, wo die Teilnehmerleitungen 212 eng gebündelt sind. Wenn Daten auf einigen der Teilnehmerleitungen 212 übertragen werden, während andere Teilnehmerleitungen Daten empfangen, wie es üblich ist, wenn mehrere Dienstniveaus bereitgestellt werden, wird daher die induzierte Nebensprechstörung zu einer beträchtlichen Beeinträchtigung für den korrekten Datenempfang. Um dieses Problem zu beseitigen, werden Daten daher unter Verwendung einer Mehrfachrahmenstruktur übertragen, über welche zu übertragende Datenbits zugewiesen werden. Das Telekommunikationsnetz 200 ist beispielsweise für ein synchronisiertes TDD-Übertragungssystem (z. B. synchronisiertes VDSL oder SDTM), das verschiedene Dienstniveaus bietet, besonders gut geeignet.Crosstalk interference, including near-end crosstalk (NEXT) and far-end crosstalk (FEXT), occurs primarily in the shielded binding device 222 on where the subscriber lines 212 are tightly bundled. When data on some of the subscriber lines 212 Therefore, while other subscriber lines are receiving data, as is common when providing multiple service levels, the induced crosstalk interference will be a significant impediment to proper data reception. Therefore, to eliminate this problem, data is transmitted using a multiframe structure over which data bits to be transmitted are assigned. The telecommunications network 200 For example, it is particularly well-suited for a synchronized TDD transmission system (eg, synchronized VDSL or SDTM) that provides different levels of service.

Mit Bezug auf das in 2 gezeigte SDMT-Übertragungssystem müssen daher Datenübertragungen über alle Leitungen 212 in der abgeschirmten Bindeeinrichtung 222, die der Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 204 zugeordnet ist, synchronisiert werden. An sich könnten alle aktiven Leitungen, die von der Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 204 ausgehen, in derselben Richtung (d. h. stromabwärts oder stromaufwärts) übertragen, um die NEXT-Störung im Wesentlichen zu beseitigen.With reference to the in 2 Therefore, SDMT transmission systems shown must transmit data over all lines 212 in the shielded binding device 222 , the processing and distribution unit 204 is assigned to be synchronized. In itself, all the active lines could be from the processing and distribution unit 204 go out in the same direction (ie downstream or upstream) to substantially eliminate NEXT interference.

3 ist ein Blockdiagramm einer Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 300 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Datenverarbeitungs- und -verteilungseinheit 300 ist beispielsweise eine detaillierte Implementierung der in 2 dargestellten Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 204. 3 is a block diagram of a processing and distribution unit 300 according to an embodiment of the invention. The data processing and distribution unit 300 is, for example, a detailed implementation of the in 2 represented processing and distribution unit 204 ,

Die Datenverarbeitungs- und -verteilungseinheit 300 umfasst eine Verarbeitungseinheit 302, die über einen Datenübermittlungsabschnitt 304 Daten empfängt und Daten sendet. Der Datenübermittlungsabschnitt 304 könnte beispielsweise mit einem faseroptischen Kabel eines Telephonnetzes oder eines Kabelnetzes gekoppelt sein. Die Verarbeitungseinheit 302 muss arbeiten, um die verschiedenen verarbeiteten Sendevorgänge und Empfangsvorgänge der Verarbeitungseinheit 302 zu synchronisieren. Die Datenverarbeitungs- und -verteilungseinheit 300 umfasst ferner eine Busanordnung 308 und eine Vielzahl von analogen Karten 310. Der Ausgang der Verarbeitungseinheit 302 ist mit der Busanordnung 308 gekoppelt. Die Busanordnung 308 zusammen mit der Verarbeitungseinheit 302 gibt folglich direkt Daten aus der Verarbeitungseinheit 302 an die entsprechenden analogen Karten 310 aus ebenso wie sie diese direkt von den analogen Karten 310 in die Verarbeitungseinheit 302 eingibt. Die analogen Karten 310 sehen eine analoge Schaltung vor, die von der Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 300 verwendet wird, die typischerweise effizienter mit analogen Komponenten als unter Verwendung einer Digitalverarbeitung durch die Verarbeitungseinheit 302 durchgeführt wird. Die analoge Schaltung kann beispielsweise Filter, Transformatoren, Analog/Digital-Umsetzer oder Digital/Analog-Umsetzer umfassen. Jede der analogen Karten 310 ist mit einer anderen Leitung gekoppelt. Typischerweise sind alle Leitungen für ein gegebenes Datenübertragungssystem 300 in einer Bindeeinrichtung mit etwa fünfzig (50) Leitungen (LEITUNG-1 bis LEITUNG-50) gebündelt. In einer solchen Ausführungsform sind daher fünfzig (50) analoge Karten 310 jeweils mit den fünfzig (50) Leitungen gekoppelt. In einer Ausführungsform sind die Leitungen verdrillte Drahtpaare. Die Verarbeitungseinheit 302 kann eine Universalrechenvorrichtung wie z. B. ein Digitalsignalprozessor (DSP) oder eine zweckorientierte Spezialvorrichtung sein. Die Busanordnung 308 kann viele Anordnungen und Formen annehmen. Die analogen Karten 310 müssen nicht für einzelne Leitungen ausgelegt sein, sondern könnten statt dessen eine einzelne Karte oder Schaltung sein, die mehrere Leitungen unterstützt.The data processing and distribution unit 300 includes a processing unit 302 , which have a data transmission section 304 Receives data and sends data. The data transmission section 304 For example, it could be coupled to a fiber optic cable of a telephone network or a cable network. The processing unit 302 must work to the various processed transmissions and receive operations of the processing unit 302 to synchronize. The data processing and distribution unit 300 further includes a bus assembly 308 and a variety of analogue cards 310 , The output of the processing unit 302 is with the bus arrangement 308 coupled. The bus arrangement 308 together with the processing unit 302 therefore, directly returns data from the processing unit 302 to the corresponding analogue cards 310 just as they do these directly from the analogue cards 310 in the processing unit 302 enters. The analog cards 310 provide an analog circuit that is used by the processing and distribution unit 300 which is typically more efficient with analog components than using digital processing by the processing unit 302 is carried out. The analog circuit may include, for example, filters, transformers, analog-to-digital converters or digital-to-analog converters. Each of the analogue cards 310 is coupled with another line. Typically all lines are for a given data transmission system 300 in a binding device with about fifty (50) lines (LINE-1 to LINE-50) bundled. In such an embodiment, therefore, there are fifty (50) analog cards 310 each coupled to the fifty (50) lines. In one embodiment, the wires are twisted wire pairs. The processing unit 302 can a universal computing device such. B. a digital signal processor (DSP) or a dedicated special device. The bus arrangement 308 can take many arrangements and forms. The analog cards 310 need not be designed for individual lines, but instead could be a single card or circuit supporting multiple lines.

In einem Fall, in dem die Verarbeitung nicht zentralisiert ist, kann die Verarbeitungseinheit 302 in 3 gegen Modems für jede der Leitungen ausgetauscht werden. Die Verarbeitung für jede der Leitungen kann dann unabhängig für jede der Leitungen durchgeführt werden. In diesem Fall kann das Modem an einer einzelnen Karte zusammen mit der analogen Schaltung angeordnet sein.In a case where the processing is not centralized, the processing unit may 302 in 3 exchanged for modems for each of the lines. The processing for each of the lines can then be performed independently for each of the lines. In this case, the modem may be arranged on a single card together with the analog circuit.

Das NEXT-Störungsproblem tritt an den Leitungen nahe dem Ausgang der Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 300 auf. Mit Bezug auf das in 3 dargestellte Blockdiagramm ist die NEXT-Störung nahe den Ausgängen der analogen Karten 310 am weitesten verbreitet, da dies die Stelle ist, an der die Leitungen am nächsten zueinander liegen und ihr größtes Leistungsdifferential (zwischen gesendeten und empfangenen Signalen) aufweisen. Mit anderen Worten, vom Ausgang der Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 300 verlaufen die Leitungen in Rich tung der entfernten Einheiten. Gewöhnlich liegt das Meiste des Abstands innerhalb einer abgeschirmten Bindeeinrichtung, die beispielsweise fünfzig (50) verdrillte Drahtpaare halten würde, und der restliche Abstand verläuft über einzelne unabgeschirmte verdrillte Drahtpaare. Da alle diese Leitungen (z. B. verdrillte Drahtpaare) in enger Nähe in der Bindeeinrichtung gehalten werden und individuell wenig Abschirmung gegen eine elektromagnetische Kopplung von anderen der Leitungen in der Bindeeinrichtung bieten, ist die Nebensprechstörung (nämlich die NEXT-Störung und die FEXT-Störung) zwischen den Leitungen innerhalb der Bindeeinrichtung problematisch.The NEXT disturb problem occurs on the lines near the output of the processing and distribution unit 300 on. With reference to the in 3 The block diagram shown is the NEXT interference near the outputs of the analog cards 310 most common since this is where the leads are closest to each other and have their largest power differential (between transmitted and received signals). In other words, the output of the processing and distribution unit 300 The cables run in the direction of the remote units. Usually, most of the spacing is within a shielded binding device, which would hold, for example, fifty (50) twisted wire pairs, and the remainder of the distance passes over individual unshielded twisted wire pairs. Since all of these lines (eg, twisted pairs of wires) are held in close proximity in the binding device and individually provide little shielding against electromagnetic coupling from other of the lines in the binding device, the crosstalk interference (namely the NEXT interference and the FEXT interference) is Problem) between the lines within the binding device problematic.

In Abhängigkeit von dem bereitgestellten Dienstniveau kann die mit SDMT implementierte Datenübertragung bezüglich der Stromaufwärts- und Stromabwärtsübertragungen symmetrisch oder asymmetrisch sein. Bei der symmetrischen Übertragung werden DMT-Symbole gewöhnlich in abwechselnden Richtungen für gleiche Dauern übertragen. Mit anderen Worten, die Dauer, in der DMT-Symbole stromabwärts übertragen werden, ist dieselbe wie die Dauer, in der DMT-Symbole stromaufwärts übertragen werden. Bei der asymmetrischen Übertragung werden DMT-Symbole gewöhnlich stromabwärts für eine längere Dauer als stromaufwärts übertragen.In dependence from the provided service level can be implemented with SDMT data transfer in terms of the upstream and downstream transmissions be symmetric or asymmetric. In symmetric transmission become DMT symbols usually in alternate directions for transfer the same durations. With in other words, the duration in which DMT symbols transmit downstream is the same as the duration in which DMT symbols are transmitted upstream. In the case of asymmetric transmission DMT symbols usually downstream for one longer Duration as transmitted upstream.

Bei VDSL wurde vorgeschlagen, dass eine Mehrfachrahmenstruktur vorliegt, die eine feste Anzahl (z. B. 20) von Rahmen enthält, wobei jeder Rahmen einem DMT-Symbol zugeordnet ist. Mit einem solchen Rahmenformat können die Anzahl von Rahmen, die für Stromabwärtsübertragungen verwendet werden, und die Anzahl von Rahmen, die für Stromaufwärtsübertragungen verwendet werden, variieren. Folglich gibt es mehrere verschiedene Mehrfachrahmenformate, die vorkommen können. Typischerweise besteht ein Mehrfachrahmen aus einem Stromabwärts-Burst von mehreren Rahmen und einem Stromaufwärts-Burst von mehreren Rahmen. Stillrahmen werden zwischen die Stromaufwärts- und Stromabwärts-Bursts eingefügt, um zu ermöglichen, dass der Kanal sich einschwingt, bevor die Übertragungsrichtung geändert wird.at VDSL has been proposed to have a multiframe structure, which contains a fixed number (e.g., 20) of frames, each frame one DMT symbol is assigned. With such a frame format, the Number of frames for Downstream transmissions are used, and the number of frames used for upstream transmissions can be used vary. Consequently, there are several different ones Multi-frame formats that can occur. Typically exists a multiframe from a downstream burst of multiple frames and an upstream burst of several frames. Still frames become between the upstream and downstream bursts inserted, to allow that the channel settles before the transmission direction is changed.

4 ist ein Diagramm, das ein beispielhaftes Mehrfachrahmenformat 400 darstellt, in dem ein bestimmtes Dienstniveau geschaffen ist. Das Mehrfachrahmenformat 400 ist ein asymmetrischer Rahmen, der einen Stromabwärtsteil 402, einen Stillteil 404, einen Stromaufwärtsteil 406 und einen Stillteil 408 enthält. Die Stillteile (Stillperioden) 404 und 408 sind zwischen den Stromabwärts- und Stromaufwärts-Übertragungen angeordnet. Bei diesem asymmetrischen Mehrfachrahmenformat 400 ist der Stromabwärtsteil 402 wesentlich größer (z. B. längeres Burst) als der Stromaufwärtsteil 406. Ein solches Mehrfachrahmenformat ist für Situationen nützlich, in denen der Stromabwärtsverkehr signifikant größer ist als der Stromaufwärtsverkehr. Als Beispiel mit Bezug auf 2 kann das Mehrfachrahmenformat 400 16 Symbole stromabwärts; 1 Stillperiode; 2 Symbole stromaufwärts; und 1 Stillperiode umfassen. 4 FIG. 13 is a diagram illustrating an exemplary multiframe format. FIG 400 in which a particular level of service is created. The multiframe format 400 is an asymmetric frame that has a downstream part 402 , a still part 404 , an upstream part 406 and a still part 408 contains. The still parts 404 and 408 are located between the downstream and upstream transmissions. In this asymmetrical multi-frame format 400 is the downstream part 402 much larger (eg longer burst) than the upstream part 406 , Such a multiframe format is useful for situations where the downstream traffic is significantly larger than the upstream traffic. For example, with reference to 2 can the multi-frame format 400 16 symbols downstream; 1 lactation period; 2 symbols upstream; and 1 lactation period.

Mit einer korrekten Synchronisation an einer zentralen Einheit (Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 204 oder Verarbeitungseinheit 302) und gleichmäßigen Mehrfachrahmenformaten werden synchronisierte Übertragungen mit gleicher Dauer für alle Leitungen innerhalb einer Bindeeinrichtung geschaffen. Folglich wird das NEXT-Störungsproblem wirksam beseitigt. Die Synchronisation der zentralen Einheit und der entfernten Einheiten ist für eine genaue Datenwiederherstellung auch wichtig. Diese Synchronisationen sind in synchronisierten VDSL- und SDMT-Systemen erforderlich. Gemäß der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf 5-12 verbesserte Synchronisationsverfahren beschrieben.With a correct synchronization at a central unit (processing and distribution unit 204 or processing unit 302 ) and uniform multiframe formats, synchronized transmissions of equal duration are created for all lines within a binding device. As a result, the NEXT disturbance problem is effectively eliminated. The synchronization of the central unit and the remote units is also important for accurate data recovery. These synchronizations are required in synchronized VDSL and SDMT systems. According to the invention will be described below with reference to 5 - 12 improved synchronization method described.

5A ist ein Ablaufdiagramm einer Synchronisationsverarbeitung 500 gemäß einer grundlegenden Ausführungsform der Erfindung. Anfänglich misst 502 die Synchronisationsverarbeitung 500 die Energie in n aufeinander folgenden Rahmen empfangener Daten. Dann wird eine Synchronisationsfehlerschätzung auf der Basis der gemessenen Energiewerte für die n aufeinander folgenden Rahmen berechnet 504. Nach dem Block 504 ist die Synchronisationsverarbeitung 500 vollständig und endet. 5A Fig. 10 is a flowchart of synchronization processing 500 according to a basic embodiment of the invention. Initially measures 502 the synchronization processing 500 the energy in n consecutive frames of received data. Then, a synchronization error estimate is calculated on the basis of the measured energy values for the n consecutive frames 504 , After the block 504 is the synchronization processing 500 complete and ending.

5B ist ein Ablaufdiagramm einer Synchronisationsverarbeitung 550 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Anfänglich misst 552 die Synchronisationsverarbeitung 550 die Energie in n aufeinander folgenden Rahmen empfangener Daten. Als nächstes wird eine Flanke in den empfangenen Daten auf der Basis der gemessenen Energiewerte für die n aufeinander folgenden Rahmen erfasst 554. Eine Synchronisationsfehlerschätzung wird dann aus der Position der Flanke, die erfasst wurde, berechnet 556. Anschließend kann die Synchronisationsverarbeitung 550 ihre Synchronisationsreferenz gemäß der Synchronisationsfehlerschätzung einstellen 558. Nach dem Block 558 ist die Synchronisationsverarbeitung 550 vollständig und endet. 5B Fig. 10 is a flowchart of synchronization processing 550 according to an embodiment of the invention. Initially measures 552 the synchronization processing 550 the energy in n consecutive frames of received data. Next, an edge in the received data is detected based on the measured energy values for the n consecutive frames 554 , A synchronization error estimate is then calculated from the position of the edge that was detected 556 , Subsequently, the synchronization processing 550 set their synchronization reference according to the synchronization error estimate 558 , After the block 558 is the synchronization processing 550 complete and ending.

Durch Bestimmen und Einstellen der Synchronisation von Empfängern der entfernten Einheiten auf Übertragungen von einer zentralen Einheit gemäß der Synchronisationsverarbeitung 500 oder 550 können die entfernten Einheiten die Synchronisation mit der zentralen Einheit herstellen. Sobald sie synchronisiert sind, können die zentrale Einheit und die entfernten Einheiten einen Kanal (Übertragungsleitung) in einer Zeitduplexweise gemeinsam nutzen. Die Synchronisationsverarbeitung 500 oder 550 ist auch zum Bestimmen und Einstellen der Synchronisation von Empfängern an der zentralen Einheit mit Übertragungen von den entfernten Einheiten geeignet.By determining and adjusting the synchronization of receivers of the remote units to transmissions from a central unit according to the synchronization processing 500 or 550 the remote units can synchronize production with the central unit. Once synchronized, the central unit and remote units can share a channel (transmission line) in a time-duplex manner. The synchronization processing 500 or 550 is also suitable for determining and adjusting the synchronization of receivers on the central unit with transmissions from the remote units.

6A und 6B sind Ablaufdiagramme einer Synchronisationsverarbeitung 600 gemäß einer detaillierteren Ausführungsform der Erfindung. Sobald die Synchronisationsverarbeitung 600 eingeleitet ist, werden für n aufeinander folgende Rahmen empfangener Daten FFT-Ausgangssignale erhalten 602. Typischerweise empfängt eine Empfängerseite eines Senders/Empfängers Daten von einer Übertragungsleitung und leitet die empfangenen Daten zu einem Analog/Digital-Umsetzer und dann zu einer FFT-Einheit weiter, wie z. B. in 1B dargestellt. Daher können die FFT-Ausgangssignale vom Ausgang der FFT-Einheit erhalten werden. Die FFT-Ausgangssignale sind Frequenzbereichssignale. 6A and 6B are flowcharts of synchronization processing 600 according to a more detailed embodiment of the invention. Once the synchronization processing 600 is initiated, FFT output signals are obtained for n consecutive frames of received data 602 , Typically, a receiver side of a transceiver receives data from a transmission line and passes the received data to an analog-to-digital converter and then to an FFT unit, such as an analog-to-digital converter. In 1B shown. Therefore, the FFT output signals can be obtained from the output of the FFT unit. The FFT output signals are frequency domain signals.

Als nächstes werden die FFT-Ausgangssignale, die für eine HF-Störung anfällig sind, ausgelassen 604. Die restlichen FFT-Ausgangssignale werden dann für die anschließende Verarbeitung verwendet. Typischerweise umfasst ein Rahmen eine Vielzahl von verschiedenen Frequenztönen. Jeder der Frequenztöne kann an diesem codierte Daten zur Übertragung aufweisen. Bestimmte der Frequenztöne sind jedoch für eine HF-Störung anfälliger als andere. In dem Fall, in dem die HF-Störung durch Amateurfunkbenutzer verursacht wird, ist es gewöhnlich bekannt, welche Frequenztöne des Rahmens wahrscheinlich der HF-Störung aufgrund der Amateurfunkbenutzer unterliegen. Im Fall einer entfernten Einheit eines synchronisierten Mehrfachträger-VDSL-Systems, in dem ein Rahmen 256 Frequenztöne aufweist, sind die Frequenztöne 6 bis 40 im Allgemeinen frei von einer HF-Störung aufgrund von Amateurfunkbenutzern, sind weniger gedämpft, da Töne mit niedrigerer Frequenz weniger Dämpfung aufweisen, und reichen daher aus, um ein zuverlässiges Synchronisationsergebnis zu erhalten. In einer Ausführungsform werden daher die Frequenztöne 6 bis 40 von jedem von n aufeinander folgenden Rahmen für die anschließende Verarbeitung verwendet.Next, the FFT output signals which are susceptible to RF interference are omitted 604 , The remaining FFT outputs are then used for subsequent processing. Typically, a frame comprises a plurality of different frequency tones. Each of the frequency tones may have encoded data for transmission thereon. However, some of the frequency tones are more prone to RF interference than others. In the case where RF interference is caused by amateur radio users, it is usually known which frequency tones of the frame are likely to be subject to RF interference due to amateur radio users. In the case of a remote unit of a synchronized multicarrier VDSL system in which a frame has 256 tones, the frequency tones 6 to 40 are generally free from RF interference due to amateur radio users, are less attenuated because lower frequency tones have less attenuation and therefore sufficient to obtain a reliable synchronization result. In one embodiment, therefore, the frequency tones 6 to 40 of each of n consecutive frames are used for the subsequent processing.

Als nächstes werden Energiewerte für die n aufeinander folgenden Rahmen der restlichen FFT-Ausgangssignale bestimmt 606. Wenn die Frequenztöne 6 bis 40 beispielsweise verwendet werden, dann werden die entsprechenden Ausgangssignale von der FFT-Einheit erhalten und dann in Energiewerte umgewandelt und zusammensummiert, um einen einzelnen Energiewert für den Rahmen zu erzeugen. Vorzugsweise sind die Energiewerte Leistungswerte für die Rahmen. Der einzelne Energiewert für einen Rahmen kann beispielsweise durch Summieren der quadrierten Moduli aller Ausgangssignale der FFT-Einheit, die in Gebrauch sind, erhalten werden. Alternativ könnten die Energiewerte durch Summieren der Energien von Zeitbereichsabtastwerten, nachdem diejenigen Zeitbereichsabtastwerte ausgefiltert wurden, die beträchtlichen Ausmaßen an HF-Störung unterliegen, erhalten werden.Next, energy values are determined for the n consecutive frames of the remaining FFT output signals 606 , For example, if frequency tones 6 through 40 are used, then the corresponding output signals are obtained from the FFT unit and then converted to energy values and summed together to produce a single energy value for the frame. Preferably, the energy values are power values for the frames. The single energy value for a frame can be obtained, for example, by summing the squared moduli of all the output signals of the FFT unit in use. Alternatively, the energy values could be obtained by summing the energies of time domain samples after filtering out those time domain samples that are subject to significant amounts of RF interference.

Sobald die Energiewerte für die n aufeinander folgenden Rahmen bestimmt wurden 606, erfasst 608 die Synchronisationsverarbeitung 600 eine Burst-Flanke innerhalb der empfangenen Daten auf der Basis der bestimmten Energiewerte. Durch Erfassen der Burst-Flanke kann ein Empfänger identifizieren, wenn das empfangene Daten-Burst von einem Sender beginnt. Die Burst-Flanke identifiziert somit den Beginn (oder das Ende) einer empfangenen Übertragung vom Sender und identifiziert außerdem eine Synchronisation für den Rahmen. Eine Hinterflanke innerhalb der empfangenen Daten und/oder Eigenschaften des Mehrfachrahmens (Mehrfachrahmeninformation) können auch erfasst werden.Once the energy values have been determined for the n consecutive frames 606 , detected 608 the synchronization processing 600 a burst edge within the received data based on the determined energy values. By detecting the burst edge, a receiver can identify when the received data burst starts from a transmitter. The burst edge thus identifies the beginning (or the end) of a received transmission from the transmitter and also identifies synchronization for the frame. A trailing edge within the received data and / or properties of the multiframe (multiframe information) may also be detected.

Als nächstes wird eine Synchronisationsfehlerschätzung für eine Rahmengrenzenfestlegung mit Bezug auf die erfasste Burst-Flanke bestimmt 610. Hier kann die Synchronisationsfehlerschätzung unter Verwendung der Burst-Flanke, die erfasst wurde 608, für eine Rahmengrenzenfestlegung bestimmt werden 610. Insbesondere kann die Synchronisationsverarbeitung 600 der entfernten Einheit aus den bestimmten Energiewerten in der Burst-Flanke den Synchronisationsfehler für einen Rahmen (d. h. einen Fehler in der Rahmensynchronisation) bestimmen. Typischerweise wird der Synchronisationsfehler als Bruchteil eines Rahmens geschätzt. Anschließend kann die Rahmengrenze gemäß der Synchronisationsfehlerschätzung eingestellt werden 612.Next, a synchronization error estimate for frame boundary designation with respect to the detected burst edge is determined 610 , Here, the synchronization error estimate can be determined using the burst edge that was detected 608 , are determined for a frame boundary designation 610 , In particular, the synchronization processing can 600 determine the synchronization error for a frame (ie an error in the frame synchronization) from the determined energy values in the burst edge of the remote unit. Typically, the synchronization error is estimated as a fraction of a frame. Subsequently, the frame boundary can be set according to the synchronization error estimation 612 ,

Sobald sie eingestellt ist 612, sollte die Rahmensynchronisation hergestellt werden. Vorzugsweise bestätigt jedoch die Synchronisationsverarbeitung 600 weiterhin, dass die Synchronisation erzielt wurde. Insbesondere bestimmt nach dem Block 612 ein Entscheidungsblock 614, ob der Absolutwert der Synchronisationsfehlerschätzung geringer ist als eine vorbestimmte Schwelle. Wenn die Synchronisationsfehlerschätzung nicht geringer ist als eine vorbestimmte Schwelle, dann kehrt die Synchronisationsverarbeitung 600 zur Wiederholung des Blocks 602 und von anschließenden Blöcken zurück, um den Betrag des Fehlers iterativ zu verringern. Wenn der Entscheidungsblock 614 andererseits feststellt, dass die Synchronisationsfehlerschätzung geringer ist als die vorbestimmte Schwelle, dann wird die Mehrfachrahmeninformation ausgegeben 616. Die Mehrfachrahmeninformation kann beispielsweise den Beginn der empfangenen Übertragung und das Ende der empfangenen Übertragung und/oder die Anzahl von Rahmen im Burst angeben. Nach dem Block 616 ist die Synchronisationsverarbeitung 600 vollständig und endet.Once she is set 612 , the frame synchronization should be established. Preferably, however, the synchronization processing confirms 600 continue that the synchronization was achieved. In particular, determined after the block 612 a decision block 614 whether the absolute value of the synchronization error estimate is less than a predetermined threshold. If the synchronization error estimate is not less than a predetermined threshold, then the synchronization processing returns 600 to repeat the block 602 and from subsequent blocks to iteratively reduce the amount of the error. If the decision block 614 on the other hand, determines that the synchronization error estimate is less than the predetermined threshold, then the multiframe information is output 616 , The multiframe information may include, for example, the beginning of the received transmission and the end of the emp begin transmission and / or the number of frames in the burst. After the block 616 is the synchronization processing 600 complete and ending.

Wenn die Rahmensynchronisation um ein signifikantes Ausmaß eingestellt wird 612, ist die Synchronisationsfehlerschätzung normalerweise größer als die vorbestimmte Schwelle. Daher wiederholt sich die Synchronisationsverarbeitung 600 und sollte einen kleinen Synchronisationsfehlerbetrag erzeugen, der geringer ist als die vorbestimmte Schwelle. Dann kann die Synchronisationsverarbeitung 600 zum Block 616 weitergehen. Alternativ kann der Entscheidungsblock 614 beseitigt werden, wenn die Synchronisationsfehlerschätzung mit einem hohen Vertrauensgrad genau erzeugt wird.When the frame synchronization is set to a significant extent 612 , the synchronization error estimate is normally greater than the predetermined threshold. Therefore, the synchronization processing repeats 600 and should produce a small amount of sync error that is less than the predetermined threshold. Then the synchronization processing can 600 to the block 616 continue. Alternatively, the decision block 614 are eliminated when the synchronization error estimation with a high degree of confidence is accurately generated.

7 ist ein Ablaufdiagramm der Flankenerfassungsverarbeitung 700 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Flankenerfassungsverarbeitung 700 beschreibt zusätzliche Details im Block 608 in 6A, wo die Burst-Flanke erfasst wird. Die Flankenerfassungsverarbeitung 700 berechnet 702 anfänglich aufeinander folgende Energieunterschiede für die n bestimmten Energiewerte. Diese aufeinander folgenden Energieunterschiede können von 1 bis i indiziert werden. Als nächstes werden der größte Energieunterschied und sein Index (j) bestimmt 704. Die Energieunterschiede mit den Indizes (j-1) und (j+1) werden dann zum späteren Abruf gespeichert 706. Nach dem Block 706 ist die Flankenerfassungsverarbeitung 700 vollständig und die Verarbeitung kehrt zum Block 610 der Synchronisationsverarbeitung 600 zurück. 7 Fig. 10 is a flowchart of the edge detection processing 700 according to an embodiment of the invention. The edge detection processing 700 describes additional details in the block 608 in 6A where the burst edge is detected. The edge detection processing 700 calculated 702 initially successive energy differences for the n specific energy values. These successive energy differences can be indexed from 1 to i. Next, the largest energy difference and its index (j) are determined 704 , The energy differences with the indices (j-1) and (j + 1) are then stored for later retrieval 706 , After the block 706 is the edge detection processing 700 complete and processing returns to the block 610 the synchronization processing 600 back.

8 ist ein Ablaufdiagramm einer Synchronisationsfehlerschätzungsverarbeitung 800 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Synchronisationsfehlerschätzungsverarbeitung 800 beschreibt zusätzliche Details im Block 610 in 6A, wo eine Synchronisationsfehlerschätzung bestimmt wird. Die Synchronisationsfehlerschätzungsverarbeitung 800 bestimmt 802 anfänglich einen Unterschiedsbetrag von den Energiewerten mit den Indizes (j+1) und (j-1). Die Energiewerte mit den Indizes (j+1) und (j-1) sind die Energiewerte, die dem größten Energieunterschied mit dem Index (j) unmittelbar vorangehen und unmittelbar folgen. Die Energiewerte können beispielsweise Leistungswerte sein. Als nächstes wird der Unterschiedsbetrag normiert 804, um die Synchronisationsfehlerschätzung zu erzeugen. In dieser Ausführungsform stellt die Synchronisationsfehler schätzung einen Bruchteil eines Rahmens dar. Folglich würde die Synchronisation des Empfängers mit der Datenübertragungseinheit durch diesen Bruchteil des Rahmens versetzt sein. Nach dem Block 804 ist die Synchronisationsfehlerschätzungsverarbeitung 800 vollständig und die Verarbeitung kehrt zum Block 612 der Synchronisationsverarbeitung 600 zurück. 8th Fig. 10 is a flowchart of synchronization error estimation processing 800 according to an embodiment of the invention. The synchronization error estimation processing 800 describes additional details in the block 610 in 6A where a synchronization error estimate is determined. The synchronization error estimation processing 800 certainly 802 initially a difference of the energy values with the indices (j + 1) and (j-1). The energy values with the indices (j + 1) and (j-1) are the energy values that immediately precede and immediately follow the largest energy difference with the index (j). The energy values can be, for example, power values. Next, the difference is normalized 804 to generate the synchronization error estimate. In this embodiment, the synchronization error estimate represents a fraction of a frame. Thus, the synchronization of the receiver with the data transmission unit would be offset by this fraction of the frame. After the block 804 is the synchronization error estimation processing 800 complete and processing returns to the block 612 the synchronization processing 600 back.

9A und 9B stellen Diagramme von Energiewerten (e) und Energieunterschiedswerten (Δe) für empfangene Daten über eine Sequenz von zwanzig Rahmen dar. In 9A trägt ein Diagramm 900 die Energiewerte (e) für die zwanzig Rahmen auf und zeigt ein Burst von Daten in der Nähe der Rahmen 6 bis 15. Die Energiewerte (e) werden beispielsweise durch den Block 606 in 6A erzeugt. In 9B trägt ein Diagramm 902 aufeinander folgende Energieunterschiedwerte (Δe) für die bestimmten Energiewerte auf. Die aufeinander folgenden Energieunterschiedswerte (Δe) identifizieren Bereiche, die Flanken oder Übergangspunkten in den empfangenen Daten zugeordnet sind. Eine erste Flanke stellt eine Anfangsflanke oder den Beginn eines Bursts von Daten dar und liegt irgendwo innerhalb eines Bereichs 904 und eine zweite Flanke 906 stellt eine Hinterflanke oder ein Ende eines Bursts von Daten dar und liegt irgendwo innerhalb eines Bereichs 906. Die Energieunterschiedswerte (Δe) werden beispielsweise durch den Block 702 in 7 bestimmt. 9A and 9B represent graphs of energy values (e) and energy difference values (Δe) for received data over a sequence of twenty frames 9A carries a diagram 900 the energy values (e) for the twenty frames and shows a burst of data near the frame 6 to 15 , The energy values (e) are, for example, through the block 606 in 6A generated. In 9B carries a diagram 902 consecutive energy difference values (Δe) for the given energy values. The successive energy difference values (Δe) identify areas associated with edges or transition points in the received data. A first edge represents an initial edge or the beginning of a burst of data and is located somewhere within a range 904 and a second flank 906 represents a trailing edge or end of a burst of data and is located somewhere within a range 906 , The energy difference values (Δe) are given by the block, for example 702 in 7 certainly.

Wie in 9A und 9B zu sehen ist, ist der Empfänger nicht korrekt mit den eingehenden übertragenen Daten von einem entfernt angeordneten Sender synchronirisiert. Insbesondere beginnt der Beginn des Bursts von Daten, das vom Sender empfangen wird, irgendwo innerhalb des Rahmens 6. Um korrekt synchronisiert zu sein, würde das Burst von Daten vom Sender exakt am Beginn des Rahmens 6 in diesem Beispiel beginnen. Unter Verwendung der Energieunterschiedswerte (Δe) erzielt das Verfahren eine wesentliche Unempfindlichkeit gegen Rauschpegel an den empfangenen Daten. Das Diagramm 902 zeigt, dass die Anfangsflanke des Bursts von Daten innerhalb des Bereichs 904 liegt, d. h. irgendwo innerhalb des Rahmens 6, und dass die Hinterflanke des Bursts von Daten innerhalb des Bereichs 906 liegt, d. h. irgendwo innerhalb des Rahmens 14.As in 9A and 9B As can be seen, the receiver is not correctly synchronized with the incoming transmitted data from a remote transmitter. In particular, the beginning of the burst of data received from the transmitter begins somewhere within the frame 6 , To be correctly synchronized, the burst of data from the transmitter would be exactly at the beginning of the frame 6 start in this example. Using the energy difference values (Δe), the method achieves substantial insensitivity to noise levels on the received data. The diagram 902 shows that the beginning edge of the burst of data within the range 904 lies, ie somewhere within the frame 6 , and that the trailing edge of the burst of data within the range 906 lies, ie somewhere within the frame 14 ,

10A und 10B stellen Energiewerte (e) und Energieunterschiedswerte (Δe) für empfangene Daten über eine Reihe von zwanzig Rahmen für das in 9A und 9B dargestellte Beispiel, nachdem eine Synchronisationseinstellung gemäß der Erfindung durchgeführt wurde, d. h. mit einer korrekten Synchronisation, dar. In 10A gibt ein Diagramm 1000 ein Burst von Daten zwischen den Rahmen 6 und 14 mit einer Anfangsflanke 1002 am Beginn des Rahmens 6 und einer Hinterflanke 1004 am Ende des Rahmens 14 an. In 10B stellt ein Diagramm 1006 die aufeinander folgenden Energieunterschiedswerte (Δe) über die zwanzig Rahmen, einschließlich eines anfänglichen maximalen Punkts 1008 und eines hinteren maximalen Punkts 1010, dar. Die Anfangsflanke (Rahmen 6) des Bursts von Daten gibt den Anfangsrahmen des empfangenen Bursts von Daten an, während die negative Flanke (Rahmen 15) den Rahmen angibt, der dem Ende des Bursts von Daten folgt. Aus dieser Information kann die Länge des empfangenen Bursts gefolgert werden (9 Rahmen) und das Mehrfachrahmenformat kann identifiziert werden (9-1-9-1). 10A and 10B Set energy values (e) and energy difference values (Δe) for received data over a series of twenty frames for the in 9A and 9B illustrated example, after a synchronization adjustment has been performed according to the invention, ie with a correct synchronization. In 10A gives a diagram 1000 a burst of data between the frames 6 and 14 with an initial edge 1002 at the beginning of the frame 6 and a trailing edge 1004 at the end of the frame 14 at. In 10B represents a diagram 1006 the successive energy difference values (Δe) over the twenty frames, including an initial maximum point 1008 and a rear maximum point 1010 , The initial edge (frame 6 ) of the burst of data gives the initial frame of the received Bursts of data, while the negative edge (frame 15 ) indicates the frame following the end of the burst of data. From this information, the length of the received burst can be inferred (9 frames) and the multiframe format can be identified (9-1-9-1).

Während der Synchronisation zeigen die aufeinander folgenden Unterschiede in den Energiewerten, die in jedem Rahmen des Mehrfachrahmens beobachtet werden, eine positive und eine negative Spitze. Die positive Spitze gibt die Vorderflanke eines Bursts an, während die negative Flanke das Ende eines Bursts angibt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung stellt die Flankenerfassungsverarbeitung die Rahmensynchronisation so ein, dass der maximale Unterschied erhöht wird, der rechte benachbarte Energieunterschied wird auf Null gebracht. Wenn die Synchronisation erhalten wurde, ist das Ergebnis wie in 10B gezeigt. Man beachte, dass die Flankenerfassungsverarbeitung gegen die beobachteten absoluten Amplituden relativ unempfindlich ist. Die Methode mit aufeinander folgenden Unterschieden erfordert nur, dass die Energie in den "Still"-Rahmen (die aufgrund von Rauschen nicht wirklich still sind) kleiner ist als die Energie in den aktiven Rahmen und dass die Energie für jede Art von Rahmen ungefähr konstant ist.During synchronization, the successive differences in the energy values observed in each frame of the multiframe show a positive and a negative peak. The positive peak indicates the leading edge of a burst, while the negative edge indicates the end of a burst. According to an embodiment of the invention, the edge detection processing sets the frame synchronization so that the maximum difference is increased, the right neighboring energy difference is made zero. When the synchronization is obtained, the result is as in 10B shown. Note that the edge detection processing is relatively insensitive to the observed absolute amplitudes. The successive difference method only requires that the energy in the "still" frames (which are not really quiet due to noise) is less than the energy in the active frames and that the energy is approximately constant for each type of frame ,

Wenn das Datenübertragungssystem zum Löschen eines zyklischen Präfix am Empfänger arbeitet, kann in der Rahmen/Mehrfachrahmen-Synchronisation eine Totzone erzeugt werden, welche die Breite des zyklischen Präfix ist, da die Entfernung des zyklischen Präfix Abtastwerte auslässt, die zur Rahmensynchronisation nützlich sind, aber folglich von der FFT-Einheit nicht zur Verfügung stehen. Ein Verfahren, um diese Totzone zu lösen, wobei der Rahmen 512 Abtastwerte aufweist und das zyklische Präfix 40 Abtastwerte aufweist, besteht darin, Energieschätzungen von den Abtastwerten 41 bis 552 zu verwenden sowie die Abtastwerte 1 bis 512 zu verwenden und dann den Mittelwert dieser Energieschätzungen zu nehmen, um eine kombinierte Energieschätzung zu erhalten, die dann in der Burst-Erfassungsverarbeitung verwendet wird.When the data transfer system is operating to erase a cyclic prefix at the receiver, a deadband which is the width of the cyclic prefix can be generated in the frame / multiframe synchronization because the removal of the cyclic prefix omits samples useful for frame synchronization, but consequently not available from the FFT unit. A method to solve this dead zone, the frame 512 Has samples and the cyclic prefix has 40 samples, is to use energy estimates from samples 41 through 552, and use samples 1 through 512, and then take the average of those energy estimates to obtain a combined energy estimate, which is then stored in the sample Burst detection processing is used.

Die vorstehend erörterte Synchronisationsverarbeitung ist im Allgemeinen auf die Synchronisation der entfernten Seite und der zentralen Seite anwendbar. Für die Synchronisationsverarbeitung an einer entfernten Einheit erfasst ein Empfänger an der entfernten Einheit die Synchronisation mit Datenübertragungen (Bursts) mit einem Sender der zentralen Einheit und hält diese aufrecht. Hinsichtlich der Synchronisationsverarbeitung an einer zentralen Einheit erfasst ein Empfänger an der zentralen Einheit eine Synchronisation mit Datenübertragungen (Bursts) mit einem Sender einer entfernten Einheit und hält diese aufrecht. In einer Ausführungsform wird die Synchronisation durch Festlegen oder Einstellen der Empfangsrahmensynchronisation für die Wiederherstellung von Datenübertragungen (Bursts) an einem Empfänger gehandhabt.The discussed above Synchronization processing is generally based on synchronization the remote side and the central page applicable. For the synchronization processing At a remote unit, a receiver detects at the remote unit the synchronization with data transfers (Bursts) with a transmitter of the central unit and holds it upright. Regarding synchronization processing on a Central unit detects a receiver at the central unit one Synchronization with data transfers (bursts) with a transmitter of a remote unit and keeps it upright. In a Embodiment is the synchronization by setting or setting the receive frame synchronization for the restoration of data transmissions (Bursts) at a receiver handled.

Aufgrund der Umlaufverzögerung einer Leitung (oder eines Kanals) variiert die Zeit, mit der eine Stromaufwärtsübertragung von einer entfernten Einheit eine zentrale Einheit erreicht, und erscheint um die Länge der Umlaufverzögerung spät, wenn keine Korrektur durchgeführt wird. Folglich muss die zentrale Einheit ihre Empfangsrahmensynchronisation so einstellen, dass die korrekten Empfangsabtastwerte im Empfänger an der zentralen Einheit verwendet werden. Die an der zentralen Einheit ausgeführte Verarbeitung zum Einstellen ihrer Empfangsrahmensynchronisation ist ähnlich zur vorstehend für die entfernte Einheit erörterten Synchronisationsverarbeitung. Im Allgemeinen wird die Energie in den empfangenen Stromaufwärtsrahmen über eine Anzahl von Rahmen entsprechend der Länge des Stromaufwärtsübertragungs-Bursts von der entfernten Einheit gemessen. Diese Energiewerte werden verwendet, um den Beginn des Stromaufwärtsübertragungs-Bursts zu identifizieren, und dann wird eine Synchronisationskorrektur bestimmt, um den Empfangsrahmengrenzenzeiger mit den Rahmen von Daten, die von der entfernten Einheit empfangen werden, zu synchronisieren.by virtue of the round trip delay A line (or channel) varies the time that an upstream transmission from a remote unit reaches a central unit, and appears around the length the round trip delay late, if no correction made becomes. Consequently, the central unit must do its receive frame synchronization like this set the correct receive samples in the receiver the central unit can be used. The at the central unit executed processing for setting its receive frame synchronization is similar to above for the remote unit discussed synchronization processing. In general, the energy in the received upstream frame will go over one Number of frames corresponding to the length of the upstream transmission burst measured by the remote unit. These energy values are used to the beginning of the upstream transfer burst to identify, and then becomes a synchronization correction determines the receive frame boundary pointer with the frames of Synchronize data received from the remote unit.

11 ist ein Blockdiagramm eines Empfängers 1100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Empfänger 1100 ist ein Teil eines Zeitbereichsduplex-Übertragungssystems. Die Konstruktion des Empfängers 1100, die in 11 dargestellt ist, kann in einem oder beiden des Vermittlungsamt-Senders/Empfängers und des Senders/Empfängers der entfernten Einheit verwendet werden. 11 is a block diagram of a receiver 1100 according to an embodiment of the invention. The recipient 1100 is part of a time domain duplex transmission system. The construction of the receiver 1100 , in the 11 may be used in one or both of the central office transmitter / receiver and the remote unit transmitter / receiver.

Der Empfänger 1100 empfängt analoge Signale 1102, die über einen Kanal von einem Sender (z. B. einem Vermittlungsamtsender) übertragen wurden. Die empfangenen analogen Signale werden dann zu einem Analog/Digital (ADC) 1104 geliefert, der die empfangenen analogen Signale in digitale Signale umsetzt. Die digitalen Signale werden dann zu einem Eingangspuffer 1106 geliefert, der die digitalen Signale vorübergehend speichert. Die FFT-Einheit 1108 ruft einen Datenrahmen aus dem Eingangspuffer 1106 gemäß einem Empfangsrahmengrenzenzeiger 1110 ab und erzeugt dann Frequenzbereichssignale.The recipient 1100 receives analog signals 1102 which have been transmitted over a channel by a sender (eg, a central office sender). The received analog signals are then converted to an analogue / digital (ADC) 1104 supplied, which converts the received analog signals into digital signals. The digital signals then become an input buffer 1106 which temporarily stores the digital signals. The FFT unit 1108 calls a data frame from the input buffer 1106 according to a reception frame boundary pointer 1110 and then generates frequency domain signals.

Gemäß der Erfindung gibt die FFT-Einheit 1108 die Frequenzbereichssignale 1112 an eine Rahmensynchronisationseinheit 1114 aus. Die Rahmensynchronisationseinheit 1114 arbeitet, um die vorstehend mit Bezug auf 5-10B erörterte Synchronisationsverarbeitung durchzuführen. Die Rahmensynchronisationseinheit 1114 gibt eine Synchronisationsfehlerschätzung 1116 an eine Steuereinheit 1118 aus. Die Steuereinheit 1118 stellt dann den Empfangsrahmengrenzenzeiger 1110 zum Zugreifen auf die empfangenen Daten vom Eingangspuffer 1106 ein. Daher sorgt die Rahmensynchronisationseinheit 1114 für eine Rahmensynchronisation im Zeitbereichsduplex-Übertragungssystem in einer Weise, die gegen eine HF- Störung (wie z. B. von Amateurfunkbenutzern) im Wesentlichen unempfindlich ist. Die Steuereinheit 1118 steuert auch den Gesamtbetrieb des Empfängers 1100. Die Steuereinheit 1118 steuert beispielsweise den Empfänger 1100, um die Initialisierungsverarbeitung durchzuführen und um die stationäre Datenübertragung zu überwachen. Die Steuereinheit 1118 kann beispielsweise durch einen Digitalsignalprozessor, einen Mikroprozessor oder eine Mikrosteuereinheit oder eine spezialisierte Schaltung implementiert werden. In dem Fall, in dem der Empfänger 1100 einen Teil eines Senders/Empfängers bildet, kann die Steuereinheit 1118 sowohl von der Sende- als auch der Empfangsseite des Senders/Empfängers verwendet werden, welche unter einer Vielzahl von Sendern/Empfängern gemeinsam genutzt werden, oder einzeln für jeden Sender und Empfänger vorgesehen sein. Ebenso kann die Rahmensynchronisationseinheit 1114 durch einen Digitalsignalprozessor, einen Mikroprozessor oder eine Mikrosteuereinheit oder eine spezialisierte Schaltung implementiert werden.According to the invention gives the FFT unit 1108 the frequency domain signals 1112 to a frame synchronization unit 1114 out. The frame synchronization unit 1114 works to the above with reference to 5 - 10B to perform discussed synchronization processing. The frame synchronization unit 1114 gives a synchro tion error estimate 1116 to a control unit 1118 out. The control unit 1118 then sets the receive frame boundary pointer 1110 for accessing the received data from the input buffer 1106 one. Therefore, the frame synchronization unit provides 1114 for frame synchronization in the time domain duplex transmission system in a manner that is substantially insensitive to RF interference (such as amateur radio users). The control unit 1118 also controls the overall operation of the receiver 1100 , The control unit 1118 controls, for example, the receiver 1100 to perform the initialization processing and to monitor the stationary data transmission. The control unit 1118 For example, it may be implemented by a digital signal processor, a microprocessor or a microcontroller, or a specialized circuit. In the case where the recipient 1100 forms part of a transmitter / receiver, the control unit 1118 be used by both the transmitting and the receiving side of the transceiver, which are shared among a plurality of transceivers, or provided individually for each transmitter and receiver. Likewise, the frame synchronization unit 1114 be implemented by a digital signal processor, a microprocessor or a microcontroller or a specialized circuit.

Unter Rückkehr zum Empfangsdatenweg werden die Frequenzbereichssignale 1112, die von der FFT-Einheit 1108 ausgegeben werden, dann durch die FEQ-Einheit 1120 entzerrt. Die entzerrten Signale werden dann zu einem Datensymbol-Decodierer 1122 geliefert. Der Datensymbol-Decodierer 1122 arbeitet zum Decodieren der entzerrten Signale, um Daten wiederherzustellen, die auf jedem der Frequenztöne des empfangenen Symbols übertragen wurden. Die Decodierung durch den Datensymbol-Decodierer 1122 wird auf der Basis einer Bitzuweisungsinformation durchgeführt, die in einer Empfangsbit- und -energiezuweisungstabelle 1124 gespeichert ist. Die decodierten Daten werden dann zur FEC-Einheit 1126 geliefert und dann in einem Ausgangspuffer 1128 gespeichert. Anschließend können die wiederhergestellten Daten 1130 (gespeicherte decodierte Daten) aus dem Ausgangspuffer 1128 nach Bedarf abgerufen werden.Returning to the receive data path becomes the frequency domain signals 1112 provided by the FFT unit 1108 then through the FEQ unit 1120 equalized. The equalized signals then become a data symbol decoder 1122 delivered. The data symbol decoder 1122 operates to decode the equalized signals to recover data transmitted on each of the frequency tones of the received symbol. The decoding by the data symbol decoder 1122 is performed on the basis of bit allocation information included in a receive bit and energy allocation table 1124 is stored. The decoded data then becomes the FEC unit 1126 delivered and then in an output buffer 1128 saved. Subsequently, the recovered data 1130 (stored decoded data) from the output buffer 1128 be retrieved as needed.

Der in 11 dargestellte Empfänger 1100 umfasst wahlweise andere Komponenten. Wenn ein entsprechender Sender beispielsweise ein zyklisches Präfix zu den Symbolen nach einer IFFT-Einheit hinzufügt, kann der Empfänger 1100 das zyklische Präfix vor der FFT-Einheit 1108 entfernen. Der Empfänger 1100 kann auch eine Zeitbereichsentzerrer-Einheit (TEQ-Einheit) zwischen dem ADC 1104 und der FFT-Einheit 1106 vorsehen. Zusätzliche Details über TEQ-Einheiten sind im US-Patent Nr. 5 285 474 enthalten.The in 11 represented receiver 1100 optionally includes other components. For example, if a corresponding sender adds a cyclic prefix to the symbols after an IFFT unit, the receiver may 1100 the cyclic prefix before the FFT unit 1108 remove. The recipient 1100 may also include a time domain equalizer unit (TEQ unit) between the ADC 1104 and the FFT unit 1106 provide. Additional details about TEQ units are contained in U.S. Patent No. 5,285,474.

Überdies schafft die Erfindung Verfahren zum Synchronisieren der Übertragungen auf einer zentralen Seite (d. h. einer zentralen Einheit). Mit synchronisierten Übertragungen auf der zentralen Seite wird die NEXT-Störung im Wesentlichen beseitigt, vorausgesetzt, dass alle Leitungen einer Bindeeinrichtung dasselbe Dienstniveau bieten (d. h. Mehrfachrahmenformat). Wenn jedoch die Übertragungen von der zentralen Seite über Leitungen in einer Bindeeinrichtung nicht korrekt synchronisiert sind, ist die NEXT-Störung eine beträchtliche Beeinträchtigung für einen effizienten und genauen Betrieb des Datenübertragungssystems. Daher betrifft die Erfindung auch Verfahren zum Einstellen einer Übertragungsrahmengrenze an einem Sender der zentralen Seite des Datenübertragungssystems. Das allgemeine Prinzip besteht darin, die NEXT-Störung von anderen Übertragungen der zentralen Seite zu verwenden. Wenn die NEXT-Störung nicht stark genug ist, um für Synchronisationszwecke erfasst zu werden, dann wird angenommen, dass sie während des Empfangs nicht signifikant ist, und daher ist eine Synchronisation nicht erforderlich.moreover The invention provides methods for synchronizing the transmissions on a central side (i.e., a central unit). With synchronized transfers on the central side, the NEXT interference is essentially eliminated, provided that all lines of a binding device are the same Service level (i.e., multi-frame format). However, if the transmissions from the central side over Lines in a binding device are not synchronized correctly, is the NEXT fault a considerable one impairment for one efficient and accurate operation of the data transmission system. Therefore, concerns the invention also provides methods for setting a transmission frame boundary at a transmitter of the central side of the data transmission system. The general Principle is the NEXT interference from other transmissions to use the central page. If the NEXT fault is not strong enough for Synchronization purposes, it is assumed that that they are during of reception is not significant, and therefore is a synchronization not mandatory.

Üblicherweise können die verschiedenen Sender auf der zentralen Seite miteinander synchronisieren, indem alle einen gemeinsamen Haupttakt verwenden, der zur zentralen Seite geliefert wird. Manchmal steht jedoch ein solcher Haupttakt aus dem einen oder anderen Grund nicht zur Verfügung. Selbst wenn er zur Verfügung steht, könnten jedoch die verschiedenen Sender in geringfügig größeren Positionen von der Haupttaktquelle angeordnet sein, so dass kleine Synchronisationsunterschiede zwischen den verschiedenen Übertragungen verursacht werden. Daher können die erfindungsgemäßen Synchronisationsverfahren auch verwendet werden, um verschiedene Übertragungen auf der zentralen Seite zu synchronisieren.Usually can synchronize the different channels on the central page, by all using a common master clock, which is central Page is delivered. Sometimes, however, such a main clock is unavailable for one reason or another. Even if he is available, could however, the different transmitters in slightly larger positions from the main clock source be arranged so that small synchronization differences between the different transfers caused. Therefore, you can the synchronization method according to the invention also used to make various transfers on the central Synchronize page.

12 ist ein Ablaufdiagramm einer Synchronisationsverarbeitung 1200 zum Synchronisieren von benachbarten Sendern, um kleine Synchronisationsunter schiede zu kompensieren. Wenn diese kleinen Synchronisationsunterschiede unkorrigiert laufen sollen, verschlimmert sich über die Zeit der Grad des Synchronisationsmangels. Die Synchronisationsverarbeitung 1200 misst 1202 anfänglich die von anderen Sendern auf der zentralen Seite empfangene Energie. Während Stillperioden (oder Schutzperioden) wird hier die von anderen Sendern auf der zentralen Seite empfangene Energie durch die den Sendern zugeordneten Empfänger (d. h. Sender/Empfänger) gemessen. Die Übertragungen von den verschiedenen Sendern folgen alle demselben Mehrfachrahmenformat. Vorzugsweise wird die zweite Stillperiode (d. h. nach der Stromaufwärtsübertragung) verwendet, um die Energie zu messen, da gewöhnlich weniger Echo vorhanden ist. Als nächstes bestimmt ein Entscheidungsblock 1204, ob die gemessene Energie größer ist als ein vorbestimmter Schwellenbetrag. Wenn die gemessene Energie während der Stillperiode als größer als der vorbestimmte Schwellenbetrag festgestellt wird, dann wird die Anwesenheit einer NEXT-Störung festgestellt. Da die NEXT-Störung festgestellt wird, ist es bekannt, dass die Sender auf der zentralen Seite nicht synchronisiert sind. Daher wird die Zeitsynchronisation am Sender modifiziert 1202, um seine Synchronisation bezüglich der anderen Sender auf der zentralen Seite zu synchronisieren. Die Zeitsynchronisation könnte beispielsweise durch Ändern einer Oszillatorfrequenz oder Ändern (Erhöhen oder Verringern) der Länge des Mehrfachrahmens modifiziert werden. Wenn andererseits die gemessene Energie als kleiner als der vorbestimmte Schwellenbetrag festgestellt wird, dann werden die Sender auf der zentralen Seite als ausreichend synchronisiert erachtet und somit wird der Block 1206 umgangen. Nach dem Block 1206 oder nach dem Block 1204, wenn die vorbestimmte Schwelle nicht überschritten wird, ist die Synchronisationsverarbeitung 1200 vollständig und endet. 12 Fig. 10 is a flowchart of synchronization processing 1200 for synchronizing adjacent transmitters to compensate for small synchronization differences. If these small differences in synchronization are to run uncorrected, the degree of synchronization shortage worsens over time. The synchronization processing 1200 measures 1202 initially the energy received from other transmitters on the central side. During periods of silence (or guard periods), the energy received by other transmitters on the central side is measured by the receivers (ie transceivers) associated with the transmitters. The transmissions from the different transmitters all follow the same multiframe format. Preferably, the second silent period (ie, after the upstream transmission) is used to measure the energy, since there is usually less echo. Next, a decision block determines 1204 whether the measured energy is greater than a predetermined threshold amount. If the measured energy during the nursing period is determined to be greater than the predetermined threshold amount, then the presence of NEXT interference is detected. Since the NEXT fault is detected, it is known that the transmitters on the central side are not synchronized. Therefore, the time synchronization on the transmitter is modified 1202 to synchronize its synchronization with the other channels on the central page. For example, the time synchronization could be modified by changing an oscillator frequency or changing (increasing or decreasing) the length of the multiframe. If, on the other hand, the measured energy is found to be less than the predetermined threshold amount, then the transmitters on the central page are deemed to be sufficiently synchronized and thus the block becomes 1206 bypassed. After the block 1206 or after the block 1204 if the predetermined threshold is not exceeded, the synchronization processing is 1200 complete and ending.

Die Synchronisationsverarbeitung 1200 wird von allen Sendern/Empfängern auf der zentralen Seite durchgeführt. Durch Wiederholen der Synchronisationsverarbeitung 1200 erreicht die Synchronisation allmählich einen mehr weniger stationären Zustand, insbesondere wenn Einstellungen an der Synchronisation in nur einer Richtung vorgenommen werden.The synchronization processing 1200 is performed by all senders / receivers on the central page. By repeating the synchronization processing 1200 The synchronization gradually reaches a less steady state, especially when adjustments are made to the synchronization in one direction only.

Wie in 4 dargestellt, erinnere man sich daran, dass das Mehrfachrahmenformat zwei Stillperioden 404 und 408 aufweist. Die Synchronisationsverarbeitung 1200 verwendet eine der zwei Stillperioden 404 und 408. Wenn ein Empfänger auf der zentralen Seite während der Stillperiode 408 die NEXT-Störung hört, bedeutet dies, dass dieser Sender/Empfänger spät ist und früher senden sollte. Wenn der Empfänger auf der zentralen Seite alternativ die Stillperiode 404 verwendet und während der Stillperiode 404 die NEXT-Störung hört, bedeutet dies, dass dieser Sender/Empfänger früh ist und später senden sollte. Bevor der Sender/Empfänger seine Zeitsynchronisation auf der zentralen Seite einstellt, kann er jedoch die entsprechende entfernte Einheit über die Änderung informieren, so dass sie auch ihre Zeitsynchronisation modifiziert. Diese Benachrichtigung an die entfernte Einheit kann beispielsweise über einen Overheadkanal durchgeführt werden.As in 4 As illustrated, remember that the multiframe format is two silence periods 404 and 408 having. The synchronization processing 1200 uses one of the two lactation periods 404 and 408 , If a receiver is on the central side during the lactation period 408 If the NEXT fault is heard, this means that this transceiver is late and should transmit earlier. If the recipient on the central side alternatively the breastfeeding period 404 used and during the nursing period 404 If the NEXT fault is heard, this means that this transceiver is early and should transmit later. However, before the transceiver adjusts its time synchronization on the central page, it can inform the corresponding remote unit of the change so that it also modifies its time synchronization. This notification to the remote unit can be made, for example, via an overhead channel.

Das Synchronisationsverfahren muss die Stromabwärts-NEXT-Störung von der Stromaufwärts-NEXT-Störung unterscheiden. Dies kann in einer Anzahl von verschiedenen Weisen erreicht werden. Eine Weise zum Unterscheiden von Stromaufwärtsübertragungen von Stromabwärtsübertragungen im Fall von VDSL unter Verwendung von DMT-Rahmen mit 256 Tönen besteht darin, den Ton 128, der Nyquist/2 ist, nur bei Stromabwärts-Übertragungen zu verwenden. Wie vorstehend angegeben, wird die Stillperiode verwendet, um die Störung von benachbarten Stromabwärtsübertragungen zu messen. Wenn das Stromabwärts-Unterscheidungsmerkmal erfasst wird (größer als eine gewisse Schwelle), bedeutet dies, dass der Takt in dieser Einheit schneller läuft als der Takt des störenden Senders.The Synchronization procedure must differentiate the downstream NEXT interference from the upstream NEXT interference. This can be achieved in a number of different ways. A way to distinguish upstream transmissions from downstream transmissions in the case of VDSL using 256 tone DMT frames in it, the sound 128, which is Nyquist / 2, only on downstream transmissions to use. As indicated above, the lactation period is used around the disorder from adjacent downstream transmissions to eat. If the downstream differential is detected (greater than a certain threshold), it means that the beat in this unit faster as the beat of the disturbing Transmitter.

Die Einstellung auf die Synchronisation kann darin bestehen, die Taktfrequenz des Takts des speziellen Senders/Empfängers wie z. B. mit einem spannungsgesteuerten Oszillator zu modifizieren. Alternativ kann ein zusätzlicher Zyklus in die Mehrfachrahmenstruktur eingefügt werden. Wenn die Takte des Senders/Empfängers auf der zentralen Seite innerhalb 100 ppm voneinander liegen, dann kann bei VDSL das Einfügen 1 Abtastwerts pro Mehrfachrahmen (11040 Abtastwerte) ausreichen, um die Synchronisation zu überwachen. Wenn die Sen der/Empfänger auf der zentralen Seite nur einfügen können, erreichen die Sender/Empfänger auf der zentralen Seite einen Konsens bei der niedrigsten Taktfrequenz der Gruppe (die signifikantes NEXT aufweist).The Setting to the synchronization can be the clock frequency the clock of the special transmitter / receiver such. B. with a voltage controlled To modify the oscillator. Alternatively, an additional Cycle are inserted into the multiframe structure. When the bars of the Transmitter / receiver on the central side are within 100 ppm of each other, then can be pasted with VDSL 1 sample per multiframe (11040 samples) suffice, to monitor the synchronization. If the sen / receiver just paste on the central page can reach the transmitter / receiver on the central side consensus at the lowest clock frequency the group (which has significant NEXT).

Die Energie des Tons 128 kann beispielsweise mit einem speziellen Einzelton-DFT gemessen werden:

The energy of the sound 128 can be measured, for example, with a special single-tone DFT:

Wenn die gemessene Energie größer ist als eine vorbestimmte Schwelle, dann wird ein Abtastwert (zusätzlicher Zyklus) in der anschließenden Stromabwärtsübertragung eingefügt.If the measured energy is greater as a predetermined threshold, then a sample (additional Cycle) in the subsequent downstream transmission inserted.

Die Vorteile der Erfindung sind zahlreich. Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Synchronisation selbst bei Anwesenheit einer Hochfrequenzstörung (HF-Störung) wie z. B. aufgrund von Amateurfunksignalen erreicht werden kann. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sie für Datenübertragungssysteme, die die Zeitduplextechnik verwenden, wie z. B. synchronisierter DMT oder synchronisierte VDSL, gut geeignet ist. Noch ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sie gegen Hintergrund- oder Empfängerrauschen relativ unempfindlich ist.The Advantages of the invention are numerous. An advantage of the invention is that the synchronization even in the presence of a RFI (RFI) such as B. due to amateur radio signals can be achieved. Another advantage of the invention is that it can be used for data transmission systems, who use the time duplex technique, such. B. synchronized DMT or synchronized VDSL, is well suited. Yet another advantage The invention is that it against background or receiver noise is relatively insensitive.

Die vielen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der schriftlichen Beschreibung ersichtlich und somit ist durch die beigefügten Ansprüche vorgesehen, alle derartigen Merkmale und Vorteile der Erfindung zu erfassen. Da zahlreiche Modifikationen und Veränderungen Fachleuten leicht in den Sinn kommen, ist es ferner nicht erwünscht, die Erfindung auf die exakte Konstruktion und den exakten Betrieb, wie dargestellt und beschrieben, zu begrenzen. Daher können alle geeigneten Modifikationen als innerhalb den Schutzbereich der Erfindung fallend angewendet werden.The many features and advantages of the present invention will be apparent from the written description, and thus it is intended by the appended claims to cover all such features and advantages of the invention. Since numerous modifications and changes Fachleu It is also not desirable to limit the invention to the exact construction and operation as illustrated and described. Therefore, all suitable modifications can be considered to fall within the scope of the invention.

Claims

Verfahren zum Einstellen der Zeitsynchronisation für einen ersten Sender/Empfänger, um Datenrahmen zu empfangen, die von einem zweiten Sender/Empfänger über ein Übertragungsmedium zu dem ersten Sender/Empfänger gesendet werden, wobei der erste Sender/Empfänger und der zweite Sender/Empfänger zu einem Datenübertragungssystem gehören, das unter Verwendung der Zeitduplextechnik eine Zweiwege-Datenkommunikation schafft, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Messen einer Energiemenge für jeden von mehreren aufeinander folgenden Rahmen empfangener Daten; und (b) Erfassen einer Flanke in den mehreren aufeinander folgenden Rahmen der empfangenen Daten anhand der gemessenen Energiemengen, wobei die erfasste Flanke eine Burst-Flanke ist und wobei die Erfassung wenigstens die folgenden Schritte umfasst: (i) Berechnen aufeinander folgender Energieunterschiede in den mehreren gemessenen Energiemengen; (ii) Identifizieren eines größten der aufeinander folgenden Energieunterschiede, wobei der größte der aufeinander folgenden Energieunterschiede der Burst-Flanke entspricht; und (iii) Bestimmen einer Synchronisationsfehlerschätzung unter Verwendung der in den mehreren aufeinander folgenden Rahmen erfassten Flanke.Method for setting the time synchronization for one first transmitter / receiver, to receive data frames from a second transceiver via a transmission medium to the first transceiver be sent, wherein the first transmitter / receiver and the second transmitter / receiver to a data transmission system belong, using two-way data communication using time-division duplex technology The method comprises the following steps: (A) Measuring an amount of energy for each of a plurality of consecutive frames of received data; and (b) detecting an edge in the plurality of consecutive ones The received data based on the measured amounts of energy, wherein the detected edge is a burst edge and wherein the detection at least the following steps include: (i) Calculate each other the following energy differences in the several measured amounts of energy; (Ii) Identify a largest of the successive energy differences, being the largest of each other following energy differences of the burst edge corresponds; and (Iii) Determining a synchronization error estimate using the edge detected in the several consecutive frames.

Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Synchronisationsfehlerschätzung ein geschätzter Synchronisationsfehler in Form eines Bruchteils eines Rahmens ist.The method of claim 1, wherein the synchronization error estimate includes estimated Synchronization error is in the form of a fraction of a frame.

Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Datenübertragungssystem Daten unter Verwendung einer Mehrfachrahmenstruktur, die mehrere Rahmen umfasst, sendet, wobei eine erste Gruppe der Rahmen in dem Mehrfachrahmen Daten in einer ersten Richtung sendet und eine zweite Gruppe der Rahmen in dem Mehrfachrahmen Daten in einer zweiten Richtung sendet.Method according to Claim 1, in which the data transmission system Data using a multiframe structure that has multiple Frame, wherein a first group of frames in the Multi-frame sends data in a first direction and a second one Group the frames in the multiframe data in a second direction sends.

Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der erste Sender/Empfänger einen Rahmengrenzenzeiger verwendet, um den Beginn eines Rahmens in dem empfangenen Mehrfachrahmen zu identifizieren, und wobei das Verfahren ferner umfasst: (c) Einstellen des Rahmengrenzenzeigers in Übereinstimmung mit der Synchronisationsfehlerschätzung.The method of claim 3, wherein the first transceiver comprises a Frame boundary pointer used to start the frame in the received To identify multiple frames, and wherein the method further includes: (c) setting the frame boundary pointer in accordance with the synchronization error estimate.

Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Synchronisationsfehlerschätzung ein geschätzter Synchronisationsfehler in Form eines Bruchteils eines Rahmens ist.The method of claim 4, wherein the synchronization error estimate includes estimated Synchronization error is in the form of a fraction of a frame.

Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren ferner umfasst: (d) Vergleichen der Synchronisationsfehlerschätzung mit einem Schwellenbetrag; (e) Wiederholen von (a)-(d), bis der Vergleich (d) angibt, dass die Synchronisationsfehlerschätzung kleiner als der Schwellenbetrag ist.The method of claim 4, wherein the method further includes: (d) comparing the synchronization error estimate with a threshold amount; (e) repeating (a) - (d) until the Comparison (d) indicates that the synchronization error estimate is smaller than the threshold amount.

Computerlesbares Medium, das Programmbefehle enthält, um eine Zeitsynchronisation für einen ersten Sender/Empfänger einzustellen, um Datenrahmen, die von einem zweiten Sender/Empfänger über ein Übertragungsmedium zu dem ersten Sender/Empfänger gesendet werden, zu empfangen, wobei der erste Sender/Empfänger und der zweite Sender/Empfänger zu einem Datenübertragungssystem gehören, das unter Verwendung der Zeitduplextechnik eine Zweiwege-Datenkommunikation schafft, wobei die Programmbefehle so konfiguriert sind, dass sie: eine Energiemenge für jeden von mehreren aufeinander folgenden Rahmen empfangener Daten messen; und eine Flanke in den mehreren aufeinander folgenden Rahmen der empfangenen Daten anhand der gemessenen Energiemengen erfassen, wobei die erfasste Flanke eine Burst-Flanke ist, wobei die Befehle zum Erfassen ferner so konfiguriert sind, dass sie: aufeinander folgende Energieunterschiede in den mehreren gemessenen Energiemengen berechnen; einen größten der aufeinander folgenden Energieunterschiede identifizieren, wobei der größte der aufeinander folgenden Energieunterschiede der Burst-Flanke entspricht; und Bestimmen einer Synchronisationsfehlerschätzung unter Verwendung der in den mehreren der aufeinander folgenden Rahmen erfassten Flanke.Computer-readable medium containing program instructions for a Time synchronization for a first transmitter / receiver to set data frames sent by a second transceiver over a transmission medium to the first transceiver be sent, with the first transmitter / receiver and the second transmitter / receiver to a data transmission system belong, using two-way data communication using time-division duplex technology where the program commands are configured to: a Amount of energy for each of a plurality of consecutive frames of received data measure up; and a flank in the several consecutive frames capture the received data based on the measured amounts of energy, wherein the detected edge is a burst edge, the instructions are further configured to capture such that they: on each other following energy differences in the several measured amounts of energy to calculate; a largest of the identify successive energy differences, where the largest of the successive energy differences of the burst edge corresponds; and Determining a synchronization error estimate below Use of in the several consecutive frames detected edge.

Empfänger (1100) für ein Datenübertragungssystem, das die Zeitduplextechnik verwendet, um zwischen dem Senden und dem Empfangen von Daten zu wechseln, wobei der Empfänger umfasst: einen Analog/Digital-Umsetzer (1104), der analoge Daten empfängt, die über einen Kanal (1102) zu dem Empfänger (1100) gesendet worden sind, und die empfangenen analogen Signale in empfangene digitale Signale umsetzt; einen Eingangspuffer (1106) zum vorübergehenden Speichern der empfangenen digitalen Signale; eine Mehrfachträger-Demodulationseinheit (1108), die so beschaffen ist, dass sie die empfangenen digitalen Datensignale von dem Eingangspuffer in Frequenzbereichsdaten für mehrere verschiedene Trägerfrequenzen demoduliert; eine Rahmensynchronisationseinheit (1114), die so beschaffen ist, dass sie eine empfangene Rahmengrenze für die Mehrfachträger-Demodulationseinheit synchronisiert, indem sie eine Energiemenge für jeden von mehreren aufeinander folgenden Rahmen empfangener Daten misst; eine Flanke in den mehreren aufeinander folgenden Rahmen der empfangenen Daten anhand der gemessenen Energiemengen erfasst, wobei die erfasste Flanke eine Burst-Flanke ist, wobei die Erfassung umfasst: Berechnen aufeinander folgender Energieunterschiede in den mehreren gemessenen Energiemengen; Identifizieren eines größten der aufeinander folgenden Energieunterschiede, wobei der größte der aufeinander folgenden Energieunterschiede der Burst-Flanke entspricht; und Bestimmen einer Synchronisationsfehlerschätzung unter Verwendung der in den mehreren aufeinander folgenden Rahmen erfassten Flanke; eine Bitzuweisungstabelle (1124), die so beschaffen ist, dass sie Bitzuweisungsinformationen speichert, die beim Senden von Daten, die bei dem Empfänger empfangen werden, verwendet werden; einen Datensymbol-Decodierer (1122), der so beschaffen ist, dass er die Frequenzbereichsdaten empfängt und Bits, die den Frequenzbereichsdaten zugeordnet sind, aus den Trägerfrequenzen anhand der in der Bitzuweisungstabelle gespeicherten Bitzuweisungsinformationen decodiert; und einen Ausgangspuffer (1128), der die decodierten Daten als wiedergewonnene Daten speichert.Receiver ( 1100 ) for a data transmission system that uses the time-duplexing technique to switch between transmitting and receiving data, the receiver comprising: an analog-to-digital converter ( 1104 ), which receives analogue data over a channel ( 1102 ) to the recipient ( 1100 ) and converts the received analog signals into received digital signals; an input buffer ( 1106 ) for temporarily storing the received digital signals; a multiple carrier demodulation unit ( 1108 ) adapted to demodulate the received digital data signals from the input buffer into frequency domain data for a plurality of different carrier frequencies; a frame synchronization unit ( 1114 ) that way is arranged to synchronize a received frame boundary for the multi-carrier demodulation unit by measuring an amount of energy for each of a plurality of consecutive frames of received data; detects an edge in the plurality of consecutive frames of the received data based on the measured amounts of energy, wherein the detected edge is a burst edge, the detection comprising: calculating successive energy differences in the plurality of measured amounts of energy; Identifying a largest of the successive energy differences, wherein the largest of the successive energy differences corresponds to the burst edge; and determining a synchronization error estimate using the edge detected in the plurality of consecutive frames; a bit allocation table ( 1124 ) arranged to store bit allocation information used in transmitting data received at the receiver; a data symbol decoder ( 1122 ) adapted to receive the frequency domain data and to decode bits associated with the frequency domain data from the carrier frequencies based on the bit allocation information stored in the bit allocation table; and an output buffer ( 1128 ) storing the decoded data as recovered data.

Verfahren zum Synchronisieren von Datenübertragungen durch einen gegebenen Sender zu einem anderen der Sender an einem zentralen Standort in einem Datenübertragungssystem, das an dem zentralen Standort mehrere Sender besitzt, wobei die Sender Daten in Übereinstimmung mit einem Mehrfachrahmenformat, das wenigstens eine Stillperiode enthält, senden, wobei das Verfahren die folgende Schritte umfasst: (a) Messen der Energie in der Stillperiode, die dem gegebenen Sender durch Datenübertragungen von dem anderen der Sender an dem zentralen Standort zugewiesen wird; (b) Vergleichen der gemessenen Energie mit einem Schwellenbetrag; und (c) Modifizieren der Synchronisation für die Übertragungen durch den gegebenen Sender, wenn der Vergleich (b) angibt, dass die gemessene Energie den Schwellenbetrag übersteigt.Method for synchronizing data transmissions through a given transmitter to another of the transmitters on one central location in a data transmission system located at the central Location has multiple stations, the stations data in accordance with a multiframe format containing at least one silent period, the method comprising the following steps: (eating the energy in the nursing period, the given transmitter through data transfers from the other, the transmitter is assigned at the central location becomes; (b) comparing the measured energy with a threshold amount; and (c) modifying the synchronization for the transmissions by the given one Transmitter if the comparison (b) indicates that the measured energy exceeds the threshold amount.

Computerlesbares Medium, das Programmbefehle enthält, um Datenübertragungen in einem Datenübertragungssystem zu synchronisieren, das an einem zentralen Standort mehrere Sender besitzt, wo ein externes Taktsignal für die Synchronisation der Sender nicht verfügbar ist, wobei die Sender Daten in Übereinstimmung mit einem Mehrfachrahmenformat senden, das wenigstens eine Stillperiode enthält, wobei die Programmbefehle so konfiguriert sind, dass sie: die Energie in der Stillperiode, die einem gegebenen Sender durch Datenübertragungen von anderen der Sender an dem zentralen Standort zugewiesen wird, messen; die gemessene Energie mit einem Schwellenbetrag vergleichen; und die Synchronisation für die Übertragungen durch den gegebenen Sender modifizieren, wenn der Vergleich angibt, dass die gemessene Energie den Schwellenbetrag übersteigt.Computer readable medium containing program instructions for data transfers in a data transmission system to synchronize multiple transmitters in one central location owns, where an external clock signal for the synchronization of the transmitters not available is, the sender data in accordance with a multiframe format, the at least one silent period contains where the program commands are configured to: the Energy in the nursing period, the given transmitter through data transmissions from others the sender is assigned at the central site; the compare measured energy with a threshold amount; and the Synchronization for the transfers modify by the given transmitter if the comparison indicates that the measured energy exceeds the threshold amount.