[go: up one dir, main page]

SE506637C2 - Receiver for use with multicarrier transmission system using orthogonal carriers - Google Patents

Receiver for use with multicarrier transmission system using orthogonal carriers

Info

Publication number
SE506637C2
SE506637C2 SE9603190A SE9603190A SE506637C2 SE 506637 C2 SE506637 C2 SE 506637C2 SE 9603190 A SE9603190 A SE 9603190A SE 9603190 A SE9603190 A SE 9603190A SE 506637 C2 SE506637 C2 SE 506637C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
carrier
receiver
frame
transmission system
complex
Prior art date
Application number
SE9603190A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9603190L (en
SE9603190D0 (en
Inventor
Mikael Isaksson
Magnus Johansson
Harry E Tonvall
Lennart Olsson
Tomas Stefansson
Hans Oehman
Kjell Gunnar Bahlenberg
Anders I Isaksson
Sven Goeran Oekvist
Karin L-M Ljunggren
Tomas Nordstroem
Lars-Aake Isaksson
Daniel Bengtsson
Wen Ye
Siwert Haakansson
Original Assignee
Telia Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from SE9601986A external-priority patent/SE9601986D0/en
Publication of SE9603190D0 publication Critical patent/SE9603190D0/en
Priority to SE9603190A priority Critical patent/SE506637C2/en
Application filed by Telia Ab filed Critical Telia Ab
Priority to US09/147,758 priority patent/US6493395B1/en
Priority to JP51255598A priority patent/JP4130994B2/en
Priority to EP97937935A priority patent/EP0920756B1/en
Priority to DE69719333T priority patent/DE69719333T2/en
Priority to AT97937935T priority patent/ATE233451T1/en
Priority to PCT/SE1997/001453 priority patent/WO1998010548A2/en
Publication of SE9603190L publication Critical patent/SE9603190L/en
Publication of SE506637C2 publication Critical patent/SE506637C2/en
Priority to NO990770A priority patent/NO990770L/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655Synchronisation arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

The receiver includes a selector for selecting a frame from a stream of received time domain data. A one frequency DFT mechanism performs a one frequency DFT on the selected frame to produce a complex number representing the pilot carrier. The argument of the complex number is the pilot carrier's phase. A processor derives the argument from the complex number using an inverse tangent operation. The multicarrier system is a discrete multitone (DMT) system. The receiver includes a correlator deriving a frame start signal from the stream of time domain data.

Description

506 657 30 datahastigheter sänds endast i en riktning. Sådana lösningar uppfyller många av kraven för tjänster med stor bandbredd, såsom video-on-demand, men i det långa perspektivet kommer symmetriska duplexsystem att erfordras. 506 657 data rates are transmitted in one direction only. Such solutions meet many of the requirements for high bandwidth services, such as video-on-demand, but in the long run symmetrical duplex systems will be required.

VDSL-teknik liknar ADSL i stor utsträckning, även om ADSL måste sörja för mycket större dynamiskt omfång (dynamic ranges) och som resultat av detta är betydligt mera komplex. VDSL är lägre i kostnad och lägre i energi (lower in power), och VDSL-enheter inom fastigheter (premises) behöver implementera en accesstyrning för media i det fysiska skiktet för multiplexering av uppströms data.VDSL technology is very similar to ADSL, although ADSL has to provide much greater dynamic ranges and as a result is much more complex. VDSL is lower in cost and lower in energy (lower in power), and VDSL units in real estate (premises) need to implement an access control for media in the physical layer for multiplexing upstream data.

Fyra linjekoder har föreslagits för VDSL: - CAP ; av QAM med undertryckt bärvåg, för passiva NT- "Bärvågslös” (carrierless) AM/PM, en version konfigurationer, CAP skulle använda QPSK upp- ströms och en typ av TDMA för multiplexering (ehuru CAP inte utesluter en lösning med FDM för uppströms multiplexering); - DMT; Discrete Multi-Tone, ett multibärvågs- system som använder diskret Fourir-transfor- mering (Discrete Fourier Transforms) för att skapa och demodulera individuella bärvågor, för passiva NT-konfigurationer; DMT skulle använda FDM för uppströms multiplexering (ehuru DMT inte utesluter en strategi med TDMA-multiplexering); - DWMT; Diskret Wavelet multiton (Discrete Wavelet Multi-Tone), ett multibärvågssystem som använder för ”Wavelet-omvandlingar” (Wawelet transforms) att skapa och demodulera individuella bärvågor; l0 25 30 506 637 DWMT använder också FDM för uppströms multiplexering, men tillåter också TDMA; och - SLC; Enkel linjekodning (Simple Line Code), en version av basbandssignalering med fyra nivåer som filtrerar basbandet och återställer det vid mottagaren, för passiva NT-konfigurationer; det är mest troligt att SLC kommer att använda TDMA för uppströms multiplexering, ehuru FDM är möjlig.Four line codes have been proposed for VDSL: - CAP; of QAM with suppressed carrier, for passive NT "carrierless" AM / PM, a version configurations, CAP would use QPSK upstream and a type of TDMA for multiplexing (although CAP does not exclude a solution with FDM for upstream multiplexing ); - DMT; Discrete Multi-Tone, a multi-carrier system that uses discrete Fourier transforms to create and demodulate individual carriers, for passive NT configurations; DMT would use FDM for upstream multiplexing (though DMT does not exclude a TDMA multiplexing strategy; - DWMT; Discrete Wavelet Multi-Tone, a multi-carrier system used for "Wawelet transforms" to create and demodulate individual carriers; l0 25 30 506 637 DWMT also uses FDM for upstream multiplexing, but also allows TDMA and SLC; Simple Line Code, a four-level version of baseband signaling that filters baseband et and resets it at the receiver, for passive NT configurations; it is most likely that SLC will use TDMA for upstream multiplexing, although FDM is possible.

Tidiga versioner av VDSL kommer att använda frekvensmultiplex (frequency division multiplexing) för att separera nedströms- från uppströms kanaler, och båda dessa från POTS och ISDN. Ekosläckning kan komma att behövas för senare generationer av system med symmetriska datahastigheter. Ett tämligen stort avstånd, i frekvens, kommer att upprätthàllas mellan den lägsta datakanalen och POTS för att möjliggöra mycket enkla och kostnadseffektiva POTS-linjedelare (splitters). Normal användning skulle placera nedströmskanalen ovanför uppströmskanalen. DAVIC- specifikationen vänder emellertid på denna ordning för att möjliggöra distribution av VDSL-signaler över koaxialkabel- system i byggnader.Early versions of VDSL will use frequency division multiplexing to separate downstream from upstream channels, and both of these from POTS and ISDN. Echo quenching may be required for later generations of systems with symmetric data rates. A fairly large distance, in frequency, will be maintained between the lowest data channel and POTS to enable very simple and cost-effective POTS line splitters. Normal use would place the downstream duct above the upstream duct. However, the DAVIC specification reverses this scheme to enable the distribution of VDSL signals over coaxial cable systems in buildings.

Moderna multibärvàgstransmissionssystem som använder ortogonala bärvågor med QAM-konstellationer av hög ordning för överföring av en mångfald (multiple) av bitar per bärvåg och symbol, ställer stora krav på synkroniseringen av mottagaren med sändaren. Den maximalt tillåtna avvikelsen från exakt synkronisering är vanligtvis en liten bråkdel av ett samplingsintervall. En reserverad bärvåg, pilotbärvägen, som ges en definierad fas, används vanligen som referens för att uppnå denna höga exakthet. Mottagarens till pilotbärvàgen. Det är därför nödvändigt att värdeberäkna samplingsklockoscillator låses i fas (phase-locked) 506 637 UI 10 25 30 35 fasen för pilotbärvågen. Användning av ett bandpassfilter för att återta (recover) pilotbärvàgen, oavsett ramstrukturen hos DMT-signalen, eliminerar inte påverkan från de angränsande bärvågorna på pilotbärvågen.Modern multi-carrier transmission systems that use orthogonal carriers with high-order QAM constellations to transmit a plurality of bits per carrier and symbol place great demands on the synchronization of the receiver with the transmitter. The maximum allowable deviation from exact synchronization is usually a small fraction of a sampling interval. A reserved carrier, the pilot carrier, which is given a defined phase, is usually used as a reference to achieve this high accuracy. The receiver's to the pilot carrier. It is therefore necessary that the value-calculated sampling clock oscillator is locked in phase (phase-locked) 506 637 UI 10 25 30 35 phase for the pilot carrier. Using a bandpass filter to recover the pilot carrier, regardless of the frame structure of the DMT signal, does not eliminate the influence of the adjacent carriers on the pilot carrier.

Ett mål med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla, i ett multibärvågstransmissionssystem, en metod att värdeberäkna (estimate) fasen hos en pilotbärvàg som utnyttjar bärvâgornas ortogonalitet för att undvika påverkan från angränsande bärvágor på pilotbärvågen.An object of the present invention is to provide, in a multi-carrier transmission system, a method of estimating the phase of a pilot carrier which utilizes the orthogonality of the carriers to avoid the influence of adjacent carriers on the pilot carrier.

Ett mål med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla, för användning i ett multibärvàgstransmissionssystem, en mottagare anordnad att värdeberäkna fasen hos en mottagen pilotbärvàg genom att utnyttja bärvâgornas ortogonalitet för att undvika påverkan från angränsande bärvágor på pilotbärvågen.An object of the present invention is to provide, for use in a multi-carrier transmission system, a receiver arranged to value the phase of a received pilot carrier by utilizing the orthogonality of the carriers to avoid the influence of adjacent carriers on the pilot carrier.

Ett mål med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla, multibärvågstransmissionssystem, en transceiver anordnad för användning i ett att värdeberäkna fasen hos en mottagen pilotbärvàg genom att utnyttja bärvâgornas ortogonalitet för att undvika påverkan från angränsande bärvágor på pilotbärvågen.An object of the present invention is to provide, multi-carrier transmission system, a transceiver arranged for use in a value calculation phase of a received pilot carrier by utilizing the orthogonality of the carriers to avoid the influence of adjacent carriers on the pilot carrier.

Enligt en första aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahàlles en mottagare för användning i ett multibärvàgstransmissionssystem som använder ortogonala bärvágor med QAM-konstellationer av hög ordning, i vilken en mottagarsamplingsklocka faslåses till en pilotbärvàg, kännetecknad av att nämnda mottagare inkluderar: - valanordning anordnad att välja en ram från en ström av mottagen tidsdomändata; 25 30 506 657 - en en-frekvens DFT-anordning som utför en en- frekvens DFT på nämnda valda ram, för att producera ett komplext tal som representerar nämnda pilotbärvág, vars argument är pilotbârvàgens fas, och - en processoranordning för att hämta nämnda argument från nämnda komplexa tal.According to a first aspect of the present invention there is provided a receiver for use in a multi-carrier transmission system using orthogonal carriers with high order QAM constellations, in which a receiver sampling clock is phased to a pilot carrier, characterized in that said receiver includes: frame from a stream of received time domain data; 506 657 - a single-frequency DFT device performing a single-frequency DFT on said selected frame, to produce a complex number representing said pilot carrier, the argument of which is the phase of the pilot carrier, and - a processor device for retrieving said argument from said complex numbers.

Nämnda multibärvàgstransmissionssystem kan vara ett DMTÉsystem.Said multi-carrier transmission system may be a DMTÉ system.

Nämnda processoranordning kan vara anordnad att hämta nämnda argument från nämnda komplexa tal genom en omvänd (inverse) tangentoperation.Said processor device may be arranged to retrieve said argument from said complex number by a reverse (inverse) key operation.

Nämnda mottagare kan inkludera korrelationsanordning anordnad att hämta en ramstartsignal från nämnda ström av tidsdomändata.Said receiver may include correlation device arranged to retrieve a frame start signal from said stream of time domain data.

Nämnda valanordning kan anordnas att använda nämnda ramstartsignal för att välja en ram från strömmen av mottagen tidsdomändata.Said selection device can be arranged to use said frame start signal to select a frame from the stream of received time domain data.

Nämnda en-frekvens DFT-anordning kan vara en FFT- processor.Said one-frequency DFT device may be an FFT processor.

Alternativt kan nämnda en-frekvens DFT-anordning omfatta en komplex multiplikator (complex multiplier) som har: - som första input en ström av ”digitized input samples”; - som andra input en output från en komplex expo- nentialtabellanordning; och 506 657 - en output ansluten till en komplex ackumulator (complex accumulator); där en output från nämnda komplexa ackumulator är nämnda pilotbärvágskomponenter.Alternatively, said single-frequency DFT device may comprise a complex multiplier having: - as the first input a stream of digitized input samples; - as a second input, an output from a complex exponential table device; and 506 657 - an output connected to a complex accumulator; where an output from said complex accumulator is said pilot carrier components.

Un Nämnda komplexa exponentialtabellanordning och nämnda komplexa ackumulator kan styras av signaler som hämtas från anordning för ramsynkroniseringslogik.Said complex exponential table device and said complex accumulator can be controlled by signals retrieved from frame synchronization logic device.

Nämnda multibärvàgstransmissionssystem kan vara ett multitonbaserat (multi-tone based) VDSL-system.Said multi-carrier transmission system may be a multi-tone based VDSL system.

Enligt en andra aspekt av den föreliggande 15 uppfinningen tillhandahàlles en transceiver som inkluderar en sändare och en mottagare kånnetecknad av att nämnda mottagare är en mottagare såsom skildrats ovan.According to a second aspect of the present invention, there is provided a transceiver which includes a transmitter and a receiver characterized in that said receiver is a receiver as described above.

Enligt en tredje aspekt av den föreliggande 20 uppfinningen tillhandahållas ett multibärvágstransmissionssystem som använder ortogonala bärvágor med QAM-konstellationer av hög ordning, i vilket en mottagarsamplingsklocka faslàses till en pilotbärvág, kännetecknat av att nämnda multibärvàgstransmissionssystem 25 inkluderar två transceivrar såsom skildrats i det föregående stycket.According to a third aspect of the present invention there is provided a multi-carrier transmission system using orthogonal carriers with high order QAM constellations, in which a receiver sampling clock is phased to a pilot carrier, characterized in that said multi-carrier transmission system includes two transceivers.

Enligt en fjärde aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahålles, i ett 30 multibärvägstransmissionssystem som har en sändare och en mottagare och i vilket nämnda sändare sänder en pilotbärvåg till nämnda mottagare, en metod att värdeberäkna nämnda pilotbärvågs fas, kännetecknad av att en signalprocessoperation utförs på delar av en dataström, i hl V: vilken bärvágor är ortogonala, för att minimera de effekter som orsakas av angränsande (neighbouring) bärvágor.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided, in a multi-carrier transmission system having a transmitter and a receiver and in which said transmitter transmits a pilot carrier to said receiver, a method of calculating the phase of said pilot carrier, characterized in that a signal processing operation is performed on parts of a data stream, in hl V: which carriers are orthogonal, to minimize the effects caused by neighboring carriers.

LI! Lu Un Sflé 637 Enligt en femte aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahàlles, i ett multibärvàgstransmissionssystem som använder ortogonala bärvágor med QAM-konstellationer av hög ordning, och i vilket en pilotbärvág sänds av en första sändare till en första mottagare, en metod att faslâsa nämnda första mottagares samplingsklocka till nämnda pilotbärvág, kännetecknad av att: - en ram väljes från en ström av mottagna tidsdomändata; - en en-frekvens DFT utförs på nämnda valda ram för att producera ett komplext tal som representerar nämnda pilotbärvág, vars argument är pilotbärvàgens fas; och - nämnda argument härleds från nämnda komplexa tal.LI! According to a fifth aspect of the present invention, in a multi-carrier transmission system using orthogonal carriers with high order QAM constellations, in which a pilot carrier is transmitted by a first transmitter to a first receiver, a method of phase locking said first is provided. receiver sampling clock for said pilot carrier, characterized in that: - a frame is selected from a stream of received time domain data; a one-frequency DFT is performed on said selected frame to produce a complex number representing said pilot carrier, the argument of which is the phase of the pilot carrier; and - said argument is derived from said complex number.

Nämnda argument kan hämtas frán nämnda komplexa tal genom en omvänd (inverse) tangentoperation.Said argument can be taken from said complex number by an inverse key operation.

En ramstartsignal kan hämtas från nämnda ström av tidsdomändata genom en korrelationsprocess.A frame start signal can be retrieved from said stream of time domain data by a correlation process.

Nämnda ramstartsignal kan användas för att välja en ram från strömmen av mottagna tidsdomândata.Said frame start signal can be used to select a frame from the stream of received time domain data.

Nämnda en-frekvens DFT kan utföras med hjälp av en FFT-processor.The one-frequency DFT can be performed by means of an FFT processor.

Aternativt kan nämnda en-frekvens DFT inkludera stegen att: 506 637 U! 20 30 - multiplicera en ström av ”digitized input samples” med värden hämtade från en tabell med komplexa exponentialvärden; och - behandla resultaten av nâmndamultiplikation i en komplex ackumulator; för att ge nämnda pilotbärvàgskomponenter.Alternatively, the one-frequency DFT may include the steps of: 506 637 U! - multiplying a stream of digitized input samples by values taken from a table of complex exponential values; and - processing the results of name multiplication in a complex accumulator; to provide said pilot carrier components.

Nämnda multibärvágstransmissionssystem kan vara ett multitonbaserat VDSL-system.Said multicarrier transmission system may be a multitone based VDSL system.

Utförandeformer av uppfinningen kommer nu att beskrivas, med hjälp av exempel, med hänvisningar till de medföljande figurerna, där: Figur l visar, i schematisk form, ett asymmetriskt kommunikationssystem.Embodiments of the invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying figures, in which: Figure 1 shows, in schematic form, an asymmetric communication system.

Figur 2 visar, i schematisk form, ett DMT-system.Figure 2 shows, in schematic form, a DMT system.

Figur a visar, grafiskt, de kanalseparationer som används i ett asymmetriskt DMT-transmissionssystem.Figure a shows, graphically, the channel separations used in an asymmetric DMT transmission system.

Figur 4 visar, i schematisk form, grundstenarna i ett multitonbärvågssystemmodem som avses i den föreliggande uppfinningen.Figure 4 shows, in schematic form, the cornerstones of a multitone carrier system modem contemplated in the present invention.

Figur 5 visar, i schematisk form, en uppdelning (partitioning) hos det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4, och som används för att underlätta implementering.Figure 5 shows, in schematic form, a partitioning of the multitone carrier system modem shown in Figure 4, which is used to facilitate implementation.

Figur 6 visar, i grafisk form, spektralallokering för kopparpar.Figure 6 shows, in graphical form, spectral allocation for copper pairs.

Figur 7 visar, i schematisk form, den ramstruktur som används i det multitonbärvågssystem som här beskrivs.Figure 7 shows, in schematic form, the frame structure used in the multitone carrier system described here.

Un 20 25 506 637 Figur 8 visar, i schematisk form, det analoga gränssnittet för det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.508 637 Figure 8 shows, in schematic form, the analog interface of the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 9 visar, i grafisk form, beroendet av signal/brusförhàllandet (SNR-ratio) för frekvens i det multitonbärvàgssystem som här beskrivs.Figure 9 shows, in graphical form, the dependence of the signal-to-noise ratio (SNR ratio) on frequency in the multitone carrier system described here.

Figur 10 visar, i schematisk form, den FFT-algoritm som används i det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 10 shows, in schematic form, the FFT algorithm used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 11 visar, i schematisk form, den ramkorrelationsprincip som används i det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 11 shows, in schematic form, the frame correlation principle used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 12 visar, i schematisk form, implementering av en korrelator som används i det multitonbärvágssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 12 shows, in schematic form, implementation of a correlator used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 13 visar, i schematisk form, den medelvärdesbildare (averager) som används i korrelatorn i Figur 12.Figure 13 shows, in schematic form, the averager used in the correlator in Figure 12.

Figur 14 visar, i schematisk form, en korrelationspositionsdetektor som används för det multitonbärvâgssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 14 shows, in schematic form, a correlation position detector used for the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 15 visar, i schematisk form, en översikt över den synkroniseringsenhet som används i det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 15 shows, in schematic form, an overview of the synchronization unit used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 16 visar, i schematisk form, en översikt över den FFT/IFFT-enhet som används i det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 16 shows, in schematic form, an overview of the FFT / IFFT unit used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 17 visar, i schematisk form, användningen av ett cykliskt prefix. 506 Un 20 25 30 637 10 Figur 18 visar, i schematisk form, ett ”beslutsinriktat" (decision directed) kanalvärdeberäknings- och utjämningsssystem för användning i det multitonbârvàgssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 17 shows, in schematic form, the use of a cyclic prefix. 506 Un 20 25 30 637 10 Figure 18 shows, in schematic form, a "decision directed" channel value calculation and equalization system for use in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 19 visar QAM-kodning för b = 6.Figure 19 shows QAM coding for b = 6.

Figur 20 visar, i schematisk form, förverkligandet av beräkningen av bitladdnings- och energiladdningsfaktorer som används i det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 20 shows, in schematic form, the realization of the calculation of bit charge and energy charge factors used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 21 visar, i schematisk form, en översikt av systemstyrningsgränssnittet (system controller interface) som används i det multitonbârvágssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 21 shows, in schematic form, an overview of the system controller interface used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 22 visar, i schematisk form, det sätt på vilket två av de multitonbärvágssystemmodem, som visas i Figur 4, är sammankopplade för att skapa ett multitonbärvàgstransmissionssystem.Figure 22 shows, in schematic form, the manner in which two of the multitone carrier system modems shown in Figure 4 are interconnected to create a multitone carrier transmission system.

Figur 23 visar, i schematisk form, det vektorhanteringssystem som används i det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 23 shows, in schematic form, the vector management system used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 24 visar BSI-längd.Figure 24 shows BSI length.

Figur 25 visar, i schematisk form, NU SC laddningsfördelning (load distribution) för BSI- avbrott för det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 25 shows, in schematic form, NU SC load distribution for BSI interruptions for the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 25 visar SUS-mönstret för det modem för multitonbärvàgssystem som visas i Figur 4.Figure 25 shows the SUS pattern of the multitone carrier modem shown in Figure 4.

Figur 27 visar DAS-mönstret i schematisk form, för det modem för multitonbärvágssystem som visas i Figur 4. 10 20 25 30 506 637 ll Figur 28 visar, i schematisk form, ”wake-up”- signalering för det multitonbärvágssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 27 shows the DAS pattern in schematic form, for the multitone carrier system modem shown in Figure 4. Figure 20 shows, in schematic form, wake-up signaling for the multitone carrier system modem shown in Figure 4. 4.

Figurerna 29 till 31 visar etableringssekvensen (set- up sequence) för det multitonbârvàgssystemmodem som visas i Figur 4.Figures 29 to 31 show the set-up sequence of the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 32 visar, i schematisk form, en nâtöversikt för ett nätgränssnitt för en VDSL modemapplikation.Figure 32 shows, in schematic form, a network overview of a network interface for a VDSL modem application.

Figur 33 visar ett blockschema på en pilotfasvärdeberäknare (pilot phase estimator).Figure 33 shows a block diagram of a pilot phase estimator.

För att underlätta förståelsen av den föreliggande uppfinningen presenteras nedan en lista över förkortningar som används i denna patentansökan.To facilitate the understanding of the present invention, a list of abbreviations used in this patent application is presented below.

ADC: Analog- till digital(A/D)-omvandlare (Analog-to-Digital Converter) AIS: ”Alarm In Signal” ASIC: Applikationsspecifik integrerad krets (Application Specific Integrated Circuit) BPSK: Binär fasskiftmodulering (Binary Phase Shift Keying) BSI: Grundsynkroniseringsintervall (Base Synch Interval) BSI-D: BSI för nedlänkförbindelse (BSI for downlink connection) BSI-U: BSI för upplänkförbindelse (BSI for uplink connection) CCH: Styrkanal (Control channe l) 506 637 15 20 25 30 CM2: CM3: CP: DAC: DAS: DFl: DF2: DF3: DMT: DWMT: EMC: FEC: FEXT: FFT: FTTN: Gl MUSIC: 12 Bärvågstyp (mode) 1; bit-laddad och använd bärvág (Carrier mode 1, bit-loaded and used carrier) Bärvágstyp (mode) 2, (bort)maskad eller urstàndsatt bärvág (Carrier mode 2, masked out or disabled carrier) Bärvàgstyp (mode) 3, bärvág ordnad för nollbitsladdningf (Carrier mode 3, zero bit-loading enabled carrier) Cykliskt prefix (Cyclic Prefix) Digital- till analog(D/A)-omvandlare (Digital-to-Analog converter) DF3 ramsekvens (DF3 frame sequence) Dataram, slumpmässig (random) data parallell CCH, (Data frame, random data parallel CCH) Dataram, slumpmässig data en CCH (Data frame, random data one CCH) Dataram, helt bitladdad en CCH (Data frame, fully bit loaded one CCH) Diskret multiton (Discrete Multi Tone) Diskret Wavelet multiton (Discrete Wavelet Multi-Tone) Elektromagnetisk kompatibilitet (Electro Magnetic Compatibility) Felkorrigering vid mottagaren (Forward Error Correction) Fjärröverhörning (Far End Cross Talk) ”Fast Fourier”-transformering (Fast Fourier Transform) Fiber till noden (Fibre To The Node) Första generationen, prototypsystem (VME-baserad) 20 30 G2 MUSIC: G3 MUSIC: IFFT: IIR: ISDN: ISI: JTAG: LEX: LP: NT: OFDM: ONU: PGA: POTS: QAM: SC: 506 637 13 (Generation one, prototype system VMB-based) Tre + tvà, ASIC-implementering (Three + two ASIC implementation) Två chips' kisel-implementering (Two chips silicon implementation) Omvänd ”Fast Fourir"-transformering (Inverse Fast Fourir Transformation) Obegränsad impulsrespons (Infinite Impulse Response) Internationell standard för digitala nät (International Standard for Digital Networks) Interferens mellan symboler (Inter-Symbol Interference) Joint Test Action Group Lokal växel (Local Exchange) Lágpass (Low Pass) Nät(verks)terminering (Network Termination) Nät(verks)enhet (Network Unit) Ortogonal frekvensmultiplex (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) Optisk nät(verks)enhet (Optical Network Unit) Programmerbar förstärkningsdämpare (Progammable Gain Attenuator) Konventionell, ”gammal” telefonitjänst (Plain Old Telephony Service) ”Quadrature Amplitude Modulation” Systemstyrenhet (System Controller) 506 637 20 25 30 14 SDH: Synkron digital hierarki (Synchronous Digital Hierarchy) SF: Synkroniseringsram (Synch Frame) SNR: Signal/störnings-förhållande (Signal-to-Noise Ratio) STB: Set Top Box SUS: Synkroniseringsramsekvens (Synch Frame Sequence) SUS1: SF och DFl ramsekvens (SF and DF1 frame sequence) SUS2: SF och DF2 ramsekvens (SF and DF2 frame sequence) TA: ”Time Advance” TDMA: Multipelaccess med tidsdelning (Time Division Multiple Access) UTP Oskärmad parkabel (Unshielded Twisted Pair) VCXO: Spänningsstyrd kristalloscillator (Voltage Controlled Chrystal Oscillator) VDSL: Digitala abonnentlinjer för mycket hög bithastighet (Very high bit-rate Digital Subscriber Lines) Det system som den föreliggande uppfinningen avser, hänvisas för enkelhetens skull till som ”MUSIC” (MUlti- carrier System for the Installed Copper Network - Multibärvågssystem för det installerade kopparnätet). MUSIC är avsett att tillhandahålla höghastighetskommunikation pâ kopparparkabel för telefoni för stöd av bredbandiga multimediatjänster.ADC: Analog-to-Digital Converter (A / D) AIS: “Alarm In Signal” ASIC: Application Specific Integrated Circuit BPSK: Binary Phase Shift Keying BSI : Basic Sync Interval (Base Synch Interval) BSI-D: BSI for downlink connection BSI-U: BSI for uplink connection CCH: Control channel 506 637 15 20 25 30 CM2: CM3 : CP: DAC: DAS: DF1: DF2: DF3: DMT: DWMT: EMC: FEC: FEXT: FFT: FTTN: Gl MUSIC: 12 Carrier type (mode) 1; bit-loaded and used carrier (Carrier mode 1, bit-loaded and used carrier) Carrier mode 2, (removed) masked or disabled carrier (Carrier mode 2, masked out or disabled carrier) Carry type (mode) 3, carrier arranged for Carrier mode 3, zero bit-loading enabled carrier Cyclic prefix Digital-to-analog (D / A) converter (Digital-to-Analog converter) DF3 frame sequence (DF3 frame sequence) Data frame, random ( random) data parallel CCH, (Data frame, random data parallel CCH) Data frame, random data one CCH (Data frame, random data one CCH) Data frame, fully bit loaded one CCH (Data frame, fully bit loaded one CCH) Discrete multiton (Discrete Multi Tone Discrete Wavelet Multi-Tone Electro Magnetic Compatibility Forward Error Correction Far End Cross Talk Fast Fourier Transform Fiber to the Node Fiber To The Node) Fö first generation, prototype system (VME-based) 20 30 G2 MUSIC: G3 MUSIC: IFFT: IIR: ISDN: ISI: JTAG: LEX: LP: NT: OFDM: ONU: PGA: POTS: QAM: SC: 506 637 13 (Generation one, prototype system VMB-based) Three + two, ASIC implementation (Two + two ASIC implementation) Two chips' silicon implementation (Two chips silicon implementation) Reverse "Fast Fourir" transformation (Inverse Fast Fourir Transformation) Unlimited impulse response ( Infinite Impulse Response International Standard for Digital Networks Inter-Symbol Interference Joint Test Action Group Local Pass Low Term Network Termination Network Network Unit Orthogonal Frequency Division Multiplexing Optical Network Unit Programmable Gain Attenuator Conventional, Plain Old Telephony Service e) “Quadrature Amplitude Modulation” System Controller 506 637 20 25 30 14 SDH: Synchronous Digital Hierarchy SF: Synch Frame (SNch Frame) SNR: Signal-to-Noise Ratio STB: Set Top Box SUS: Synch Frame Sequence SUS1: SF and DF1 frame sequence SUS2: SF and DF2 frame sequence (SF and DF2 frame sequence) TA: Time Advance TDMA: Multiple access with time division (Time Division Multiple Access) UTP Unshielded Twisted Pair VCXO: Voltage Controlled Crystal Oscillator VDSL: Very High Bit-Rate Digital Subscriber Lines The system to which the present invention relates referred to for simplicity as “MUSIC” (Multi-carrier System for the Installed Copper Network). MUSIC is intended to provide high-speed communication on copper pair cable for telephony to support broadband multimedia services.

(SE 9603190-1) och de i korsreferens arrangerade patentspecifikationerna SE 9603187-7, SE 9603188-5, SE 9603189-3, SE 9603191-9, SE 9603192-7, SE 9603193-5, SE 9603194-3, SE 9603195-0, SE MUSIC-systemet som beskrivs i denna 10 20 25 30 506 637 15 9603196-8, SE 9603197-6 och SE 9603198-4, kostnadseffektiv och robust kundimplementering med kisel, erbjuder en som ger 26:2 eller l3:2 Mbit/s asymmetrisk transmission över kopparkabel ( lokala telefoninät.(SE 9603190-1) and the patent specifications arranged in cross-reference SE 9603187-7, SE 9603188-5, SE 9603189-3, SE 9603191-9, SE 9603192-7, SE 9603193-5, SE 9603194-3, SE 9603195- 0, SE MUSIC system described in this 10 20 25 30 506 637 15 9603196-8, SE 9603197-6 and SE 9603198-4, cost-effective and robust customer implementation with silicon, offers one that provides 26: 2 or 13: 2 Mbit / s asymmetric transmission over copper cable (local telephone networks.

MUSIC-systemet kan accessas med användning av det nätverkskoncept som är känt som Fiber till Noden (Fibre To The Node = FTTN), betjänar många användare, fram till ett kopplingsskåp i som använder optisk fiber, som var och en närheten av användarnas hem. Sålunda kan kabellängdsspecifikationen för MUSIC framgångsrikt begränsas till 1300 meter.The MUSIC system can be accessed using the network concept known as Fiber To The Node (FTTN), serving many users, up to a control cabinet in which uses optical fiber, each near the users' homes. Thus, the cable length specification for MUSIC can be successfully limited to 1300 meters.

MUSIC-systemet är huvudsakligen avsett för överföring av en signal med hög bithastighet (26 Mbit/s) nedströms till abonnenten, och en signal med låg bithastighet (2 Mbit/s) uppströms, från abonnenten.The MUSIC system is mainly intended for transmitting a high bit rate (26 Mbit / s) signal downstream to the subscriber, and a low bit rate (2 Mbit / s) signal upstream, from the subscriber.

Figur 1 visar MUSIC-systemet. En nätverksenhet, NU, är ansluten till det fasta nätet genom en optisk fiberlänk, (FTTN). En nätverksterminering, NT, ansluten till en multimedia-applikation, t.ex. video-on-demand, är länkad till NU:n via kopparkabel. MUSIC-systemet stöder en hög datahastighet nedströms och en mycket lägre datahastighet uppströms.Figure 1 shows the MUSIC system. A network device, NOW, is connected to the fixed network through an optical fiber link, (FTTN). A network termination, NT, connected to a multimedia application, e.g. video-on-demand, is linked to the NOW via copper cable. The MUSIC system supports a high data rate downstream and a much lower data rate upstream.

I MUSIC-systemet som beskrivs här, stöds två bestämda bithastigheter (l3:2 och 26:2 Mbit/s), där den lägre bithastigheten l3:2 Mbit/s kan implementeras som en extra valmöjlighet för användning vid dåliga, eller extremt långa, kopparkablar.In the MUSIC system described here, two fixed bit rates (l3: 2 and 26: 2 Mbit / s) are supported, where the lower bit rate l3: 2 Mbit / s can be implemented as an additional option for use in bad, or extremely long, copper cables.

För nätverkstermineringen (NT) består anslutningen såsom POTS, ISDN, ATM25 och Ethernet. Alla överföringsprotokollen stöds av av ett set av standardiserade gränssnitt, (carried by) dataflödet i modemet, utom POTS-tjänsten som filtreras ut passivt, så att den år oberoende av 506 657 20 25 30 16 modemstatus. Nätverksenheten (NU) terminerar i det fasta nätet.For network termination (NT), the connection consists of POTS, ISDN, ATM25 and Ethernet. All transmission protocols are supported by a set of standardized interfaces, (carried by) the data flow in the modem, except the POTS service which is filtered out passively, so that it is independent of 506 657 20 25 30 16 modem status. The network unit (NOW) terminates in the fixed network.

MUSIC separerar upp- och nedlänksspektra genom passiv filtrering i de analoga delarna.MUSIC separates up and downlink spectra by passive filtering in the analog parts.

Den version av MUSIC som beskrivs här är avsedd att ge möjlighet till framtida funktionella uppgraderingar. Av detta skäl är FFT/IFFT-blocket projekterat att stödja full funktionalitet så att det kan återanvändas i framtida uppgraderingar av systemet.The version of MUSIC described here is intended to provide the opportunity for future functional upgrades. For this reason, the FFT / IFFT block is designed to support full functionality so that it can be reused in future system upgrades.

MUSIC-systemet är ett DMT-baserat, multibärvågs VDSL-system som använder diskret Fourier-transformering för att skapa och demodulera individuella bärvágor. Detta visas F som visar två transceivrar vilka var och en har RX, tvinnat kopparpar. Data sänds mellan de tvâ transceivrarna i igur 2, en mottagare, och en sändare, Tx, ansluten till ett med användning av en mångfald (plurality) av bärvágor, av vilka en del kanske in:e används, t.ex. när kanalkvalitén är extremt dålig. Antalet bitar som överförs av var och en av bärvàgorna kan också variera, beroende på kanalkvalité.The MUSIC system is a DMT-based, multi-carrier VDSL system that uses discrete Fourier transform to create and demodulate individual carriers. This is shown F which shows two transceivers which each have RX, twisted copper pair. Data is transmitted between the two transceivers in Figure 2, a receiver, and a transmitter, Tx, connected to one using a plurality of carriers, some of which may be used, e.g. when the channel quality is extremely poor. The number of bits transmitted by each of the carriers can also vary, depending on the channel quality.

En multibärvágsmoduleringsteknik som DMT hanterar frekvensberoende förluster och störningar på tvinnad parkabel på ett effektivt sätt. I MUSIC-systemet delas den tillgängliga bandbredden pá 10 MHz upp pà 1024 bärvágor med en bredd på vardera 9,77 kHz. Den tilldelade överföringseffekten för de individuella bärvàgorna beror på störningseffekten och överföringsförlusterna på vart och ett av banden. Varje bärvàg förmedlar multinivàpulser (multilevel pulses) som kan representera upp till 12 bit data (4096 QAM). signal/brusförhàllande (SNR) beräknas pà mottagarsidan. Om Den individuella bärvâgens en bärvàg har ett högt SNR, placeras upp till 12 bit pà denna bärvåg. För bärvágor med lägre SNR-värden placeras färre bitar på bärvágen. Bärvàgor som är drabbade av smalbandiga störningskällor stängs av. Felkorrigering vid l0 20 25 506 637 17 mottagning (forward error correction) och datainterfoliering (data interleaving) används för att mildra effekterna av tillfälliga skurar av impulsstörningar.A multi-carrier modulation technology such as DMT handles frequency-dependent losses and interference on twisted pair cables in an efficient manner. In the MUSIC system, the available bandwidth of 10 MHz is divided into 1024 carriers with a width of 9.77 kHz each. The assigned transmission power for the individual carriers depends on the interference power and the transmission losses on each of the belts. Each carrier transmits multilevel pulses that can represent up to 12 bits of data (4096 QAM). signal-to-noise ratio (SNR) is calculated on the receiver side. If the individual carrier's carrier has a high SNR, up to 12 pieces are placed on this carrier. For carriers with lower SNR values, fewer pieces are placed on the carrier. Carriers that are affected by narrow-band sources of interference are switched off. Error correction at forward error correction and data interleaving are used to mitigate the effects of temporary bursts of impulse interference.

Asymmetrisk VDSL implementeras i denna version av MUSIC-systemet, vilket betyder att nedströmshastigheten är mycket högre än uppströmshastigheten. Två bestämda nedströmshastigheter (26/13 Mbit/s) stöds av systemet; den valda hastigheten beror på den aktuella kabellängden (<130O m) och/eller kvalitén pá kanalen. Uppströmshastigheten är fixerad till 2 Mbit/s. Olika frekvensband kan användas i MUSIC-systemet för att separera nedströmskanalen från uppströmskanalen och båda från POTS, se Figur 3.Asymmetric VDSL is implemented in this version of the MUSIC system, which means that the downstream speed is much higher than the upstream speed. Two fixed downstream speeds (26/13 Mbit / s) are supported by the system; the selected speed depends on the current cable length (<130O m) and / or the quality of the duct. The upstream speed is fixed at 2 Mbit / s. Different frequency bands can be used in the MUSIC system to separate the downstream channel from the upstream channel and both from POTS, see Figure 3.

Alternativt kan andra duplexmetoder användas, t.ex.Alternatively, other duplex methods can be used, e.g.

TDMA och/eller en metod där varannan bärvåg dediceras för nedströms- och uppströmskanalen.TDMA and / or a method where every other carrier is dedicated to the downstream and upstream channel.

Figur 4 visar en översikt av ett MUSIC-modem som den föreliggande uppfinningen avser. De viktigaste hárdvarublocken är ADC och DAC, transformeringsbehandling, kanalvärdeberäkning/utjämning, synkronisering, fourir symbolmappning och detektering, kodning och avkodning med interfoliering (interleaving), nätgränssnitt och systemövervakare.Figure 4 shows an overview of a MUSIC modem to which the present invention relates. The most important hardware blocks are ADC and DAC, transformation processing, channel value calculation / equalization, synchronization, fourir symbol mapping and detection, coding and decoding with interleaving, network interfaces and system monitors.

Modemet kan betraktas i form av fyra principiellai funktionsblock, nämligen: - den digitala mottagarenheten; - den digitala sändarenheten; - den analoga ingången (front end); och - systemövervakaren (system controller)/PCI. 506 657 Lll 20 25 30 18 Den analoga ingången inkluderar en hybridtransformator ansluten till ett oskärmat, tvinnat par och POTS. På mottagarsidan är hybriden ansluten, via ett lágpassfilter, LP, en programmerbar förstärkningsdämpare, PGA, till en analog- till digital(A/D)-omvandlare. En spänningsstyrd kristalloscillator, VCXO, används för att driva analog- till digital-omvandlaren. På sändarsidan är hybriden ansluten till en digital- till analog(D/A)- omvandlare via ett lágpassfilter.The modem can be considered in the form of four principal blocks of function, namely: - the digital receiver unit; - the digital transmitter unit; - the analog input (front end); and system controller / PCI. 506 657 Lll 20 25 30 18 The analog input includes a hybrid transformer connected to an unshielded, twisted pair and POTS. On the receiver side, the hybrid is connected, via a low-pass filter, LP, a programmable gain attenuator, PGA, to an analog to digital (A / D) converter. A voltage controlled crystal oscillator, VCXO, is used to drive the analog to digital converter. On the transmitter side, the hybrid is connected to a digital to analog (D / A) converter via a low-pass filter.

Den digitala mottagarenheten inkluderar en ”fast Fourir”-transformerings- och omskalningsenhet (rescaling unit), FFT, ansluten, som visas i Figur 4, till en synkroniseringsenhet och en kanalestimator. Kanalestimatorn är ansluten via en symboldetekteringsenhet och en ”avinterfolierings”- (de-interleaving) och avkodningsenhet, till en bithanteringsenhet och därifrån till ett nätapplikationsgränssnitt_ Den digitala sändarenheten inkluderar en bithanteringsenhet som är ansluten till en inverterad (inverse) ”fast Fourir” transformerings- och skalningsenhet, IFFT, via en kodnings- och interfolieringsenhet (interleaving) och en symbolmappningsenhet.The digital receiver unit includes a "fixed Fourir" rescaling unit, FFT, connected, as shown in Figure 4, to a synchronization unit and a channel estimator. The channel estimator is connected via a symbol detection unit and a de-interleaving and decoding unit, to a bit handling unit and from there to a network application interface. The digital transmitter unit includes a bit handling unit connected to an inverted and inverse transform. scaling unit, IFFT, via an coding and interleaving unit and a symbol mapping unit.

Systemstyrningen (system control) âr ansluten till olika funktionsenheter i den digitala mottagaren och digitala sändaren, och till nätapplikationsgränssnittet och ett datorgränssnitt, så som visas i Figur 4.The system control is connected to different functional units in the digital receiver and digital transmitter, and to the network application interface and a computer interface, as shown in Figure 4.

Nät(verks)gränssnittet ansluter den högre protokollnivà: till modemets skikt ett-funktionalitet.The network (works) interface connects the higher protocol level: to the modem layer one functionality.

Detta block ansvarar för att systemet förses med data med den konfigurerade bithastigheten, och lägger till ”attrapp- om så erfordras. ramar” (dummy frames) 20 25 30 19 Datan kanalkodas sedan och interfolieras (interleaved). Det MUSIC-system som beskrivs här använder en faltningskod (convolutional code) kombinerad med interfoliering. Med användning av ett djup med ett flertal (multiple) ramar erhålles en kombinerad frekvens- /tidinterfoliering (se senare i denna specifikation).This block is responsible for providing the system with data at the configured bit rate, and adds “dummy- if required. frames ”(dummy frames) 20 25 30 19 The data is then channel coded and interleaved. The MUSIC system described here uses a convolutional code combined with interleaving. Using a depth with a plurality of frames, a combined frequency / time interleaving is obtained (see later in this specification).

Symbolmappningsblocket tar emot ingångsdata som en heltalsvektor. Denna vektor mappas in i den konfigurerade konstellationen beroende på det aktuella bitladdningsvärdet. Mappningsenheten använder ett Gray- kodningsschema för att reducera sannolikheten för bitfel.The symbol mapping block receives input data as an integer vector. This vector is mapped into the configured constellation depending on the current bit load value. The mapping unit uses a Gray coding scheme to reduce the probability of bit errors.

En reell (real) vektormultiplicering är det första steget i IFFT-blocket. Detta får systemet att skala uteffektsnivàn på varje bärvåg. IFFT-blocket utför sedan en reell 2048 punkters inverterad (inverse) FFT på ingångsdatan, som modulerar varje bärvàg. Som ett slutligt steg utförs en address ”wrap around” pà utgångsdatan, där en kopia av de första 128 samplingarna läggs till i slutet av ramen. Detta kallas det cykliska prefixet (CP).A real (vector) vector multiplication is the first step in the IFFT block. This causes the system to scale the output power level on each carrier. The IFFT block then performs a real 2048 point inverted FFT on the input data, which modulates each carrier. As a final step, an address "wrap around" is performed on the output data, where a copy of the first 128 samples is added at the end of the frame. This is called the cyclic prefix (CP).

Den modulerade signalen går till en DAC som omvandlar signalen med ett minsta sant dynamiskt omfång (minimum true dynamic range) på 84 dB. DAC:n klockas av systemsampelklockan på 20 MHz. För att bli av med Nyquist ”ghosts”, LP-filtreras signalen. Hybriden tillhandahåller ett balanserat gränssnitt mot kopparkabeln.The modulated signal goes to a DAC that converts the signal with a minimum true dynamic range of 84 dB. The DAC is clocked by the system sample clock at 20 MHz. To get rid of Nyquist "ghosts", the signal is LP-filtered. The hybrid provides a balanced interface to the copper cable.

En översikt över MUSIC-sändarens och -mottagarens signalväg visas i Figur 4. Sändardelen använder samma hybridkonstruktion som mottagaren.An overview of the signal path of the MUSIC transmitter and receiver is shown in Figure 4. The transmitter part uses the same hybrid design as the receiver.

I mottagaränden separerar splitter/hybrid- transceivern de frekvenser som används av POTS, från 0 till 4 kHz, från de frekvenser som används av systemet. Det extraherar också den lågnivåiga mottagningssignalen från 506 637 IO 20 30 20 den kombinerade högnivåiga sändningssignalen och den lågniváiga mottagningssignalen.At the receiver end, the splitter / hybrid transceiver separates the frequencies used by the POTS, from 0 to 4 kHz, from the frequencies used by the system. It also extracts the low level reception signal from the combined high level transmission signal and the low level reception signal.

För att reducera Nyquisteffekter på signalen lågpassfiltreras den mottagna analoga signalen innan den matas in i PGA:n (Programmable Gain Amplifier).To reduce Nyquist effects on the signal, the received analog signal is low-pass filtered before being fed into the PGA (Programmable Gain Amplifier).

PGA:n är nödvändig för att få det bästa utnyttjandet av det dynamiska omfånget i ADC:n. I detta system skall det dynamiska omfånget vara åtminstone 66 dB.The PGA is necessary to get the most out of the dynamic range of the ADC. In this system, the dynamic range shall be at least 66 dB.

Efter det att signalen omvandlats till digitalt format, tar synkroniserings- och FFT-blocket emot datan.After the signal is converted to digital format, the synchronization and FFT blocks receive the data.

I synkroniseringsblocket genereras en ramklocka (för styrning av FFT-buffertarna) och en styrsignal för VCXO:n.The synchronization block generates a frame clock (for controlling the FFT buffers) and a control signal for the VCXO.

I början återtar (retrieve) synkroniseringsblocket ramklockan från den samplade signalen. Ramklockan används sedan för att beräkna ramsynkroniseringsvärdeberäkningen (frame timing estimate) och överförs till ”VCXO feed back (20 MHz). controller”. VCXO:n genererar samplingsklockan En samplingsklocka som endast styrs av ”frame time estimate” är inte tillräckligt exakt i ett DMT-system.Initially, the retrieve synchronization block retrieves the frame clock from the sampled signal. The frame clock is then used to calculate the frame synchronization value calculation (frame timing estimate) and is transmitted to VCXO feed back (20 MHz). controller ”. The VCXO generates the sampling clock A sampling clock that is only controlled by a “frame time estimate” is not sufficiently accurate in a DMT system.

Därför används, efter làsningssekvensen, en dedicerad pilotbärvág för att uppnå en hög synkroniseringsprecision på samplingsklockan.Therefore, after the locking sequence, a dedicated pilot carrier is used to achieve a high synchronization precision on the sampling clock.

En BSI-signal extraheras också från pilotbärvågen.A BSI signal is also extracted from the pilot carrier.

BSI är den bassynkroniseringsintervallsignal (Base Synchronization Interval timing signal) som används för att synkronisera sändarens och mottagarens CCH-kommunikation.BSI is the Base Synchronization Interval timing signal used to synchronize the CCH communication of the transmitter and receiver.

En av de nya aspekterna av MUSIC-systemet är den algoritm som används av synkroniseringsblocket, som behandlas mera detaljerat senare i denna specifikation.One of the new aspects of the MUSIC system is the algorithm used by the synchronization block, which is discussed in more detail later in this specification.

En 2048 punkters verklig FFT utförs på ingångsramarna i FFT-blocket. Efter detta utförs omskalning 20 30 637 21 (rescaling), som baseras på energiladdningsparametrarna, innan data överförs till nästa block.A 2048 point real FFT is performed on the input frames of the FFT block. After this, rescaling, which is based on the energy charge parameters, is performed before data is transferred to the next block.

Kanalvårdeberäkningen och -utjämningen utförs pá utmatningsdatan från FFT-blocket. Alla dataramar används för att värdeberâkna (estimate) kanalegenskaperna. Dessa används sedan för att beräkna (compute) en bitladdningsvektor som bestämmer antalet bitar som skall sändas på var och en av bärvàgorna. Denna information sänds därefter till sändaren genom uppströmsstyrkanalen (CCH).The channel maintenance calculation and equalization is performed on the output data from the FFT block. All data frames are used to estimate the channel properties. These are then used to compute a bit charge vector that determines the number of bits to be transmitted on each of the carriers. This information is then transmitted to the transmitter through the upstream control channel (CCH).

I symboldetekteringsblocket utförs en ”avmappning” (demapping) för varje bärvàg enligt bitladdningsmallen (bit-loading mask).In the symbol detection block, a "demapping" is performed for each carrier according to the bit-loading mask.

Efter avmappning utförs ”avinterfoliering” (de- interleaving) och ”felkorrigering vid mottagning” (FEC, Forward Error Correction) pà den detekterade bitströmmen.After unmapping, “deinterleaving” and “Forward Error Correction” (FEC) are performed on the detected bitstream.

Datan är sedan klar för nät(verks)/applikations- gränssnittsblocket efter bithantering. Attrappramarna (dummy frames) tas bort i detta block.The data is then ready for the network (plant) / application interface block after bit handling. The dummy frames are removed in this block.

I systemets hjärtpunkt, som visas i Figur 4, finns styrenheten för systemet (System Controller, SC). SC:n är en generell (general purpose) processor som har gränssnitt mot och styr de olika underblocken med användning av en lokal PCI-buss. I den version av MUSIC som beskrivs här, är styrenheten CPU programmerbar. En extern port tillhandahálles, genom ett JTAG-gränssnitt på moderkortet (on-board), för att underlätta programmering.At the heart of the system, shown in Figure 4, is the system controller (SC). The SC is a general purpose processor that interfaces with and controls the various sub-blocks using a local PCI bus. In the version of MUSIC described here, the CPU controller is programmable. An external port is provided, via a JTAG interface on the motherboard (on-board), to facilitate programming.

Huvuduppgifterna för SC:n är att styra systemstart- up och uppförandet under körtid och att utföra bitladdnings- och energiladdningsberäkningar_ Den kommunicerar med fjärrsidan av modemet genom en dedicerad (CCH). styrkanal Denna kanal överför data avseende 506 637 10 15 20 30 22 förändringar i bit/energi-laddning och annan systemsignalering.The main tasks of the SC are to control system start-up and construction during runtime and to perform bit charge and energy charge calculations_ It communicates with the remote side of the modem through a dedicated (CCH). control channel This channel transmits data regarding 506 637 10 15 20 30 22 changes in bit / energy charge and other system signaling.

För att erhålla en kostnadseffektiv produkt för hög volymanvändning, mäste de digitala delarna av systemet vara baserade på åtminstone två ASIC-kretsar. Figur 5 visar hur systemet kan delas upp (partition) för chipsdesignändamäl.To obtain a cost-effective product for high-volume use, the digital components of the system must be based on at least two ASIC circuits. Figure 5 shows how the system can be divided (partition) for chip design purposes.

Ett chips innehåller FT/IFFT-kärnan. Ett andra chips innehåller ramsynkronisering, kanalvärdeberäkning och -utjämning, symboldetektering och symbolmappning. Det analoga blocket och nätgränssnittblocket kan implementeras på ett tredje, respektive fjärde, chips.One chip contains the FT / IFFT core. A second chip contains frame synchronization, channel value calculation and smoothing, symbol detection and symbol mapping. The analog block and the network interface block can be implemented on a third and a fourth chip, respectively.

Systemparametrarna som används av MUSIC-systemet som beskrivs här visas i Tabell l till 3 bifogade härtill.The system parameters used by the MUSIC system described here are shown in Tables 1 to 3 attached hereto.

VDSL-system arbetar i spektrumet från O till 40 MHz.VDSL systems operate in the spectrum from 0 to 40 MHz.

I detta band upptar MUSIC-systemet, som beskrivs här, de lägre 10 MHz, Ett antal traditionella band finns i detta spektrum, inklusive POTS och vissa se Figur 6. radioamatörband. Olika frekvensband används i det MUSIC- system som beskrivs här för att separera nedströms- från uppströms kanaler. Eftersom det MUSIC-system som beskrivs här använder 1024 bârvågor över 10 MHz, har varje bärvàg en bandbredd på 9,77 kHz, där de två första bärvågorna är allokerade av DC-nivån och POTS-tjänsten. Den sista bärvágen är satt ur stånd eftersom den är Nyquist-punkten.In this band, the MUSIC system, as described here, occupies the lower 10 MHz. A number of traditional bands exist in this spectrum, including POTS and some see Figure 6. radio amateur bands. Different frequency bands are used in the MUSIC system described here to separate downstream from upstream channels. Since the MUSIC system described here uses 1024 carriers over 10 MHz, each carrier has a bandwidth of 9.77 kHz, where the first two carriers are allocated by the DC level and the POTS service. The last carrier is disabled because it is the Nyquist point.

Andra bârvågor (på radioband) kan behöva annulleras. Detta är i första hand en fråga om immunitet och utstrålning på det balanserade kopparparet.Other carriers (on radio tapes) may need to be canceled. This is primarily a matter of immunity and charisma on the balanced copper pair.

Genom passiv filtrering av POTS-spektrumet kan denna tjänst göras oberoende av det MUSIC-system som beskrivs här, körtidstatus, eller strömförsörjning.By passively filtering the POTS spectrum, this service can be done independently of the MUSIC system described here, runtime status, or power supply.

Det finns två sätt att tillhandahålla ISDN-tjänster för en MUSIC-modemanslutning. Ett sätt är att låta POTS- och ISDN-systemen existera under (below) MUSIC- UI 20 25 30 506 637 23 frekvensbanden. Detta kan uppnås med användning av en liknande filtreringsprocess för ISDN-bandspektrum som för POTS. Denna filtrering gör det möjligt för tjänsten att tillhandahållas oberoende av konfiguration.There are two ways to provide ISDN services for a MUSIC modem connection. One way is to allow the POTS and ISDN systems to exist under the (below) MUSIC UI 20 25 30 506 637 23 frequency bands. This can be achieved using a similar filtering process for ISDN band spectrum as for POTS. This filtering allows the service to be provided regardless of configuration.

Det andra sättet att tillhandahålla ISDN är att låta ISDN vara en bärartjänst i MUSIC-systemet. Denna lösning har fördelen i termer av spektrumeffektivitet. Användning av 1024 bärvägor över 10 MHz ger varje bärvåg en bandbredd pá 9,77 kHz. ISDN-spektrumet kräver allokeringen (150- 4)/9,77 = 5, av dessa bärvágor. Beroende på kanalkarakteristiken mäste dessa fem bärvägor väljas att ha det bästa SNR:et i systemet. För en standardanslutning ger detta 5*l0O=500 kbit/s bandbredd.The second way to provide ISDN is to allow ISDN to be a carrier service in the MUSIC system. This solution has the advantage in terms of spectrum efficiency. The use of 1024 carriers above 10 MHz gives each carrier a bandwidth of 9.77 kHz. The ISDN spectrum requires the allocation (150-4) /9.77 = 5, of these carriers. Depending on the channel characteristics, these five carriers must be chosen to have the best SNR in the system. For a standard connection, this gives 5 * 10 = 500 kbit / s bandwidth.

Den optimala lösningen är därför att använda modemet som en bärare, och allokera endast 64 kbit/s, jämfört med 500 kbit/s för den totala bandbredden för 64 kbit/s ISDN- tjänsten.The optimal solution is therefore to use the modem as a carrier, and allocate only 64 kbit / s, compared to 500 kbit / s for the total bandwidth of the 64 kbit / s ISDN service.

Resul:atet av mätningarna av dämpning och FEXT (fjärröverhörning = Far End Cross Talk) utförda på en telekommunikationsoperatörs nät, visade att det är möjligt att uppnå bithastigheter högre än 100 Mbit/s om kabeln är kortare än 200-300 meter. För längre kablar begränsar dämpningen pä högre frekvenser den maximala bithastigheten.The results of the measurements of attenuation and FEXT (remote crosstalk = Far End Cross Talk) performed on a telecommunications operator's network, showed that it is possible to achieve bit rates higher than 100 Mbit / s if the cable is shorter than 200-300 meters. For longer cables, attenuation at higher frequencies limits the maximum bit rate.

För kablar pä omkring 500 meter kan 40 Mbit/s uppnås, och för en 1 km kabel är 15-20 Mbit/s realistiskt.For cables of about 500 meters, 40 Mbit / s can be achieved, and for a 1 km cable, 15-20 Mbit / s is realistic.

En annan faktor som minskar prestandan är EMC, som begränsar den använda effekten. Vissa delar av frekvensdomänen mäste kanske ocksâ uteslutas.Another factor that reduces performance is EMC, which limits the power used. Some parts of the frequency domain may also need to be excluded.

En typisk PSTN kan förväntas ha följande karakteristik när det gäller impulsstörningar: - maximal varaktighet 250 ps - medianintervall 67 ms 506 637 15 20 25 30 24 - maximal toppamplitud 20 mV - huvuddelen av energin under 200 kHz - bakgrundsstörning -107 dBm/Hz Huvudkällan för synkronisering i systemet är samplingsklockan. Referensen för samplingsklockan är belägen pà NU-sidan och är gemensam för alla tvinnade kopparpar i en sekundärkabel (secondary cable).A typical PSTN can be expected to have the following characteristics in terms of impulse disturbances: - maximum duration 250 ps - median interval 67 ms 506 637 15 20 25 30 24 - maximum peak amplitude 20 mV - main part of the energy below 200 kHz - background disturbance -107 dBm / Hz The main source for synchronization in the system is the sampling clock. The reference for the sampling clock is located on the NOW page and is common to all twisted copper pairs in a secondary cable.

Samplingsklockans frekvens är 20 MHz i 10 ppm, med ett ”phase jitter” pä mindre än 0,5 ns.The sampling clock frequency is 20 MHz at 10 ppm, with a "phase jitter" of less than 0.5 ns.

Samplingsklockan pä NT-sidan är fasläst till NU- sidan. Logiken för läsningen använder ramsynkroniseringsvärdeberäkningen (frame timing estimation) i ett första skede, och använder sedan pilotbärvägen för att producera en finjustering av läsningen. Läsningslogiken styr frekvensen hos en VCXO via en 18 bit digital/analog-omvandlare. Kraven för VCXO:n är 20 MHz i 25 ppm omfång och 10 ppm/volt känslighet. Den slutliga läsningen skall ha en precision pä 1/100 sampel, med ett ”phase jitter” på mindre än 0,5 ns.The sampling clock on the NT page is phase-read to the NOW page. The logic of the reading uses the frame synchronization value calculation (frame timing estimation) in a first stage, and then uses the pilot carrier path to produce a fine adjustment of the reading. The read logic controls the frequency of a VCXO via an 18 bit digital / analog converter. The requirements for the VCXO are 20 MHz in 25 ppm range and 10 ppm / volt sensitivity. The final reading must have a precision of 1/100 sample, with a "phase jitter" of less than 0.5 ns.

Ramklockan är 1/(2048 + 128) av samplingsklockan och styr starten av mottagning och sändning av ramarna.The frame clock is 1 / (2048 + 128) of the sampling clock and controls the start of receiving and sending the frames.

Ramklockan, som används både för sändning och mottagning, avviker i fas pä bäde NU- och NT-sidan.The frame clock, which is used for both transmission and reception, differs in phase on both the NU and NT side.

Ramklockan för sändning på NT-sidan är master och styr starten av signalintervallen, se Figur 7.The frame clock for transmission on the NT side is the master and controls the start of the signal intervals, see Figure 7.

Mottagningsramklockan pä NT-sidan erhålles från härdvarufunktionen för ramsynkroniseringsvärdeberäkningen och styr starten av ramsamplingsperiod, se Figur 7.The reception frame clock on the NT side is obtained from the hardware function for the frame synchronization value calculation and controls the start of the frame sampling period, see Figure 7.

Ramklockan för sändning pä NT-sidan är densamma som ramklockan för mottagning, men är en TA-sampel tidigare i fas. TA är en parameter som mäts under systemuppstart pä 10 20 25 30 506 657 25 NU-sidan och används för kompensering av utbredningsfördröjnin (propagation delay) på kopparledaren. Detta måste göras för att upprätthålla ortogonaliteten, över kopparledaren, för de samplade perioderna, både på upplänken och nedlânken. Ramklockan för sändning på NT-sidan styr starten av signalintervallen, se Figur 7.The frame clock for transmission on the NT side is the same as the frame clock for reception, but is a TA sample earlier in phase. TA is a parameter that is measured during system start-up on the NU side and is used to compensate for the propagation delay on the copper conductor. This must be done to maintain the orthogonality, across the copper conductor, for the sampled periods, both on the uplink and downlink. The frame clock for transmission on the NT side controls the start of the signal intervals, see Figure 7.

Ramklockan för mottagning på NU-sidan fördröjs ett antal sampelklockcykler (TA) i förhållande till ramklockan för sändning, efter det att TA-beräkning (calculation) utförts. Fördröjningen före beräkningen av TA i uppstartningssekvense: bestäms av hårdvarufunktionen för ramsynkroniseringsvärdeberäkningen (frame timing estimation hardware function) och värdet är åtkomligt för styrenheten.The frame clock for reception on the NOW page is delayed a number of sample clock cycles (TA) in relation to the frame clock for transmission, after TA calculation has been performed. The delay before the calculation of TA in start-up sequence: is determined by the hardware function for the frame timing estimation hardware function and the value is accessible to the control unit.

Ramklockan för mottagning på NU-sidan styr starten av ramsamplingsperiod, se Figur 7.The frame clock for reception on the NU side controls the start of the frame sampling period, see Figure 7.

ESI-klockan används för att synkronisera parameterändringar mellan den sändande och den mottagande sidan. Parametrarna kan, till exempel, vara bitladdning, energiladdning eller styrkanalfrekvens. Parametrarna uppdateras av systemstyrenheten, på båda sidor, innan BSI- klockan initierar switchen för den nya uppsättningen (set- up).The ESI clock is used to synchronize parameter changes between the sending and receiving pages. The parameters can be, for example, bit charge, energy charge or control channel frequency. The parameters are updated by the system controller, on both sides, before the BSI clock initiates the switch for the new set-up.

BSI-klockan är 1/8192 av ramklockan. BSI-klockan i upplänken fördröjs en halv BSI-klockcykel i förhållande till BSI-klockan i nedlänken.The BSI clock is 1/8192 of the frame clock. The uplink BSI clock is delayed by half a BSI clock cycle relative to the downlink BSI clock.

En kor: pseudo-slumpmässig (pseudo-random) sekvens på pilotkanalen används för BSI-synkronisering mellan den sändande och mottagande sidan. p Det cykliska prezixet är en utökning (extension) av ramarna som adderas av FFT-chipset. För att upprätthålla ortogonaliteten under hela signaleringsperioden, kopieras de sista 128 samplen av ramen och placeras före den 506 637 10 20 25 30 26 verkliga (actual) ramen. Detta arrangemang hanterar problem som sammanhänger med interferens mellan symboler som orsakas av tidsdispersion.A short: pseudo-random sequence on the pilot channel is used for BSI synchronization between the transmitting and receiving sides. p The cyclic prezix is an extension of the frames added by the FFT chipset. To maintain orthogonality throughout the signaling period, the last 128 samples of the frame are copied and placed before the actual frame. This arrangement addresses issues related to interference between symbols caused by time dispersion.

Det är viktigt att den del av signaleringsperioden som samplas endast pà den mottagande sidan överlappar en signaleringsperiod i den andra riktningen, längs hela kopparledaren. TA används för att optimera denna överlappningsperiod. Den maximala kabellängden begränsas av TA= motsvarar 1280 meter (om utbredningsfördröjning är 5 ns/m). 128 samplingar = 6,4 ps utbredningsfördröjning. Detta Det analoga gränssnittet ansluter den mottagna och sända digitala dataströmmen vid Cl-chipset till telefonledningen. Det finns också anslutningar till Tl- chipset och systemcontrollern för styrändamàl.It is important that the part of the signaling period that is sampled only on the receiving side overlaps a signaling period in the other direction, along the entire copper conductor. TA is used to optimize this overlap period. The maximum cable length is limited by TA = corresponds to 1280 meters (if the propagation delay is 5 ns / m). 128 samples = 6.4 ps propagation delay. This The analog interface connects the received and transmitted digital data stream at the C1 chipset to the telephone line. There are also connections to the Tl chipset and the system controller for control purposes.

Det analoga gränssnittet visas i Figur 8. Ledningen är ansluten till en hybridtransformator som också är länkad till POTS. Pâ mottagningssidan av hybriden går den inkommande signalen via ett làgpassfilter och en programmerbar förstärkningsdämpare till en analog/digital- omvandlare, ADC, och därifrän till Cl-chipset. På sändarsidan av hybriden omvandlas den utgående digitala signalen till analog av en digital/analog-omvandlare, DAC, och går därifrån via ett lágpassfilter LP till hybridtransformatorn. En spânningsstyrd kristalloscillator, som driver både ADC och DAC, är ansluten till Tl-chipsets synkroniseringsblock.The analog interface is shown in Figure 8. The cable is connected to a hybrid transformer which is also linked to POTS. On the receiving side of the hybrid, the incoming signal goes via a low-pass filter and a programmable gain attenuator to an analog-to-digital converter, ADC, and from there to the C1 chipset. On the transmitter side of the hybrid, the output digital signal is converted to analog by a digital / analog converter, DAC, and goes from there via a low-pass filter LP to the hybrid transformer. A voltage controlled crystal oscillator, which drives both ADC and DAC, is connected to the sync block of the T1 chip.

En OFDM-ram är en summa av sinusformade bärvågor modulerade i fas och amplitud och med mellanrum (spaced) i frekvensplanet (frequency domain) med ett minimum av separationsavstánd mellan bärvágor. Antagandet att symbolerna inom ramen är jämnt fördelade och okorrelerade i förhållande till varandra ger en signal i tidplanet med en ungefär normalfördelad momentan amplitud. Sålunda existerar det en liten möjlighet att indata kan samverka med varandra 10 20 25 30 ' n 'D \§\ Ö\ CN *J 27 till att skapa pulser med mycket höga toppnivåer.An OFDM frame is a sum of sinusoidal carriers modulated in phase and amplitude and spaced in the frequency domain with a minimum of separation distance between carriers. The assumption that the symbols within the frame are evenly distributed and uncorrelated in relation to each other gives a signal in the time plane with an approximately normally distributed instantaneous amplitude. Thus, there is a small possibility that input data can interact with each other to create pulses with very high peak levels.

Emellertid måste den maximala amplituden begränsas till en lägre amplitud än denna så att det finns ett tillräckligt antal kvantiseringsnivåer i DAC:n för att hantera genomsnittliga (average) signaler. Även om DAC:n har tillräcklig upplösning för att rymma en hög toppnivå i sändaren, finns det begränsningar på mottagarsidan (ADC). Emellertid behöver konsekvenserna på mottagarsidan inte vara så allvarliga som de kan tyckas Vara .However, the maximum amplitude must be limited to a lower amplitude than this so that there are a sufficient number of quantization levels in the DAC to handle average signals. Although the DAC has sufficient resolution to accommodate a high peak level in the transmitter, there are limitations on the receiver side (ADC). However, the consequences on the recipient side do not have to be as serious as they may seem.

En kort kabel har lägre dämpning i det höga Detta betyder att en tillfällig puls kan uppträda i mottagaren nästan frekvensområdet än en lång kabel, se Figur 9. opáverkad av kabelkarakteristiken. Därför krävs ett relativt stort dynamiskt omfång i mottagaren. Detta kan emellertid lätt åstadkommas eftersom nästan lika dämpningar ej kräver ett stort dynamisk omfång. ADC:n behöver rymma det område som i Figur 9 indikerats med den heldragna, grova, pilmarkerade Linjen.A short cable has lower attenuation in the high This means that a temporary pulse can occur in the receiver almost in the frequency range than a long cable, see Figure 9. unaffected by the cable characteristics. Therefore, a relatively large dynamic range is required in the receiver. However, this can be easily achieved because almost equal attenuations do not require a large dynamic range. The ADC needs to accommodate the area indicated in Figure 9 by the solid, rough, arrow-marked Line.

Den större högfrekvensdämpningen hos långa kablar kräver emellertid ett stort dynamiskt omfång.However, the greater high frequency attenuation of long cables requires a large dynamic range.

Högfrekvensdämpningen betyder också att det skulle krävas åtskilliga stora toppar (peaks) från sändaren för att bygga upp höga amplituder i mottagaren; ett fall som är ännu mindre sannolikt att inträffa vid ADC-ingången (input) än enstaka toppar. Den ”fria höjden” (headroom) kan därför minskas och ADC:n bör rymma det område som markeras av den grova, streckade pillinjen i Figur 9.The high frequency attenuation also means that several large peaks would be required from the transmitter to build up high amplitudes in the receiver; a case that is even less likely to occur at the ADC input (input) than single peaks. The “free height” (headroom) can therefore be reduced and the ADC should accommodate the area marked by the rough, dashed arrow line in Figure 9.

Sammanfattningsvis kan prestandan optimeras genom att omsorgsfullt ställa in signalnivån vid mottagaren ADC i beroende av kabellängden.In summary, performance can be optimized by carefully setting the signal level at the ADC receiver depending on the cable length.

Linjedelarenísplitter)/hybriden har två huvuduppgifter, nämligen att: 506 20 25 30 637 28 dela upp och kombinera telefonisignal- (POTS) och VDSL-signalfrekvensbanden; och förhindra den sända signalen från att uppträda vid mottagaren pà samma enhet genom balansering av kabeln.The line division splitter) / hybrid has two main tasks, namely to: 506 20 25 30 637 28 split and combine telephony signal (POTS) and VDSL signal frequency bands; and prevent the transmitted signal from appearing at the receiver on the same device by balancing the cable.

Eftersom varje transmissionsriktning har sitt eget frekvensband, är det möjligt att optimera båda sidor när det gäller deras respektive frekvensband för att öka den totala prestandan.Since each transmission direction has its own frequency band, it is possible to optimize both sides in terms of their respective frequency bands to increase the overall performance.

Avsikten med lågpassfiltret på ingångssignalen är att minska ”alias”-effekter (aliasing effects) på interferens ovanför det använda frekvensområdet.The purpose of the low-pass filter on the input signal is to reduce aliasing effects on interference above the frequency band used.

Lågpassfiltret på utgàngssidan reducerar utsänd effekt på ”stoppbandet”. Dessa filter kan utgöra delar av uppdelnings-/hybridmodulen.The low-pass filter on the output side reduces the transmitted power on the "stop band". These filters can form part of the division / hybrid module.

Den bästa kommersiellt tillgängliga ADC:n idag är "Analog Devices AD9042” som har ett signal/brusförhållande på ungefär 66 dB. Det rekommenderas att antingen denna ADC, eller någon med likvärdig prestanda, används.The best commercially available ADC today is the "Analog Devices AD9042" which has a signal-to-noise ratio of approximately 66 dB. It is recommended that either this ADC, or one with equivalent performance, be used.

För denna beskrivning förutsättes det att en DAC med 14 bit upplösning används.For this description, it is assumed that a DAC with 14 bit resolution is used.

FFT- och IFFT-algoritmerna uppbygges av 1024- punkters komplexa FFT:er med data-reorganisering för att tillåta beräkning av två reella sekvenser på samma gång.The FFT and IFFT algorithms are built up of 1024-point complex FFTs with data reorganization to allow the calculation of two real sequences at the same time.

Följaktligen är var och en av FFT och IFFT effektiva 2048- punkter. Hàrdvarurealiseringen baseras på en radix-32-kärna se som beräknar resultatet i tre ”fövandlingar" (passes), Figur 10.Consequently, each of FFT and IFFT are effective 2048 points. The hardware realization is based on a radix-32 core se that calculates the result in three "transformations" (passes), Figure 10.

Förhållandet mellan signal/brusförhållandet och upplösningen i algoritmen kan uttryckas som: Zb-v-l SNR=2 10 20 25 30 506 637 29 där b = antal bit, och v = 11 (antal effektiva radix-2 ”förvandlingar”). Lösningen för b ger 17 bit upplösning (baserat på ADC SNR), men eftersom ADC inte är den enda källan för analog signaldegradering, bör 16 bit upplösning i algoritmen vara tillräckligt för att upprätthålla upplösningen genom hela systemet.The relationship between the signal-to-noise ratio and the resolution in the algorithm can be expressed as: Zb-v-1 SNR = 2 10 20 25 30 506 637 29 where b = number of bits, and v = 11 (number of effective radix-2 "transformations"). The b solution provides 17 bit resolution (based on ADC SNR), but since ADC is not the only source of analog signal degradation, 16 bit resolution in the algorithm should be sufficient to maintain the resolution throughout the system.

VCXO:n genererar den samplingsfrekvens som används i NT-delen av systemet. Styrspänningen baseras på data från synkroniseringsenheten. Klockfrekvensen måste vara mycket stabil och faslàst (phase locked) till NU-referensklockan för att upprätthålla ortogonalitet mellan symboler.The VCXO generates the sampling frequency used in the NT part of the system. The control voltage is based on data from the synchronization unit. The clock frequency must be very stable and phase locked to the NU reference clock to maintain orthogonality between symbols.

För att fullt utnyttja ADC:ns dynamiska omfång måste en programmerbar dämpare (attenuator) sättas in före ADC:n.To take full advantage of the dynamic range of the ADC, a programmable attenuator must be inserted before the ADC.

Dämpningsnivån är huvudsakligen en funktion av kabellängden och kan bestämmas med värdet för ”framflyttning av synkronisering" (timing advance) genom systemcontrollern.The attenuation level is mainly a function of the cable length and can be determined by the value for "advance of synchronization" (timing advance) through the system controller.

Dämpningsupplösning och omfång, och förhållandet mellan värdet för ”timing advance” och dämpningsniván, måste bestämmas. Utjämning och variansvärden kan också användas i beräkningarna för förbättrat resultat.Attenuation resolution and range, and the relationship between the value for timing advance and the attenuation level, must be determined. Equalization and variance values can also be used in the calculations for improved results.

I ett DMT-system är det nödvändigt med en mycket exakt synkronisering mellan sändaren och mottagaren, speciellt när bärvågor moduleras med stora konstellationer.In a DMT system, a very precise synchronization between the transmitter and the receiver is necessary, especially when carriers are modulated with large constellations.

I den utförandeform som här beskrivs, används en ny ramsynkroniseringsmetod som bygger på korrelationsegenskaper inbyggda i strukturen hos den mottagna signalen.In the embodiment described here, a new frame synchronization method is used which is based on correlation properties built into the structure of the received signal.

På NU-sidan används en kristalloscillator med bestämd frekvens som en referens för generering av samplingsklockan. På NT-sidan genereras en samplingsklocka av en VCXO (Spänningsstyrd kristalloscillator = Voltage Controlled Crystal Oscillator) oscillatorn pà NU-sidan. VCXO:n styrs initialt av som är låst i fas till 506 637 15 20 25 30 ramsynkroniseringsvärdeberäkningen (frame timing estimate).On the NU side, a crystal frequency oscillator with a fixed frequency is used as a reference for generating the sampling clock. On the NT side, a sampling clock is generated by a VCXO (Voltage Controlled Crystal Oscillator) oscillator on the NU side. The VCXO is initially controlled by which is locked in phase to the frame timing estimate (506 637 15 20 25 30).

Upplösningen hos ramsynkroniseringsvärdeberäkningen är emellertid inte tillräcklig i den föreliggande applikationen. Därför används en dedicerad pilotbärvág, efter en läsningssekvens (lock-in sequence), för att uppnå en mycket hög noggrannhet på samplingsklocksynkroniseringen.However, the resolution of the frame synchronization value calculation is not sufficient in the present application. Therefore, a dedicated pilot carrier, after a lock-in sequence, is used to achieve a very high accuracy of the sampling clock synchronization.

Beroende pä den långa symbolvaraktigheten i ett DMT- system kan interferens mellan symboler orsakad av kanaltidsdispersion elimineras med hjälp av ett skyddsintervall (guard interval) som ett prefix till varje ram i tidsdomänen. För att upprätthålla ortogonaliteten hos ramarna är innehållet i varje prefix en kopia av den sista delen av den följande ramen, vilket gör att ramarna tycks vara partiellt cykliska.Depending on the long symbol duration of a DMT system, interference between symbols caused by channel time dispersion can be eliminated by using a guard interval as a prefix to each frame in the time domain. To maintain the orthogonality of the frames, the contents of each prefix are a copy of the last part of the following frame, making the frames appear to be partially cyclic.

Den synkroniseringsmetod som används för att värdeberäkna (estimate) ramsynkroniseringen använder den höga korrelation som finns mellan ett prefix och den motsvarande delen av en ram. Genom att kontinuerligt korrelera samplingar av den mottagna signalen, avskilda i tid av (den kända) ramlângden, kommer passerandet av ett skyddsintervall att orsaka en topp i korrelationsvârdeberäkningen (correlation estimate). Därför kommer dessa toppar att ha ett känt synkroniseringsförhàllande till ramarna och kan användas för att skapa en ramstartsignal. Principen visas i Figur ll.The synchronization method used to estimate the frame synchronization uses the high correlation between a prefix and the corresponding part of a frame. By continuously correlating samples of the received signal, separated in time by the (known) frame length, the passage of a protection interval will cause a peak in the correlation value calculation (correlation estimate). Therefore, these peaks will have a known synchronization relationship to the frames and can be used to create a frame start signal. The principle is shown in Figure ll.

Korrelatorn och topptidsestimatorn använder en systemklocka som genereras av en VCXO. Denna klocka divideras med (divided by) det totala antalet sampler i ett signalintervall (ett cykliskt prefix och en ram), för att skapa en signal med samma period som korrelationstopparna.The correlator and peak time estimator use a system clock generated by a VCXO. This clock is divided by (divided by) the total number of samples in a signal range (a cyclic prefix and a frame), to create a signal with the same period as the correlation peaks.

Fasavvikelsen (frame time deviation) mellan dessa tvâ signaler används som indata till en ”feed-back controller" 20 25 30 506 637 31 som justerar VCXO-frekvensen till den korrekta samplingsfrekvensen. Fasen hos denna samplingsklocka är emellertid inte tillräckligt exakt för att användas i ett DMT-system. Därför används ramsynkroniseringsvärdeberäkningen huvudsakligen för en inlásningsoperation (lock-in operation). Den används också för att övervaka ramsynkroniseringen för att upptäcka större avvikelser som kommer att göra en resynkronisering nödvändig.The frame time deviation between these two signals is used as input to a feed-back controller which adjusts the VCXO frequency to the correct sampling frequency, however, the phase of this sampling clock is not accurate enough to be used in therefore, the frame synchronization value calculation is mainly used for a lock-in operation, it is also used to monitor the frame synchronization to detect major deviations that will necessitate a resynchronization.

Korrelationen av den mottagna datan beräknas kontinuerligt. Tidsdifferensen mellan de tvâ signalerna uppnås genom att använda en digital fördröjningsledning på en ramlängd. Utdatan pà fördröjningsledningen multipliceras med den icke fördröjda signalen och integreras (ackumulerad) över ett intervall motsvarande längden hos det cykliska prefixet. Utdatan frán integratorn är korrelationsfunktionens värdeberäkning (estimate).The correlation of the received data is calculated continuously. The time difference between the two signals is achieved by using a digital delay line on a frame length. The output of the delay line is multiplied by the non-delayed signal and integrated (accumulated) over an interval corresponding to the length of the cyclic prefix. The output from the integrator is the value calculation (estimate) of the correlation function.

Eftersom endast synkroniseringsinformationen hos korrelationsvärdeberäkningen används, implementeras en förenklad estimator som endast använder den inmatade datans symbol (sign). Denna hárdvaruimplementering har en starkt reducerad komplexitet jämförd med användning av den fullständiga sampelordlängden.Since only the synchronization information of the correlation value calculation is used, a simplified estimator is implemented which uses only the symbol of the entered data. This hardware implementation has a greatly reduced complexity compared to using the full sample word length.

Datorsimuleringar har visat att användning av synkron medelvärdesbildning av ett flertal (several) signalintervall reducerar variansen hos ramsynkroniseringsvärdeberäkningen. Beroende på den reducerade dataordlängden som används i multiplikatordelen av korrelatorn, är det möjligt att implementera en sådan medelvärdesbildningsfunktion omedelbart efter multiplikatorn.Computer simulations have shown that the use of synchronous averaging of several signal intervals reduces the variance of the frame synchronization value calculation. Depending on the reduced data word length used in the multiplier portion of the correlator, it is possible to implement such an averaging function immediately after the multiplier.

Ett blockschema som visar implementeringen av korrelatorn visas i Figur 12. Den inkommande signalen X(k) passerar genom en fördröjning med N = 1024, dvs en ram, och 506 637 UI 10 15 20 32 till en konjugator. Utdatan frán fördröjningen och konjugatorn multipliceras sedan för att producera en signal Y(k) som går till en medelvärdesbildare. Utdatan från medelvärdesbildaren, Z(k) går till en subtraherare från vilken Z(k) signal W(k) som går till en ackumulator som ger en utsignal C(k). fördröjd med L = 128 subtraheras. Detta ger en Detaljerna i den medelvärdesbildande delen av korrelatorn visas i Figur 13. Medelvärdesbildaren omfattar en serie fördröjningselement kombinerade med adderare, så som visas. Utsignalen kan uttryckas som - MQ Z(k) = Y(k-iM) ' 0 F ll där Y(k) är insignalen och Z(k) är utsignalen.A block diagram showing the implementation of the correlator is shown in Figure 12. The incoming signal X (k) passes through a delay of N = 1024, i.e. a frame, and 506 637 32 to a conjugator. The output of the delay and the conjugator is then multiplied to produce a signal Y (k) which goes to an averager. The output of the average value generator, Z (k) goes to a subtractor from which Z (k) signal W (k) goes to an accumulator which gives an output signal C (k). delayed by L = 128 is subtracted. This gives a The details of the averaging part of the correlator are shown in Figure 13. The averaging comprises a series of delay elements combined with adders, as shown. The output signal can be expressed as - MQ Z (k) = Y (k-iM) '0 F ll where Y (k) is the input signal and Z (k) is the output signal.

För att göra medelvärdesbildningen synkron med signalens ramstruktur, är fördröjningarna lika med signalintervallet.To make the averaging synchronous with the frame structure of the signal, the delays are equal to the signal interval.

En detektor för att finna läget för den maximala storleken pà korrelationsfunktionsvärdeberäkningen visas i Figur 14. Den implementeras med hjälp av ett register (#1) för det senaste max.värdet och en komparator.A detector for finding the position of the maximum size of the correlation function value calculation is shown in Figure 14. It is implemented using a register (# 1) for the latest max. Value and a comparator.

Registerinnehàllet och korrelationsstorleken jämförs, och varje gång ett värde större än registerinnehållet påträffas, lagras det nya värdet i registret. Det aktuella värdet hos en räknare som räknar samplingsintervall (modulo signalinterval), förs också till ett andra register (#2). När ett helt signalintervall har passerat, kommer detta andra register att innehålla ett index till det max.värde som påträffats under detta intervall. Detta index lagras i ett tredje register (#3), en gång per signalintervall, och innehållet i det första registret (l#) divideras med två (med användning av skiftning) shift). (using 10 20 25 30 506 637 33 Det index som lagrats i register #3 tolkas som avvikelsen mellan räknarvärdet och den aktuella synkroniseringen hos insignalramarna. Återkopplingscontrollern kommer att få medelvärdet för denna avvikelse att konvergera mot noll. Räknarvärdet kan sedan användas som en pekare (pointer) till signalintervallet. Ramsynkroniseringsklockan genereras med hjälp av detta räknarvärde för att indikera ramstarten.The register contents and the correlation size are compared, and each time a value greater than the register contents is found, the new value is stored in the register. The current value of a counter that counts sampling intervals (modulo signal intervals) is also passed to a second register (# 2). When an entire signal interval has passed, this second register will contain an index to the maximum value found during this interval. This index is stored in a third register (# 3), once per signal interval, and the contents of the first register (l #) are divided by two (using shift). (using 10 20 25 30 506 637 33 The index stored in register # 3 is interpreted as the deviation between the counter value and the current synchronization of the input signal frames. The feedback controller will cause the mean value of this deviation to converge to zero. The counter value can then be used as a pointer ( pointer) to the signal interval.The frame synchronization clock is generated using this counter value to indicate the frame start.

Värdeberäkningen av komplexrepresentationen för pilotbärvâgen i frekvensplanet utförs med användning av den FFT-enhet som finns tillgänglig i systemet. Fördelen med att använda denna metod är att värdeberäkningen kommer att vara oberoende av den varierande modulationen hos andra bärvâgor. Detta beror på den inneboende ortogonaliteten mellan bärvágorna. För att uppnà en värdeberäkning med acceptabelt låg varians, är en viss medelvärdesbildning nödvändig. Detta utförs med hjälp av första ordningens digitala IIR-filter.The value calculation of the complex representation of the pilot carrier in the frequency plane is performed using the FFT unit available in the system. The advantage of using this method is that the value calculation will be independent of the varying modulation of other carriers. This is due to the inherent orthogonality between the carriers. In order to achieve a value calculation with acceptably low variance, a certain average value formation is necessary. This is done using the first-order digital IIR filter.

Olyckligtvis representeras värdeberäkningen som ett komplext tal i rektangulära koordinater, så argumentet är inte direkt tillgängligt. I áterkopplingsslingan är det nödvändigt att upptäcka (detect) mycket små argumentavvikelser. Därför måste upplösningen på argumentet vara hög. Återkopplingscontrollern kommer att få pilotbärvàgsargumentet att konvergera mot noll. En approximering av argumentet, som är linjärt endast i ett litet omrâde omkring noll, är då tillräckligt för att uppnå acceptabel prestanda. En användbar approximering som är ”monotonic” i nästan alla fyra kvadranterna, och också enkel att implementera i digital logik, beskrivs genom uttrycket: A=M.[3{C}- (l-sgnílï{C}) .K. *Jï{C} .sgn.5{C}] 506 657 Un 10 20 25 30 34 där C är den komplexa pilotbärvågsvärdeberâkningen, M är en positiv skalningskonstant, och K är en positiv konstant som påverkar funktionens utformning (här används K=2).Unfortunately, the value calculation is represented as a complex number in rectangular coordinates, so the argument is not directly available. In the feedback loop, it is necessary to detect very small argument deviations. Therefore, the resolution of the argument must be high. The feedback controller will cause the pilot carrier argument to converge to zero. An approximation of the argument, which is linear only in a small range around zero, is then sufficient to achieve acceptable performance. A useful approximation that is "monotonic" in almost all four quadrants, and also easy to implement in digital logic, is described by the expression: A = M. [3 {C} - (l-sgnílï {C}) .K. * Jï {C} .sgn.5 {C}] 506 657 Un 10 20 25 30 34 where C is the complex pilot carrier value calculation, M is a positive scaling constant, and K is a positive constant that affects the design of the function (here K = 2 is used ).

Kanalen inför fasskift på pilotbärvågen som kan orsaka ”linjeringsfel” (misalignment) mellan ramsynkroniseringen på insignalen och pilotargumentet noll.The channel introduces phase shifts on the pilot carrier which can cause “misalignment” between the frame synchronization on the input signal and the pilot argument zero.

För att eliminera detta problem går pilotbärvàgsestimatorn också genom utjämnaren för frekvensplanet (frequency domain equalizer). Utjämningsparametern för denna bärvåg sättes under startsekvensen, när ramsynkroniseringsvärdeberäkningen (frame timing estimate) har konvergerat till sitt slutliga värde.To eliminate this problem, the pilot carrier estimator also passes through the frequency domain equalizer. The equalization parameter for this carrier is set during the start sequence, when the frame timing estimate has converged to its final value.

Valet av pilotbärvág kommer att vara fast, men logik för val av andra bärvågor som pilot kan också tillhandahållas.The choice of pilot carrier will be fixed, but logic for choosing other carriers as a pilot can also be provided.

I en föredragen metod att värdeberäkna fasen hos pilotbärvågen förutsättes att ramstrukturen hos DMT- signalen är känd av mottagaren och en ramstartsignal till exempel, en korrelationsteknik. Ramstartsignalen används återtas (recovered) av mottagaren med användning av, för att välja en ram från strömmen av tidsdomändata. En en- frekvens diskret Fourier transformering utförs sedan på denna ram. Detta resulterar i ett komplext tal vars argument är pilotbârvågsfasen. Argumentet bestäms sedan genom beräkning med användning av, till exempel, en omvänd (inverse) tangentoperation.In a preferred method of calculating the value of the phase of the pilot carrier, it is assumed that the frame structure of the DMT signal is known by the receiver and a frame start signal, for example, a correlation technique. The frame start signal is used recovered by the receiver using, to select a frame from the stream of time domain data. A single-frequency discrete Fourier transform is then performed on this frame. This results in a complex number whose argument is the pilot carrier phase. The argument is then determined by calculation using, for example, an inverse key operation.

DMT-mottagare år vanligen utrustade med en FFT- processor. Det komplexa talet som representerar pilotbärvàgen kommer därför att finnas tillgängligt vid processorutgàngen (output). Sålunda erfordras ingen extra hårdvara för värdeberäkningen av den komplexa representationen av pilotbärvågen vid användning av metoden i den föreliggande uppfinningen.DMT receivers are usually equipped with an FFT processor. The complex number representing the pilot carrier will therefore be available at the processor output. Thus, no additional hardware is required for the value calculation of the complex representation of the pilot carrier using the method of the present invention.

Un h) UI 30 506 637 35 Den föreliggande uppfinningen kännetecknas av användning av delar av dataströmmen där bärvàgorna är ortogonala, sålunda undvikande inverkan av andra bärvágor pá pilotbärvàgsfasvärdeberäkningen.The present invention is characterized by the use of portions of the data stream where the carriers are orthogonal, thus avoiding the influence of other carriers on the pilot carrier phase value calculation.

Om en FFT-processor ej finns tillgänglig för pilotfasvärdeberäkningen, kan en-frekvens DFT implementeras såsom visas i Figur 33.If an FFT processor is not available for the pilot phase value calculation, one-frequency DFT can be implemented as shown in Figure 33.

"Digitized input samples” används som input till en komplex multiplikator (multiplier) där de multipliceras med värden hämtade från en komplex exponentialtabell."Digitized input samples" are used as inputs to a complex multiplier where they are multiplied by values taken from a complex exponential table.

Resultaten av multiplikationen förs sedan till en komplex ackumulator från vilken pilotbärvâgskomponenterna härleds.The results of the multiplication are then passed to a complex accumulator from which the pilot carrier components are derived.

Den komplexa ackumulatorn och den komplexa exponentialtabellfunktionen styrs av signaler härledda från ramsynkroniseringslogiken_ Återkopplingsslingan har i verkligheten tvâ ”controllers”, var och en med sin egen insignal.De två controllerutgàngarna adderas och matas via en D/A- omvandlare till VCXO:n som genererar samplingsklockan. Båda "controllerna” är av PI-typ (Proportional and Integrating).The complex accumulator and the complex exponential table function are controlled by signals derived from the frame synchronization logic_ The feedback loop actually has two "controllers", each with its own input signal. . Both "controllers" are of the PI type (Proportional and Integrating).

Figur 15 ger en översikt över signalvägarna. Den mottagna datan i tidsplanet passerar genom korrelatorn och topplägesestimatorn för att resultera i ramklockan. Den komplexa pilotbärvágen i frekvensplanet som härleds från utjämnaren (equalizer) förs till en pilotargumentestimator, vars utdata förs till ”àterkopplingscontrollers" som också tar emot utdata från toppestimatorn. Utdatan från "återkopplingscontrollerna” förs sedan till en D/A- omvandlare för att ge en signal som används för att styra VCXO:n.Figure 15 gives an overview of the signal paths. The received data in the schedule passes through the correlator and the peak position estimator to result in the frame clock. The complex pilot carrier in the frequency plane derived from the equalizer is fed to a pilot argument estimator, the output of which is fed to "feedback controllers" which also receive output from the peak estimator.The output of the "feedback controllers" is then fed to a D / A converter to provide a signal used to control the VCXO.

Under startsekvensen är endast ramsynkroniseringscontrollern aktiv. När 506 637 10 36 ramsynkroniseringen har stabiliserats, värdeberâknas utjâmningsparametern för pilotbârvàgen och sättes (av SC:n). Detta görs endast en gång, och ytterligare uppdatering av denna parameter undertryckes. Efter denna ändring av utjämningsparameter, ges medelvärdesbildaren för argumentestimatorn tillräckligt med inställningstid.During the startup sequence, only the frame synchronization controller is active. When the frame synchronization has been stabilized, the equalization parameter for the pilot carrier is valued and set (by the SC). This is done only once, and further updating of this parameter is suppressed. After this change of equalization parameters, the averaging of the argument estimator is given sufficient setting time.

Slutligen stoppas ramsynkroniseringscontrollern och pilotargumentcontrollern aktiveras. När ramsynkroniseringscontrollern stoppats, låses dess sista utvärde så att VCXO-frekvensen förblir nära sitt slutliga värde.Finally, the frame synchronization controller is stopped and the pilot argument controller is activated. When the frame synchronization controller is stopped, its last value is locked so that the VCXO frequency remains close to its final value.

Pilotbärvågen används också för överföringen av synkroniseringsinformation för bassynkroniseringsintervallet (ESI = Base Synchronization Interval). Bärvàgsargumentet antas normalt vara konstant.The pilot carrier is also used for the transmission of synchronization information for the base synchronization interval (ESI). The carrier argument is normally assumed to be constant.

Ett kort mönster BPSK-moduleras på bärvágen med användning av faserna O och n och lämnande bärvágen pá fas O under resten av ESI-intervallet. Om detta mönster endast är en bråkdel ( pilotbärvágsargumentvärdeberäkningen försumbar. En korrelator används för att detektera mönstret och ge synkroniseringssignalen för BSI.A short pattern is BPSK modulated on the carrier using phases O and n and leaving the carrier on phase O for the remainder of the ESI interval. If this pattern is only a fraction (the pilot carrier argument value calculation is negligible. A correlator is used to detect the pattern and provide the synchronization signal for BSI.

”System Controllern" (SC) måste ha läsaccess, för upptäckt av synkroniseringslásning och av övervakningsskäl, till register som håller estimatorn för ramtidsavvikelse och pilotargumentapproximeringen.The "System Controller" (SC) must have read access, for detection of synchronization locking and for monitoring reasons, to registers that keep the estimator for frame time deviation and the pilot argument approximation.

För at: hantera den inledande utjämningen av pilotbärvàgen är det nödvändigt för SC:n att läsa den medelvärdesbildade komplexa representationen för bärvágen och skriva till utjämningsparameterminnet.To: handle the initial smoothing of the pilot carrier, it is necessary for the SC to read the averaged complex representation of the carrier and write to the smoothing parameter memory.

Ett kcmpensationsregister (offset register) för att bestämma den relativa synkroniseringen mellan indataramarna och ramstartsignalen är nödvändigt och måste vara skrivbart från SC:n. Detta används pà NT-sidan.An offset register to determine the relative synchronization between the input frames and the frame start signal is necessary and must be writable from the SC. This is used on the NT page.

W 30 506 637 37 De detekterade BSI-händelsesignalerna, för både mottagning och sändning, skall anslutas till SC:n som avbrottsinmatningar (interrupt inputs).W 30506 637 37 The detected BSI event signals, for both reception and transmission, shall be connected to the SC as interrupt inputs.

Alternativt kan pilotbärvàgen áterhämtas (recover) från signalen i tidplanet, med användning av ett bandpassfilter, och användas direkt för faslàsning av en samplingsklockoscillator. Frekvensplansmetoden, som här beskrivs, har fördelen att pilotbärvägsestimatorn är oberoende av moduleringen av de andra bärvágorna, beroende pà ortogonaliteten. En annan ramsynkroniseringsmetod skulle vara beroende av att införa ett känt mönster i vissa ramar.Alternatively, the pilot carrier can be recovered from the signal in the plane, using a bandpass filter, and used directly to phase phase a sampling clock oscillator. The frequency plane method, described here, has the advantage that the pilot carrier estimator is independent of the modulation of the other carriers, depending on the orthogonality. Another frame synchronization method would depend on introducing a known pattern into certain frames.

Detta skulle reducera systemkapaciteten.This would reduce system capacity.

Ramlängden och längden pá de cykliska prefixen är fasta i den utförandeform som här beskrivs. Metoden, som beskrivs ovan, är utformad att fungera i en återkopplingsslinga med en VCXO. I en enhet som använder en bestämd samplingsklockoscillator behöver utförandet pà ramsynkroniseringsestimatorn modifieras en aning. Det är viktigt att VCXO:n har mycket låg fasstörning, eftersom äterkopplingsslingan är alltför långsam för att kompensera en sådan störning.The frame length and the length of the cyclic prefixes are fixed in the embodiment described here. The method, described above, is designed to operate in a feedback loop with a VCXO. In a device using a specific sampling clock oscillator, the design of the frame synchronization estimator needs to be slightly modified. It is important that the VCXO has a very low phase fault, as the feedback loop is too slow to compensate for such a fault.

Ett diskret multitonsystem (DMT) modulerar N komplexa datasymboler på N bärvàgor (här använder vi N=lO24 bärvâgor). Denna mappning beräknas som en omvänd (inverse) diskret Fourir-transformering genom användning av ”Inverse (IFFT).A discrete multitone system (DMT) modulates N complex data symbols on N carriers (here we use N = 1024 carriers). This mapping is calculated as a reverse (inverse) discrete Fourir transform using Inverse (IFFT).

N st bärvágorna av en FFT.N st carriers of an FFT.

Fast Fourier Transform" I mottagaren demoduleras de utförs FFT och IFFT av (radix) 16, I modemet, som beskrivs här, samma enhet, med användning av samma bas eller 32 ”kärnor” (cores), i olika faser. Denna process visas schematiskt i Figur 16.Fast Fourier Transform In the receiver they are demodulated, FFT and IFFT are performed by (radix) 16, In the modem, described here, the same device, using the same base or 32 "cores", in different phases. This process is shown schematically in Figure 16.

Huvudoperationen delas upp i ramar med längder på 2048 reella, eller 1024 komplexa värden. För varje ram 506 637 10 20 30 38 utför denna enhet en FFT, IFFT, skalning, omskalning (descaling), samt addering av cykliskt prefix.The main operation is divided into frames with lengths of 2048 real, or 1024 complex values. For each frame 506 637 10 20 30 38 this unit performs an FFT, IFFT, scaling, descaling, and adding cyclic prefix.

FFT:n och IFFT:n beräknar 2048 punkter reella FFTS och arbetar med ett minimum pâ 16 bit aritmetik.The FFT and the IFFT calculate 2048 points of real FFTS and work with a minimum of 16 bits of arithmetic.

För nätterminalsidan, (NT), finns det ett krav på synkronisering mellan ingángsramstarten och IFFT- utgángsstarten. (En synkronisering mellan uppströms- och nedströms bärvàgorna). Sändaren skall kunna starta sändningen av en ram innan den startar att ta emot en ram, sä kallad ”timing advance”.For the night terminal side, (NT), there is a requirement for synchronization between the input frame start and the IFFT output start. (A synchronization between the upstream and downstream carriers). The transmitter must be able to start transmitting a frame before it starts receiving a frame, so-called "timing advance".

En skalning (scaling) bör tillhandahållas före IFFT.A scaling should be provided before IFFT.

Denna skalning är en multiplicering mellan de reella koefficienterna som är lagrade i denna enhet, och ingàngsvärdena från symbolmappern (SM). Koefficienterna är på 16 bit vardera.This scaling is a multiplication between the real coefficients stored in this unit, and the input values from the symbol mapper (SM). The coefficients are 16 bits each.

Koefficientminnet består av två banker av samma storlek (l6xL324 bit). Den ena banken används medan den andra uppdazeras. Omkoppling (switching) möjliggörs genom ett PCI-kommando och verkställes vid nästa BSI.The coefficient memory consists of two banks of the same size (l6xL324 bit). One bank is used while the other is updated. Switching is made possible by a PCI command and executed at the next BSI.

Efter FFT:n skall en omskalning (rescaling) utföras innan datan överförs för utjämning och symboldetektering.After the FFT, a rescaling must be performed before the data is transferred for smoothing and symbol detection.

Denna omskalning är en multiplikation med det inverterade värdet av skalningsvärdena. Koefficienterna representeras av 16 bit.This rescaling is a multiplication by the inverted value of the scaling values. The coefficients are represented by 16 bits.

En exponent (som resulterar i en ”post shift”) pà 4 bit kan också behövas för att upprätthålla precisionen.An exponent (resulting in a 4-bit post shift) may also be needed to maintain precision.

Koefficientminnet består av tvâ banker av samma storlek ((16-4)xlO24 bit). andra uppdateras. Omkoppling möjliggörs genom ett PCI- Den ena banken används medan den kommando och verkställes vid nästa BSI. 10 15 20 30 506 637 39 Vid början av varje ram adderas ett cykliskt prefix.The coefficient memory consists of two banks of the same size ((16-4) x1024 bits). others are updated. Switching is made possible by a PCI- One bank is used while the command and executed at the next BSI. 10 15 20 30 506 637 39 At the beginning of each frame a cyclic prefix is added.

Denna process visas schematiskt i Figur 17. Insättandet av ett cykliskt prefix undanröjer interferens mellan symboler (ISI), och bevarar ortogonaliteten mellan tonerna, vilket resulterar i ett enkelt in-/ut-förhållande som gör det möjligt att betrakta varje bärvàg som en separat kanal.This process is shown schematically in Figure 17. The insertion of a cyclic prefix eliminates interference between symbols (ISI), and preserves the orthogonality between the tones, resulting in a simple input / output ratio that allows each carrier to be considered as a separate channel. .

Detta cykliska prefix består av en repetition av den sista delen av ramen.This cyclic prefix consists of a repetition of the last part of the frame.

Under förutsättning att ”timing advance” används och den maximala kabellängden är 1300 m, kommer ett cykliskt prefix pá 128 sampel att behövas. Sålunda kommer utdatan för varje ram att vara sampel: 1920, l92l,...,2046, 2047, O,l,2, 2046, 2047 För var och en av de ovanstående komponenterna finns en FIFO som gränssnitt mot den externa världen med FFT/IFFT in- och utminnen. Sålunda finns det totalt 4 FIFOn.Provided that “timing advance” is used and the maximum cable length is 1300 m, a cyclic prefix of 128 samples will be required. Thus, the output for each frame will be a sample: 1920, l92l, ..., 2046, 2047, 0, 1, 2, 2046, 2047 For each of the above components there is a FIFO as an interface to the external world with FFT / IFFT input and output memories. Thus, there are a total of 4 FIFOs.

Det rekommenderas att FIFO:na med gränssnitt mot den analoga sida: har en storlek pà 384 ord (16 bit) och de FIFO:n som har gränssnitt mot T1-chips har en storlek på 448 ord (32 bit).It is recommended that the FIFOs with interfaces to the analog side: have a size of 384 words (16 bits) and the FIFOs that have interfaces to T1 chips have a size of 448 words (32 bits).

En annan DMT-teknik som inte använder ”Fourir transformation” är ”Discrete Wavelet Multi-tone Transform” (DWMT). Denna metod har förelagts ADSL standardiseringskommitté som avslog den.Another DMT technology that does not use "Fourir transformation" is "Discrete Wavelet Multi-tone Transform" (DWMT). This method has been submitted to the ADSL Standardization Committee, which rejected it.

Den precision som behövs i denna teknik beror på det erforderliga dynamiska omfånget, som i sin tur bestäms av de analoga komponenterna (speciellt DAC). FIFO-storleken kommer att bero på klockhastighetsdifferenser och den mängd ”timing advance" som används. Användningen av klippning (clipping) är en kompromiss mellan dynamiskt omfång (kvantiseringsstörningar) och klippningsstörningar. 506 657 10 40 Kanalvärdeberäkning utförs med en ”beslutsinriktad" (decision directed) metod, eftersom alla dataramar då används för uppdatering av kanalmodellen. Kända dataramar är nödvändiga endast vid uppstart. Under vissa omständigheter kan interferens på kanalen värdeberäknas med användning av alla dataramar. Detta är viktigt för tidig upptäckt av ändringar i kanaltransmissionskvalitet.The precision required in this technology depends on the required dynamic range, which in turn is determined by the analog components (especially DAC). The FIFO size will depend on clock speed differences and the amount of timing advance used.The use of clipping is a compromise between dynamic range (quantization perturbations) and clipping perturbations.506 657 10 40 Channel value calculation is performed with a "decision directed". ) method, since all data frames are then used to update the channel model. Known data frames are necessary only at start-up. Under certain circumstances, interference on the channel can be calculated using all data frames. This is important for early detection of changes in channel transmission quality.

Grundprincipen för ”beslutsinriktad" (decision directed) värdeberäkning är att skillnader mellan mottagna data och kända, sända data används för uppdatering av en kanalmodell. I ett visst skede av denna process är kanalmodellen exakt nog för att kunna användas för utjämning av den mottagna datan, och detektorn kommer att producera korrekt data. Denna utdata kan sedan användas pá samma sätt som den kända datan för ytterligare uppdatering av kanalmodellen. Därför är de fördefinierade dataramarna inte längre nödvändiga och slumpmässig (random) data som sänds genom kanalen används istället.The basic principle of "decision directed" value calculation is that differences between received data and known transmitted data are used to update a channel model. At a certain stage of this process, the channel model is accurate enough to be used to smooth the received data, and the detector will produce correct data.This output can then be used in the same way as the known data for further updating of the channel model, therefore the predefined data frames are no longer necessary and random data transmitted through the channel is used instead.

Genom att använda data som tas efter utjämnaren som indata, och data efter detektorn som den andra indatan, kan en adaptiv uppdateringsalgoritm utformas. Den modifierar utjämningsparametrarna i små steg i sådan riktning att utjämnaren konvergerar mot en modell av den ”omvända” (inverse) kanalen. Figur 18 visar ett blockschema över ett sådant system. Indata i frekvensplanet kommer in i utjämnaren och multipliceras med utdatan hos en uppdateringsenhet för utjämningsparametrar, EQ. Den resulterande signalen, U, går sedan till en detektor (kvantiserareä vars utdata är Y. Y går sedan till en symboldekoder som producerar en avkodad databitström. U och Y gär också :ill en ingång (input) på uppdateringsenheten för utjämningsparametrar och till en variansestimator.By using data taken after the equalizer as input data, and data after the detector as the second input data, an adaptive update algorithm can be designed. It modifies the equalization parameters in small steps in such a way that the equalizer converges towards a model of the "reverse" (inverse) channel. Figure 18 shows a block diagram of such a system. Input in the frequency plane enters the equalizer and is multiplied by the output of an equalizer parameter update unit, EQ. The resulting signal, U, then goes to a detector (quantizer whose output is Y. Y then goes to a symbol decoder that produces a decoded data bitstream. U and Y also go to an input on the equalization parameter updater and to a variance estimator .

Utdatan hos variansestimatorn är W. 20 25 30 506 637 41 En adaptiv algoritm för värdeberäkning av utjämningsparametrarna (EQ), som använder den utjâmnade datan (U) och den kvantiserade datan (Y) som indata, beskrivs genom följande ekvation: som = EQk + .EQrUkÉ (Yk- Uk) IUkI* där p är en positiv konstant (u << 1), som påverkar anpassningsdynamiken (adaption dynamics). Ett mindre värde ger en långsammare anpassning än ett större värde, men det ger också en större okänslighet när det finns störningar på insignalerna.The output of the variance estimator is W. An adaptive algorithm for calculating the value of the smoothing parameters (EQ), which uses the smoothed data (U) and the quantized data (Y) as input, is described by the following equation: as = EQk + .EQrUkÉ (Yk- Uk) IUkI * where p is a positive constant (u << 1), which affects the adaptation dynamics. A smaller value gives a slower adjustment than a larger value, but it also gives a greater insensitivity when there are disturbances on the input signals.

Av implementeringsskäl bör divisionen som visas i ekvationen undvikas. Uttrycket p/|UkP har ett alltför stort dynamiskt omfång för att ersättas av en konstant. Det är dock möjligt att kvantisera detta uttryck pà ett logaritmiskt sätt som visas nedan: }¿/ |[n<|2 z 2-in:eger<2.1°g2EukI)+ inneger<1og2p) Exponenten i ovanstående uttryck kan produceras med användning av absolutvärdet av Uk som indata i en binär prioritetskodare och byter tecken (negating) på utdata.For implementation reasons, the division shown in the equation should be avoided. The expression p / | UkP has too large a dynamic range to be replaced by a constant. However, it is possible to quantify this expression in a logarithmic way as shown below:} ¿/ | [n <| 2 z 2-in: eger <2.1 ° g2EukI) + inneger <1og2p) The exponent in the above expression can be produced using the absolute value of Uk as input in a binary priority encoder and negating characters (negating) on output.

Eftersom uttrycket är en heltalspotens av två, implementeras multiplikationen i algoritmen med hjälp av en "barrel shifter”.Since the expression is an integer power of two, the multiplication is implemented in the algorithm using a "barrel shifter".

Interferensvariansen på var och en av bärvägorna värdeberäknas med användning av standardmetoden att integrera de kvadrerade avvikelserna fràn ett medelvärde. I detta fall används varje kvantiserade värde,Y, som medelvärdet för omfånget (range) av datavärden, U, som kvantiseras till detta Y. Denna metod förutsätter att symbolfelfrekvensen är tillräckligt låg för att varje 506 657 Ll| 20 30 42 datavärde skall associeras med det korrekta medelvärdet. Om emellertid lämpliga konstellationer väljes för de olika bärvägorna, uppfylles detta villkor.The interference variance of each of the carrier paths is calculated using the standard method of integrating the squared deviations from a mean value. In this case, each quantized value, Y, is used as the mean of the range of data values, U, which is quantized to this Y. This method assumes that the symbol error rate is low enough that each 506 657 Ll | 20 30 42 data value shall be associated with the correct mean value. However, if suitable constellations are selected for the different carriageways, this condition is met.

Figur 18 visar variansestimatorn som en del av systemet. Den algoritm som används för värdeberäkningen beskrivs genom följande ekvation: Wk+1 = .Wk+s. |Yk_Uk|2 Integrationen är här ersatt av ett exponentiellt viktat medelvärdesfilter. Parametern s är en liten, positiv konstant (s << 1) som påverkar filtrets dynamiska egenskaper. Detta är inte någon kritisk parameter, och att välja e bland heltalspotenser av tvâ kommer att vara tillräckligt.Figure 18 shows the variance estimator as part of the system. The algorithm used for the value calculation is described by the following equation: Wk + 1 = .Wk + s. | Yk_Uk | 2 The integration is here replaced by an exponentially weighted average value filter. The parameter s is a small, positive constant (s << 1) that affects the dynamic properties of the filter. This is not a critical parameter, and selecting e from integer powers of two will suffice.

Om et: värde på 8 väljes som ger en bra variansvärdeberäknare (estimator), kommer algoritmen inte att kunna detektera plötsliga ändringar i interferensnivån.If a value of 8 is selected which gives a good variance value calculator (estimator), the algorithm will not be able to detect sudden changes in the interference level.

Därför kan en separat algoritm, som arbetar parallellt med variansestitatorn, kanske vara nödvändig för denna uppgift.Therefore, a separate algorithm, working in parallel with the variance estimator, may be necessary for this task.

”System Controllern” måste ha både läs- och skriv- access till det minne som håller utjämningsparametrarna.The "System Controller" must have both read and write access to the memory that holds the smoothing parameters.

Initialisering av parametrarna är nödvändig vid uppstart. Övervakning (monitoring) av parametrarna är också nödvändig för att detektera när de har utjämnat sig tillräckligt nära sina slutvärden.Initialization of the parameters is necessary at start-up. Monitoring of the parameters is also necessary to detect when they have leveled sufficiently close to their final values.

Kanalvariansminnet måste vara tillgängligt för System Controllerns läsoperationer. Initialisering av detta minne till alla nollor kan kopplas till en systemreset.The channel variance memory must be available for the System Controller's read operations. Initialization of this memory to all zeros can be connected to a system reset.

De parametrar som påverkar estiminatorernas dynamik måste vara tillgängliga för skrivning från System Controllern. 10 20 30 506 637 43 Den metod som här beskrivs förutsätter en specifik uppstartsekvens, både för kanal- och interferensvärdeberäkningen. Under normal exekvering är den beroende av ett lämpligt val av bitladdning som ger tillräckligt låg symbolfelfrekvens.The parameters that affect the dynamics of the estimators must be available for writing from the System Controller. 10 20 30 506 637 43 The method described here assumes a specific start-up sequence, both for the channel and interference value calculation. During normal execution, it is dependent on an appropriate bit charge selection that provides a sufficiently low symbol error rate.

Det är viktigt att utjämningsparametrarna initialiseras till enhetsvärde vid början av startsekvensen, eftersom indatan till uppdateringsalgoritmen passerar genom utjämnaren.It is important that the smoothing parameters are initialized to unit value at the beginning of the start sequence, as the input to the update algorithm passes through the equalizer.

Uppdateringsalgoritmen är känslig för skalningsändringar i datavägen.The update algorithm is sensitive to scaling changes in the data path.

Varje ändring av skalning i sändaren måste kompenseras i mottagaren. Detta ställer också krav på speciell omsorg vid användningen av den analoga förstärkningsregleringen (gain control) på ingångssidan i motzagaren.Any change in scaling in the transmitter must be compensated in the receiver. This also requires special care when using the analog gain control on the input side of the counter.

Symbolmappern (encoder) mappar ett antal bitar till ett komplext :al (I, Q) som indirekt bestämmer fasen och amplituden hos en bärvàg. Mappningen av alla värden av en viss bitlängd kallas en konstellation, och visas i figur 19. Detekteringen är den omvända (inverse) funktionen, dvs från ett komplext värde bestäms värdet på de bitar som sänds på bârvágen. Det antal bitar som sänds på en viss bärvàg bestäms av bitladdningsfaktorn för denna.The symbol mapper (encoder) maps a number of bits to a complex: al (I, Q) which indirectly determines the phase and amplitude of a carrier. The mapping of all values of a certain bit length is called a constellation, and is shown in Figure 19. The detection is the inverse function, ie from a complex value the value of the bits sent on the carrier is determined. The number of bits transmitted on a particular carrier is determined by the bit charge factor thereof.

Konstruktionen av en specifik konstellation är inriktad mot att låta varje punkt flyttas så långt som möjligt från alla andra punkter. Samtidigt skall den genomsnittliga energin vara så låg om möjligt. En annan res:riktion är att mappnings- och detekteringsenheterna bör vara så enkla som möjligt. Beslutet beträffande vilken konstellation som skall användas kommer emellertid att påverka inte bara symbolmappnings- och detekteringsenheterna, utan också bitladdningen och möjligen den adaptiva utjämnaren. 506 657 10 25 44 För en given bärvàg väljer kodaren en udda heltalspunkt (I, Q) från fyrkantrutnätkonstellationen (square-grid constellation) baserad pà b-bitarna ( För enkelhetens skull när det gäller Vm1,Vba, .,VLV2)- beskrivningen identifieras dessa b-bitar med en heltalsetikett (integer label) vars binära representation är (vb1'vb¿'___,vLv¿). Till exempel, för b=2 ”etiketteras” de fyra konstellationspunkterna 0, 1, 2, (v¿,v2) = (0,0), (0,1), (1,0), (1,1), 3 motsvarande respektive.The construction of a specific constellation is aimed at allowing each point to be moved as far as possible from all other points. At the same time, the average energy should be as low as possible. Another restriction is that the mapping and detection units should be as simple as possible. However, the decision as to which constellation to use will affect not only the symbol mapping and detection units, but also the bit charge and possibly the adaptive equalizer. 506 657 10 25 44 For a given carrier, the encoder selects an odd integer point (I, Q) from the square grid constellation based on the b-bits (For simplicity of Vm1, Vba,., VLV2) - the description is identified these b-bits with an integer label whose binary representation is (vb1'vb¿ '___, vLv¿). For example, for b = 2, the four constellation points 0, 1, 2, (v¿, v2) = (0,0), (0,1), (1,0), (1,1), 3 corresponding respectively.

För jämna värden på b bestäms heltalsvärdena på I och Q för konstellationspunkten (I, Q) från b-bitarna (vb-i, vb- L u_,vLv2) enligt följande. Dela upp V i VI = (vb1,v¿q,_H yo) .For even values of b, the integer values of I and Q of the constellation point (I, Q) are determined from the b-bits (vb-i, vb-L u_, vLv2) as follows. Divide V by VI = (vb1, v¿q, _H yo).

Gray-koden pá VI och VQ. Detta ger I och Q som I = 2Gra¶(VI) + 1, och Q=2Gray(VQ) + 1. lvl) och VQ = (vb2,vb4,_H Tillämpa sedan den omvända Figur 19 visar hur det binära mönstret för V mappar på I och Q när b = 6.Gray code on VI and VQ. This gives I and Q as I = 2Gra¶ (VI) + 1, and Q = 2Gray (VQ) + 1. lvl) and VQ = (vb2, vb4, _H Then apply the inverse Figure 19 shows how the binary pattern of V folders on I and Q when b = 6.

Innan dessa värden sänds till IFFT:n normaliseras de genom att skiftas så att "msb" av dessa tal blir "msb" på utmatningen (16 - [b/2] steg kvar).Before these values are sent to the IFFT, they are normalized by shifting so that "msb" of these numbers becomes "msb" on the output (16 - [b / 2] steps left).

För en given bärvàg använder dekodern en konstellationspunkt (I, Q) för att bestämma b-bitarna (vbfl, vbQ,___,vLv¿). För enkelhetens skull när det gäller beskrivningen identifieras dessa b-bitar med en heltalsetiket: vars binära representation är (vb1,vb2,_H IVLVQ.For a given carrier, the decoder uses a constellation point (I, Q) to determine the b-bits (vb fl, vbQ, ___, vLv¿). For simplicity of description, these b-bits are identified by an integer label: whose binary representation is (vb1, vb2, _H IVLVQ.

Det antas att värdena pà I och Q begränsas genom mättnad till området (X, Y). För att bestämma V, Gray-kodas ,i1,io) f Och Q = (qiaqi-a, ,q1,qo) f och kombineras sedan till V som V = (giu¿gqß,giM,gqu,.....), värdena I = (ilíilp _” där de övre b-bitarna är gällande. 10 20 30 35 506 657 45 Det antal bitar varje bärvåg förmedlar beror pà deras (SNR).It is assumed that the values of I and Q are limited by saturation to the range (X, Y). To determine V, Gray is coded, i1, io) f And Q = (qiaqi-a,, q1, qo) f and then combined to V as V = (giu¿gqß, giM, gqu, ..... ), the values I = (ilíilp _ ”where the upper b-bits are valid. 10 20 30 35 506 657 45 The number of bits each carrier transmits depends on their (SNR).

Signal/brusförhállandet beräknas för varje bärvåg i respektive signal/brusförhàllande mottagaren. Baserat pá signal/brusförhållandena beräknas bitladdningsfaktorer för varje bärvåg. Sålunda bestäms det antal bitar varje bärvåg skall överföra per sänd symbol.The signal-to-noise ratio is calculated for each carrier in the respective signal-to-noise ratio receiver. Based on the signal-to-noise ratios, bit charge factors are calculated for each carrier. Thus, the number of bits each carrier must transmit per transmitted symbol is determined.

Dessa bitladdningsfaktorer beräknas i en initial inträningssession och kan uppdateras om så erfordras.These bit load factors are calculated in an initial training session and can be updated if required.

MUSIC-systemet använder 2-dimensionell ”Quadrature Amplitude Modulation” (QAM) på varje bärvåg, med bitladdningsfaktorer varierande från 0-12 bitar.The MUSIC system uses 2-dimensional Quadrature Amplitude Modulation (QAM) on each carrier, with bit load factors ranging from 0-12 bits.

Antalet bitar som sänds på varje bärvåg kan uttryckas QEIIOIH: ßi = bi + iogz = log, (1 + “mi ) <1) I' där T, SNR-gapet, beror på modulering, möjlig kodning och en systemmarginal, och L är konstellationexpansionen beroende på de extra bitar som behövs för kodning.The number of bits transmitted on each carrier can be expressed QEIIOIH: ßi = bi + iogz = log, (1 + "mi) <1) I 'where T, the SNR gap, depends on modulation, possible coding and a system margin, and L is the constellation expansion depending on the extra bits needed for coding.

Användning av QAM-konstellationer och någon form av kodning ger: [Qflps/fnf r = _____________ - yd + ymargin (dB) (2) 3 där Psär den önskade symbolfelfrekvensen,'h är ”kodningsvinsten” (gain of coding) i systemet, ymugfi,är systemmarginalen. Systemmarginalen är en faktor som används för att kompensera för icke-modellerade förluster, impulsstörningar etc. Ekvation (l) ger en bitladdningsfaktor med infinit granularitet. 506 637 »_- Un 25 30 46 Bitladdningsfaktorerna är avrundade för att ge de stödda faktorerna (O - 12 bit).The use of QAM constellations and some form of coding gives: [Q fl ps / fnf r = _____________ - yd + ymargin (dB) (2) 3 where Psär is the desired symbol error rate, 'h is the "gain of coding" in the system, ymug fi, is the system margin. The system margin is a factor used to compensate for non-modeled losses, impulse disturbances, etc. Equation (l) gives a bit charge factor with infinite granularity. 506 637 »_- Un 25 30 46 The bit charge factors are rounded to give the supported factors (0 - 12 bits).

Avrundningsproceduren (rounding procedure) kommer att minska prestandan i DMT-systemet. Om energidistributionen tillåts variera, kan energiladdningsfaktorer beräknas för varje bärvåg. Detta tillhandahåller möjligheten att avstämma energin så att (1) resulterar i en bitladdningsfaktor som stöds av systemet. Avstämning ger: (ßi-IH' SNR.The rounding procedure will reduce the performance of the DMT system. If the energy distribution is allowed to vary, energy charge factors can be calculated for each carrier. This provides the ability to tune the energy so that (1) results in a bit charge factor supported by the system. Reconciliation gives: (ßi-IH 'SNR.

Ei, 2 1 (3) Detta kan emellertid resultera i mycket stora skillnader mellan bârvågsenergier. I en miljö med flera olika DMT- system, kan egendomliga effekter uppstå om de olika energierna :illåts variera alltför mycket.Ei, 2 1 (3) However, this can result in very large differences between carrier energies. In an environment with several different DMT systems, strange effects can occur if the different energies: let vary too much.

Fjärröverhörningen (FEXT) kommer att variera avsevärt i en sådan miljö, och vissa DMT-system kan få hela kabelns kapacitet. För att förhindra dessa effekter, kan bara små ändringar av bärvágsenergierna tillåtas. En annan begränsande faktor är den maximala energi som är tillåten på varje bärvåg.The remote crosstalk (FEXT) will vary considerably in such an environment, and some DMT systems may have the full capacity of the cable. To prevent these effects, only small changes in the carrier energies can be allowed. Another limiting factor is the maximum energy allowed on each carrier.

Indatan till bitladdningsalgoritmen kommer att bero på den valda frekvensdomänutjämnaren. Om en adaptiv DFE används, erhålles SNR genom: SNRi :Wi (4 ) där Wi är den värdeberäknade interferensvariansen som beskrivits ovan.The input data to the bit load algorithm will depend on the selected frequency domain equalizer. If an adaptive DFE is used, SNR is obtained by: SNRi: Wi (4) where Wi is the value-calculated interference variance described above.

För varje bärvåg beräknas en bitladdningsfaktor och en energiladdningsfaktor. Bitladdningsfaktorerna kan representeras av 3 bit, men för att förbereda systemet även för udda bitladdningsfaktorer, rekommenderas 4 bit. För UI 10 l5 20 IQ Un 30 506 637 47 energiladdning används n bit för att ge 2” - 1 möjliga faktorer.For each carrier, a bit charge factor and an energy charge factor are calculated. The bit load factors can be represented by 3 bits, but to prepare the system even for odd bit load factors, 4 bits are recommended. For UI 10 l5 20 IQ Un 30 506 637 47 energy charge, n bit is used to give 2 ”- 1 possible factors.

Implementeringen av beräkningarna av bitladdnings- och energiladdningsfaktorer kan göras i fyra steg som visas i Figur 20. För att uppnä en given bithastighet, kan en erforderlig SNR beräknas och systemmarginalen justeras så att den önskade bithastigheten uppnås. Processen, som illusteras i Figur 20, inkluderar följande steg: - Först värdeberâknas SNR med hjälp av (4).The implementation of the calculations of bit charge and energy charge factors can be done in four steps shown in Figure 20. To achieve a given bit rate, a required SNR can be calculated and the system margin adjusted so that the desired bit rate is achieved. The process, illustrated in Figure 20, includes the following steps: - First, the SNR is calculated using (4).

- I andra steget utförs fyra jämförelser, det vill säga en för var och en av de fyra bitarna som representerar bitladdningsfaktorn.In the second step, four comparisons are performed, ie one for each of the four bits representing the bit load factor.

Trösklarna beror på L och F, och kan förkalkyleras. Den första jämförelsen avgör om bitladdningsfaktorn är större än 7, och resultatet av denna jämförelse styr den första av de fyra bitarna som representerar bitladdningsfaktorn; det styr också tröskeln för nästa jämförelse. Pá ett liknande sätt styr denna jämförelse den andra biten och tröskeln för nästa jämförelse. Efter de fyra jämförelserna är bitladdningsfaktorn bestämd.The thresholds depend on L and F, and can be pre-calculated. The first comparison determines if the bit charge factor is greater than 7, and the result of this comparison controls the first of the four bits representing the bit charge factor; it also controls the threshold for the next comparison. Similarly, this comparison controls the second bit and the threshold for the next comparison. After the four comparisons, the bit charge factor is determined.

- Det tredje steget är att värdeberäkna skalningsfaktorn för den sända energin så att kanalen används mera effektivt. Energin skalas enligt ekvation (3).- The third step is to value the scaling factor for the transmitted energy so that the channel is used more efficiently. The energy is scaled according to equation (3).

- Slutligen kvantiseras skalningsfaktorn till n bit.Finally, the scaling factor is quantized to n bits.

Det bör observeras att för att implementera ett system med konstant energiladdning är bara de två första stegen nödvändiga. 506 637 20 25 30 48 Energiladdningen och skiftningen som utförs för normalisering i symbolmappningen bestämmer de skalnings- och omskalningsfaktorer som sänds till IFFT/FFT-processorn.It should be noted that in order to implement a system of constant energy charging, only the first two steps are necessary. 506 637 20 25 30 48 The energy charge and shift performed for normalization in the symbol mapping determines the scaling and rescaling factors sent to the IFFT / FFT processor.

Avsikten med kanalkodning är att minska bitfelsfrekvens. Den typ av kodning som bör användas beror på felmönsterkarakteristiken. Förväntade felkällor inkluderar slumpmässiga störningar (random noise) (som inducerar slumpmässsiga bitfel), impulsstörningar (som inducerar felskurar) och klippning (som inducerar felskurar).The purpose of channel coding is to reduce bit error rates. The type of coding that should be used depends on the error pattern characteristics. Expected sources of error include random noise (which induces random bit errors), impulse disturbance (which induces erroneous bursts) and clipping (which induces erroneous bursts).

Fel som orsakas av impulsstörningar påverkar huvudsakligen en eller två bit per bärvåg. Sannolikheten för ett enstaka bitfel på en bärvàg är alltid högre än sannolikheten för 2 bitfel, som i sin tur är högre än sannolikheten för 3 bitfel, och så vidare. Detta beror på det sätt pà vilket bitarna i symbolen är kodade (dvs Gray- kodning).Faults caused by impulse disturbances mainly affect one or two bits per carrier. The probability of a single bit error on a carrier is always higher than the probability of 2 bit errors, which in turn is higher than the probability of 3 bit errors, and so on. This depends on the way in which the bits in the symbol are coded (ie Gray coding).

All kodning beror pà en synkronisering för att bestämma startbiten för kodorden och/eller ”interleaving”- blocken. "simple dead reckoning" att vara tillräckligt, eftersom ett I ett system sådant som MUSIC-modemet kommer fel i dataflöde (data flow slip) aldrig kan inträffa utan förlust av ramsynkronisering, eller felinstâllning vid bitladdning. Dessa fel nödvändiggör en partiell, eller komplett, systemstart.All coding depends on a synchronization to determine the start bit for the codewords and / or the "interleaving" blocks. "simple dead reckoning" should be sufficient, because in a system such as the MUSIC modem, data flow slip errors can never occur without loss of frame synchronization, or error setting during bit loading. These errors necessitate a partial, or complete, system startup.

Kanalkodningen kommer också att inkludera ”interleaving” för att öka möjligheten att korrigera skurfel.Channel coding will also include "interleaving" to increase the ability to correct burst errors.

”Interleaving” bör vara så djup som möjligt för att erhålla optimal funktion. Den begränsande faktorn pá djupet är tidsfördröjningen som införs i systemet. 10 20 30 506 637 49 Skillnaden mellan tids- och frekvensinterleaving har liten betydelse eftersom kodnings- och interleavingfunktionen inte är känslig för ramgränser."Interleaving" should be as deep as possible to obtain optimal function. The limiting factor in depth is the time delay introduced into the system. 10 20 30 506 637 49 The difference between time and frequency interleaving is of little importance because the coding and interleaving function is not sensitive to frame boundaries.

Reed-Solomon-koder har nackdelen att de huvudsakligen är skurfelskorrigering över ett litet antal bitar (vanligen åtta), en så kallad symbol. Skurfel från impulsstörningar inför i allmänhet ett ”enbitsfel" (single- bit error) i vissa av symbolerna. För att utnyttja fördelarna med Reed Solomon-koder, måste de mest ”felbenâgna” (error prone) bitarna vara koncentrerade till en, eller nägra fä, av Reed-Solomon-symbolerna.Reed-Solomon codes have the disadvantage that they are mainly burst error correction over a small number of bits (usually eight), a so-called symbol. Impulse bias errors generally introduce a "single-bit error" in some of the symbols, and to take advantage of Reed Solomon codes, the most "error prone" bits must be concentrated in one or a few bits. , of the Reed-Solomon symbols.

Systemmarginalen som sådan (in itself) är en sorts kodning som använder varje bärvàgs marginal som symbolens redundans. Denna redundans per symbol skall omvandlas till en ”delad” större antal symboler för att hantera skurfel. Den högre (shared) redundans som kan användas av ett kodningshastighet som detta inför, kan användas av vissa typer av faltningskoder (convolutional codes).The system margin as such (in itself) is a type of coding that uses the margin of each carrier as the redundancy of the symbol. This redundancy per symbol should be converted to a "split" larger number of symbols to deal with burst errors. The higher (shared) redundancy that can be used by an encoding speed that this introduces, can be used by certain types of convolutional codes.

Användning av en faltningskod kombinerad med ”mjuk” information är därför den optimala lösningen för ett system med MUSIC-kanalkarakteristik_ Faltningskoden skall kombineras med interleaving.The use of a convolutional code combined with "soft" information is therefore the optimal solution for a system with MUSIC channel characteristics. The convulsion code must be combined with interleaving.

Det är möjligt att använda en "top-level" Reed-Solomon-kod, eller någon annan skurfelskorrigerande kod, t.ex. Fire- koder, för att detektera/korrigera de återstående bitfelen.It is possible to use a "top-level" Reed-Solomon code, or some other scam correction code, e.g. Fire codes, to detect / correct the remaining bit errors.

Detta är speciellt användbart eftersom dessa fel uppträder i skurar som ett resultat av avkodningen av faltningskoden.This is especially useful because these errors occur in bursts as a result of the decoding of the convolutional code.

”System Controllern” är baserad pá en ”micro controller", eller signalprocessor, beroende pá kapaci- tetskrav. För MUSIC-systemet kan processorn placeras externt. Ett PCI-bussgränssnitt används för att ansluta System Controllern och de olika ASICs som utgör modemet.The "System Controller" is based on a "micro controller", or signal processor, depending on capacity requirements, for the MUSIC system the processor can be placed externally.A PCI bus interface is used to connect the System Controller and the various ASICs that make up the modem.

Funktionen hos System Controllern visas schematiskt i Figur 506 657 20 lx) Un 50 21, som visar vägarna för växelverkan över en PCI-buss, mellan System Controllern och FFT-chipset, datamappnings- och detekteringschipset, och kodnings- och avkodnings- chipset. Funktioner som utförs av systemcontrollern är: - hantering av ”Control Channel Signalling”; - beräkning av bitladdnings- och energiladdningsfaktorer; - uppdatering av systemparametrar i realtid; och - systemövervakning.The function of the System Controller is shown schematically in Figure 506 657 20 lx) Un 50 21, which shows the paths of interaction over a PCI bus, between the System Controller and the FFT chip, the data mapping and detection chip, and the coding and decoding chip. Functions performed by the system controller are: - control of "Control Channel Signaling"; - calculation of bit charge and energy charge factors; - updating of system parameters in real time; and - system monitoring.

System Controllern, som används för det modem som här beskrivs, är programmerbart och accessbart genom ett JTAG-gränssnitt på moderkortet (on-board).The System Controller, which is used for the modem described here, is programmable and accessible through a JTAG interface on the motherboard (on-board).

Som visas i Figur 22, i ett modemsammanhang med modem som här beskrivs, arbetar de två datavägarna oberoende av varandra på samma fysiska kopparkabel, terminerande i nät(verks)enheten (NU) på nätsidan, och nättermineringen (NT) på användarsidan. Både sändaren Tx och mottagaren Rx styrs av System Controllern.As shown in Figure 22, in a modem context with modem described here, the two data paths operate independently on the same physical copper cable, terminating in the network (NU) unit (NU) on the network side, and the network termination (NT) on the user side. Both the transmitter Tx and the receiver Rx are controlled by the System Controller.

System Controllern beräknar och uppdaterar, efter uppstart, bitladdnings- och energiladdningsfaktorerna.The System Controller calculates and updates, after start-up, the bit charge and energy charge factors.

Denna uppdatering måste göras samtidigt med start från samma ram, pà både sändar- och mottagarsidan.This update must be done at the same time starting from the same frame, on both the transmitter and receiver side.

Beräkningarna görs och uppdateringen initieras på den mottagande sidan. Styrkanalen, kombinerad med BSI- klockan, används för att säkra synkroniseringen av uppdateringen.The calculations are made and the update is initiated on the receiving page. The control channel, combined with the BSI clock, is used to ensure the synchronization of the update.

System Controllern övervakar (supervise) också systemet. Indikationer på systemfel inkluderar att styrkanalen sätter igång att indikera fel, eller mottagning av alltför många fel från den avkodande kanalenheten. 20 25 30 506 657 51 System Controllern kan initiera omstart på olika nivåer; till exempel, gà tillbaka till ”idle mode", eller göra en fullständig uppstart.System Controller also monitors the system. Indications of system errors include the control channel starting to indicate errors, or receiving too many errors from the decoding channel unit. 20 25 30 506 657 51 The System Controller can initiate restart at different levels; for example, go back to "idle mode", or do a full boot.

Styrkanalen är en vald bärvág som endast används för signalering mellan de tvâ modemen. Konstellationen på bärvágen är initialt 4 QAM och datahastigheten är ungefär 16 kbit/s. Bitladdningen kan ändras till någon annan konstellation för att öka datahastigheten.The control channel is a selected carrier that is only used for signaling between the two modems. The constellation on the carrier is initially 4 QAM and the data rate is approximately 16 kbit / s. The bit load can be changed to another constellation to increase the data rate.

Protokollet på styrkanalen är delvis baserat pá HDLC för det fysiska skiktet. Detta betyder att meddelandena är paketerade som ett antal oktetter med användning av "flag sequence" och ”bit-stuffing”. En 16-bitars "frame check sequence" garanterar att varje meddelande mottages korrekt.The protocol on the control channel is partly based on HDLC for the physical layer. This means that the messages are packaged as a number of octets using "flag sequence" and "bit-stuffing". A 16-bit "frame check sequence" guarantees that each message is received correctly.

"Flag-sequence", ”bit-stuffing” och "frame check sequence" hanteras i hårdvaran på mappnings- och detekteringschipset. Innehållet i meddelandena hanteras av System Controllern."Flag-sequence", "bit-stuffing" and "frame check sequence" are handled in the hardware on the mapping and detection chip. The contents of the messages are handled by the System Controller.

Den maximala meddelandelängden är begränsad till 64 oktetter beroende på storleken pá buffrarna pà mappnings- och detekteringschipset.The maximum message length is limited to 64 octets depending on the size of the buffers on the mapping and detection chips.

Protokoll på högre nivå kan delvis baseras CCITT Q.92l-rekommendationer.Higher level protocols can be based in part on CCITT Q.92l recommendations.

I MUSIC-modem SC hanteras åtskilliga olika vektorer; dessa visas schematiskt i Figur 23.In MUSIC modem SC several different vectors are handled; these are shown schematically in Figure 23.

För sändardelen finns bitladdnings- och energiskalningsvektorn. Motsvarande på mottagarsidan finns bitladdnings-, omskalnings- och utjämningsvektorn.For the transmitter part, there is the bit charge and energy scaling vector. Corresponding on the receiver side is the bit charge, rescaling and equalization vector.

Som tidigare beskrivits levererar pilotbärvágen en sändar-/mottagarsynkronisering genom att sända och detektera ett specifikt mönster. Denna klocka används av 506 657 UI IO 20 30 52 systemet för att synkronisera ändringar i sändar- och mottagarvektorerna.As previously described, the pilot carrier delivers a transmitter / receiver synchronization by transmitting and detecting a specific pattern. This clock is used by the 506 657 UI IO 20 30 52 system to synchronize changes in the transmitter and receiver vectors.

Tiden mellan pilotsynkroniseringsmönstren kallas bassynkroniseringsintervall (BSI = Base Synchronization Interval) och bestäms av systemresponstiden, såsom visas i Figur 24.The time between the pilot synchronization patterns is called the Base Synchronization Interval (BSI) and is determined by the system response time, as shown in Figure 24.

Denna BSI är härdvaruberoende. Dess längd kommer inte att ändras, eftersom responstiden alltid förblir densamma.This BSI is hardware dependent. Its length will not change, as the response time always remains the same.

När systemet är igång kommer synkronisering att finnas mellan upplänksändaren och mottagaren, genom "base sync interval uplink” (BSI-D), samma längd men är skiftade ett halvt BSI-intervall.When the system is running, there will be synchronization between the uplink transmitter and the receiver, through "base sync interval uplink" (BSI-D), the same length but are shifted half a BSI interval.

(BSI-U) och ”base sync interval downlink” se Figur 25. Dessa BSI:n är av exakt SC:n vid NU:n, eller NT:n, kommer att ta emot avbrott för både BSI-U och BSI-D.(BSI-U) and “base sync interval downlink” see Figure 25. These BSIs are of the exact SC at the NOW, or NT, will receive interrupts for both BSI-U and BSI-D .

För NU:n kommer det att bli ett sändnings-BSI-D- avbrott och ett mottagnings-BSI-U-avbrott. Genom att skifta BSI-U med BSI/2, kommer SC-laddningen att fördelas bättre över BSI-perioden.For the NOW, there will be a transmission BSI-D interruption and a reception BSI-U interruption. By switching BSI-U with BSI / 2, the SC charge will be better distributed over the BSI period.

Bitladdningsvektorn förser systemet med modulationsmönstret för varje bärvàg. Detta är en vektor som behöver hållas och uppdateras vid exakt samma tid på sändar- och mottagarsidan för att tillhandahålla en felfri anslutning. Genom att använda BSI:n ändras vektorn synkront på mottagar- och sändarsidan.The bit charge vector provides the system with the modulation pattern for each carrier. This is a vector that needs to be maintained and updated at exactly the same time on the transmitter and receiver side to provide a faultless connection. By using the BSI, the vector changes synchronously on the receiver and transmitter side.

Bitladdningsfaktorerna, konstellationer som används pá varje bärvàg, hanteras av två minnen för mottagning och två minnen för sändning på mappnings- och detekteringchipset. Vart och ett av de fyra minnena innehåller ett 4-bitars ord för varje bärvàg (l024x4). 20 506 637 53 System Controllern pekar ut vilket av minnena som skall användas för att sända och vilka som skall användas för att ta emot efter starten fràn nästa BSI-intervall.The bit charge factors, constellations used on each carrier, are handled by two memories for reception and two memories for transmission on the mapping and detection chip. Each of the four memories contains a 4-bit word for each carrier (l024x4). 20 506 637 53 The System Controller identifies which of the memories to use to send and which to use after receiving from the next BSI interval.

Bitladdningsfaktorn kan ha värden mellan 0 och 12, där O anger en oanvänd bärvág; 1-12 anger antalet bitar i konstellationen (t.ex. 2 för 4QAM, 4 för 16QAM, 10 för 1024 QAM) . i Energivektorn håller information om hur bärvágorna skalas/omskalas på energi. Detta är en vektor som behöver uppdateras synkront, annars kommer den att generera en distorderad kanalvärdeberäkning och bitfel.The bit charge factor can have values between 0 and 12, where 0 indicates an unused carrier; 1-12 indicates the number of bits in the constellation (eg 2 for 4QAM, 4 for 16QAM, 10 for 1024 QAM). in the Energy Vector holds information on how the carriers are scaled / rescaled on energy. This is a vector that needs to be updated synchronously, otherwise it will generate a distorted channel value calculation and bit error.

Skalningsvektorn (scaling vector) kommer också att användas för annullerade (cancelled) som ett möns:er (mask) bärvágor.The scaling vector will also be used for canceled as a pattern (wave) carriers.

Skalning av de olika bärvágorna på sändarsidan hanteras av ett minnesomràde på FFT-chipset. Minnet består av ett 16-bitars ord för varje bärvàg (1024 X 16). Dessa värden multipliceras med vektorn för varje bärvág i frekvensdomäzen (I och Q multipliceras med värdet separat).Scaling of the various carriers on the transmitter side is handled by a memory area on the FFT chipset. The memory consists of a 16-bit word for each carrier (1024 X 16). These values are multiplied by the vector for each carrier in the frequency domain (I and Q are multiplied by the value separately).

Minnet dubbleras för att garantera en synkron uppdatering. System Controllern pekar ut vilket av de två minnena som kommer att användas från starten av nästa BSI- intervall.The memory is doubled to ensure a synchronous update. The System Controller points out which of the two memories will be used from the start of the next BSI interval.

Ett mczsvarande minne (dubblerat) implementeras pá mottagarsida: för att omskala (rescale) bärvágorna före symboldetektering. Om dessa minnen innehåller ett komplext värde för varje bärvág (32 bitar/bärvág), kommer endast I- värdet att användas för omskalning.A corresponding memory (doubled) is implemented on the receiver side: to rescale the carrier waves before symbol detection. If these memories contain a complex value for each carrier (32 bits / carrier), only the I value will be used for rescaling.

Skalnings- och omskalningsfaktorerna har värden mellan 0,5 och 2,0. Värdet O används för bärvágsannullering. 506 637 10 20 30 54 Utjämningsvektorn används för att utjämna den mottagna ramen enligt kanalkarakteristiken. Denna vektor uppdateras periodiskt, oberoende av den andra sidan, då kanalvärdeberäkningen beräknas av mottagaren.The scaling and rescaling factors have values between 0.5 and 2.0. The value O is used for carrier cancellation. 506 637 10 20 30 54 The smoothing vector is used to smooth the received frame according to the channel characteristics. This vector is updated periodically, independently of the other side, as the channel value calculation is calculated by the receiver.

Beroende på bärvågens specifika transmissionskarakteristik kommer den att tilldelas något av följande arbetssätt (modes): - vanlig bärvåg - denna bärvåg sänder data enligt det beräknade bitladdningsvârdet och är ”sândarskalad” och ”mottagaromskalad"; - annullerad bärvág - ingen energi sänds på denna frekvens och skalningsvektorn är därför satt till noll; eller - dålig bärvåg; SNR är alltför låg för att sända någon data och bitladdningen är därför satt till noll.Depending on the specific transmission characteristics of the carrier, it will be assigned one of the following modes: - ordinary carrier - this carrier transmits data according to the calculated bit charge value and is "transmitter scaled" and "receiver scaled"; - canceled carrier - no energy is transmitted on this frequency the scaling vector is therefore set to zero; or - bad carrier; SNR is too low to transmit any data and the bit charge is therefore set to zero.

I bärvàgsmode 1 (CMI) arbetar systemet normalt.In carrier mode 1 (CMI), the system operates normally.

Mottagaren utjämnar kontinuerligt kanalen.The receiver continuously equalizes the channel.

Utjämningsändringar görs för varje ny värdeberäkning. Med användning av karakteristiken beräknar SC:n den optimala bitladdningsfaktorn. Detta värde överförs till sändaren med användning av CCH, och en synkron ändring utförs.Equalization changes are made for each new value calculation. Using the characteristic, the SC calculates the optimal bit charge factor. This value is transmitted to the transmitter using CCH, and a synchronous change is made.

I bärvàgsmode 2 (CM2) sättes energiskalnings- /omskalningsvärdet till 0 för att urständsätta (disable) all ut-/in-energi. Värdet för bitladdningsvektorn sätts också till noll för att indikera att bärvágen är satt ur stånd. För denna bärvâg kan ingen kanalvärdeberäkning göras.In carrier mode 2 (CM2), the energy scaling / rescaling value is set to 0 to disable all out / in energy. The value of the bit charge vector is also set to zero to indicate that the carrier is disabled. No channel value calculation can be made for this carrier.

(CM3) nolla för bitladdningsfaktorn. På sändarsidan betyder detta I bärvàgsmode 3 har mottagaren beräknat en att ingen data kan sändas, och därför kan ingen kanalvärdeberäkning göras vid mottagaren. För att undvika detta sänds det motsvarande bärvàgsvärdet från 10 20 25 30 506 637 55 synkroniseringsramen och gör det möjligt att utföra en kanalvårdeberäkning vid mottagaren. Skalnings/ omskalningsvärdet kan användas för att sänka uteffekten.(CM3) zero for the bit charge factor. On the transmitter side, this means that in carrier mode 3, the receiver has calculated that no data can be transmitted, and therefore no channel value calculation can be made at the receiver. To avoid this, the corresponding carrier value is transmitted from the synchronization frame and makes it possible to perform a channel maintenance calculation at the receiver. The scaling / rescaling value can be used to lower the output power.

Bärvágsmoderna presenteras översiktligt i Tabell 4.The carrier modes are presented briefly in Table 4.

Basfunktionaliteten för ”startup”-sekvensen i systemet, dvs "kall" och ”varm” start (boot), kommer nu att behandlas.The basic functionality of the "startup" sequence in the system, ie "cold" and "warm" boot, will now be treated.

Initialt anses strömförsörjningen i systemet vara avstängd vid den ena eller båda ändarna, NU och NT. Detta inträffar om strömförsörjning förloras genom strömavbrott, eller genom att användaren kopplar ur (unplugging) NT- utrustningen. Det viktigaste att ta hänsyn till vid ”start- up" är, vid sidan av anslutningsfunktionen, att minimera interferensniván för andra modem som utnyttjar angränsande (neighbouring) kablar.Initially, the power supply in the system is considered to be switched off at one or both ends, NU and NT. This occurs if the power supply is lost due to a power failure, or by the user disconnecting (unplugging) the NT equipment. The most important thing to consider when starting up is, in addition to the connection function, to minimize the level of interference for other modems that use adjacent cables.

De olika ramtyperna som används av systemet behandlas nedan. 1. Synkroniseringsramen används för kanalvärdeberäkning. Denna ram häller ett bestämt moduleringsmönster för varje bärvág och möjliggör därmed enkelt kanalvärdeberäkning. Genom att låta moduleringsmönstret beskrivas genom en ”random sequence” hàlles korskorreleringen inom ramen låg, så att ramkorreleringen, som används för synkronisering, förbättras. 2. Dataram 1, (DFl), förmedlar ”random data” pà alla bärvágor, utom på fyra fördefinierade bärvågor som sänder styrkanalen (CCH) parallellt. Det används vid "start-up” när CCH-bärvàgen är obestämd och möjliggör för mottagaren att välja den minst störda bärvàgen, och garanterar därigenom CCH-anslutningen. 506 657 15 20 30 56 3. Dataram 2 (DF2) förmedlar ”random data” på alla bârvågor utom en, som bär styrkanalen (CCH). Den används när CCH-bärvàgen har bestämts, och bitladdningsfaktorerna ännu inte är satta.The different frame types used by the system are discussed below. 1. The synchronization frame is used for channel value calculation. This frame pours a specific modulation pattern for each carrier and thus enables easy channel value calculation. By having the modulation pattern described by a random sequence, the cross-correlation within the frame is kept low, so that the frame correlation used for synchronization is improved. Data frame 1, (DF1), transmits 'random data' on all carriers, except for four predefined carriers which transmit the control channel (CCH) in parallel. It is used in "start-up" when the CCH carrier is indeterminate and enables the receiver to select the least disturbed carrier, thereby guaranteeing the CCH connection 506 657 15 20 30 56 3. Data frame 2 (DF2) transmits "random data" on all carriers except one, which carries the control channel (CCH), it is used when the CCH carrier has been determined, and the bit charge factors are not yet set.

(DFB) bitladdningsfunktionen för att maximera bandbredden. 4. Dataram 3 förmedlar data och använder En bärvåg är alltid dedicerad för styrkanalen (CCH).(DFB) bit load function to maximize bandwidth. Data frame 3 conveys data and uses A carrier is always dedicated to the control channel (CCH).

Systemet använder en speciell ramsekvens, som visas i Figur 26, vid start-up och i vilolâge (idle mode), kallad start-up-sekvens (SUS= Start-Up Sequence).The system uses a special frame sequence, shown in Figure 26, at start-up and in idle mode, called the Start-Up Sequence (SUS).

SUS kan sammansättas genom att använda de olika dataramarna, DF1 och DF2, som följaktligen kallas SUS1 och SUS2. I SUS-ramsekvensen används synkroniseringsramarna för kanalvärdeberäkning.SUS can be composed by using the different data frames, DF1 and DF2, which are consequently called SUS1 and SUS2. The SUS frame sequence uses the synchronization frames for channel value calculation.

Efter uppstart ersättes synkroniseringsramarna med dataramar, som visas i Figur 27, och kanalvärdeberäkningsprocessen skiftar frán användning av synkroniseringsramar till användning av dataramen. Typen av dataram för denna sekvens är DF3.After start-up, the synchronization frames are replaced with data frames, as shown in Figure 27, and the channel value calculation process shifts from using synchronization frames to using the data frame. The type of data frame for this sequence is DF3.

Vid systemstart sänder ingendera sidan av modemet, NU och NT, någon energi över kopparparet.At system startup, neither side of the modem, NOW and NT, sends any energy across the copper pair.

Defaultinstâllningen för vardera sidan är i detta skede att driva mottagaren, lâmnande sändaren "död".The default setting for each side is at this stage to drive the receiver, leaving the transmitter "dead".

Mottagaren försöker, på vardera sidan, att utföra en ramkorrelering för att detektera en ramstart. Denna korrelering körs genom en tröskelfunktion som ger mottagaren en distinkt indikation på när den andra sidan startar sändning. Det är denna indikation som tjänstgör som en ”wake-up”-signal.The receiver tries, on each side, to perform a frame correlation to detect a frame start. This correlation is run through a threshold function that gives the receiver a distinct indication of when the other side starts transmitting. It is this indication that serves as a "wake-up" signal.

”Wake-up”-signalen används endast av NT-sidan. Om beslutet om uppstart tas pá NU-sidan, går systemet direkt 10 20 30 506 637 57 till den uppsättningssekvens (set-up-sequence) som beskrivs nedan.The “wake-up” signal is used only by the NT side. If the start-up decision is made on the NU page, the system goes directly to the set-up sequence described below.

Denna del av startproceduren utsätts för ”time out” om en övergång till uppsättningssekvensen inte detekteras.This part of the start-up procedure is subjected to "time out" if a transition to the set-up sequence is not detected.

Den grundläggande ”wake-up”-signaleringen för modemet visas i Figur 28. Initialt söker båda modemen efter ramkorrelering. Ett av modemen, till höger i Figur 28, sänder en ”wake-up”-signal i form av en SUSl. Det andra modemet detekterar ramkorrelering och startar den uppsättningssekvens som beskrivs nedan.The basic wake-up signaling for the modem is shown in Figure 28. Initially, both modems search for frame correlation. One of the modems, on the right in Figure 28, sends a “wake-up” signal in the form of a SUS1. The second modem detects frame correlation and starts the set sequence described below.

När ”wake-up”-tillståndet passerats, initierar nätsidan (NU) uppsättningssekvensen.When the wake-up state has passed, the web page (NOW) initiates the set-up sequence.

Uppsättningssekvensen (set-up sequence) kommer nu att behandlas. Denna uppsättningssekvens startar efter det att nätsidan har detekterat en ”wake-up”-signal, eller nätet initierar uppsättningen.The set-up sequence will now be processed. This set-up sequence starts after the web page has detected a wake-up signal, or the network initiates the set-up.

Det första steget i uppsättningssekvensen visas i Figur 29. I denna fas startar NU för att sända SUS1- mönstret. NU:n sänder upprepade gånger en ”timing advance” (TA)-inställning, med TA = O, pá CCH:n. Masterklockan i systemet är nu NU-sändarramen och sampelklockan i NU.The first step in the set-up sequence is shown in Figure 29. In this phase, NOW starts to send the SUS1 pattern. NOW repeatedly sends a timing advance (TA) setting, with TA = 0, on the CCH. The master clock in the system is now the NOW transmitter frame and the sample clock in NOW.

Piloten sänds kontinuerligt.The pilot is sent continuously.

NT-mottagarsidan, som letar efter ramkorrelering, detekterar ramar och kan átertaga (retrieve) ramen och sampelklockan. Den startar nu kanalvärdeberäkningen som vid den aktuella hastigheten på synkroniseringsramar gör en noggrann värdeberäkning inom 300 ms. Med användning av denna värdeberäkning startar mottagaren pollningen av de fördefinierade CCH-bärvägorna och, vid ”message receive", väljer denna bärvág för CCH:n. NT-sändaren startar nu med TA = 0 för lokal synkronisering och sänder kvitto (ack.) pá CCH-bärvàgen för varje mottaget TA-valmeddelande, 506 637 10 15 20 58 repeterande det mottagna TA-värdet. Det skiftar också den utgående piloten med BSI/2 frän den inkommande piloten, så att SC-laddningen distribueras över tiden. När NU:n detekterar ramkorreleringen, görs övergången till steg 2 av uppsättningssekvensen.The NT receiver side, which looks for frame correlation, detects frames and can retrieve the frame and sample clock. It now starts the channel value calculation which at the current speed of synchronization frames makes an accurate value calculation within 300 ms. Using this value calculation, the receiver starts polling the predefined CCH carriers and, at message receive, selects this carrier for the CCH. The NT transmitter now starts with TA = 0 for local synchronization and sends receipt (acc.) On The CCH carrier for each received TA selection message, 506 637 10 15 20 58 repeating the received TA value, it also shifts the outgoing pilot with BSI / 2 from the incoming pilot, so that the SC charge is distributed over time. n detects the frame correlation, the transition to step 2 of the set-up sequence is made.

Sålunda börjar steg 1 av uppsättningssekvensen med att sändaren, i nätenhetsmodemet, sänder en SUS1 och ett TA-meddelande med TA = 0 i periodiska intervall. Vid mottagning av detta kommer mottagaren i terminalmodemet att: - utföra ramkorrelering och återhämta ramklockan; - påbörja FFT-behandling; - möjliggöra pilotavkodning; - återhämta BSI:n; - möjliggöra kanalvärdeberäkning; - välja en CCH; och - avkoda TA-valmeddelandet.Thus, step 1 of the set-up sequence begins with the transmitter, in the network modem, transmitting an SUS1 and a TA message with TA = 0 at periodic intervals. Upon receipt of this, the receiver in the terminal modem will: - perform frame correlation and retrieve the frame clock; - start FFT treatment; enable pilot decoding; - recover the BSI; enable channel value calculation; - select a CCH; and - decoding the TA selection message.

Sändaren i terminalenheten sänder sedan ett kvitto (ack.), SUS1, ett TA =0 -meddelande och en pilot skiftad med BSI/2. Mottagaren i nätenheten väntar på ramkorrelering.The transmitter in the terminal unit then sends a receipt (acc.), SUS1, a TA = 0 message and a pilot shifted by BSI / 2. The receiver in the network unit is waiting for frame correlation.

Steg 2 i uppsättningssekvensen, se Figur 30, börjar med att NU-sidan nu beräknar ett "timing advance"-värde (TA). CCH-meddelandet ändras till det nya, korrigerade TA- värdet.Step 2 of the set-up sequence, see Figure 30, begins with the NU page now calculating a "timing advance" value (TA). The CCH message changes to the new, corrected TA value.

När NT-sidan tar emot det nya TA-värdet ändrar det den lokala synkroniseringen och fortsätter att sända kvitteringsmeddelandet, med ett nytt TA-värde, för varje TA-valmeddelande. 20 506 637 59 I NU-mottagaren förloras ramklockan, beroende på att NT-sändaren ändrar (changing) ramklocka, och enheten behöver återkorrelera. Efter det att ramklockan har återhämtats, avkodas CCH:n och, vid kvitterings- detektering, som innehåller det nya TA-värdet, terminerar systemet TA-meddelandet och går till det tredje steget av uppsättningssekvensen.When the NT page receives the new TA value, it changes the local synchronization and continues to send the acknowledgment message, with a new TA value, for each TA selection message. 20 506 637 59 In the NU receiver, the frame clock is lost, due to the NT transmitter changing the frame clock, and the unit needs to correlate. After the frame clock has been recovered, the CCH is decoded and, upon acknowledgment detection, which contains the new TA value, the system terminates the TA message and goes to the third step of the set sequence.

Sålunda startar steg 2 av uppsättningssekvensen med att sändaren i nâtenheten, NU, sänder ett TA-meddelande som innehåller det korrekta TA:t, säg X, tillsammans med en SUS1, sänds från sändarterminalen. som respons till SUS1 och TA = O-meddelandet som Terminalenheten, NT: - tar emot det nya TA-meddelandet; - korrigerar den utgående ramklockan; och - sänder ett kvitto SUSl och TA = X.Thus, step 2 of the set-up sequence starts with the transmitter in the network unit, NOW, transmitting a TA message containing the correct TA, say X, together with a SUS1, transmitted from the transmitting terminal. in response to SUS1 and the TA = O message as the Terminal Unit, NT: - receives the new TA message; - corrects the outgoing frame clock; and - sends a receipt SUS1 and TA = X.

Nätenheten, NU: - utför ramkorrelering; - återhämtar ramklockan; - startar FFT-databehandling; - möjliggör pilotavkodning; - återhämtar BSI:n; - möjliggör kanalvärdeberäkning; - väljer en CCH; och - avkodar meddelandet. 506 637 20 60 Den sista uppsättningssekvensen, steg 3, se Figur 31, hanterar CCH-valet för upplänk och nedlänk. För upplänken har NU-mottagaren valt den mest lämpliga bärvågen och sänder ett CCH-meddelande som innehåller detta val till NT-sidan. Meddelandet sänds upprepade gånger tills det tar emot ett kvitto (ack.).The network unit, NOW: - performs frame correlation; - retrieves the frame clock; - starts FFT data processing; - enables pilot decoding; - recovers the BSI; - enables channel value calculation; - selects a CCH; and - decodes the message. 506 637 20 60 The last set-up sequence, step 3, see Figure 31, handles the CCH selection for uplink and downlink. For the uplink, the NU receiver has selected the most suitable carrier and sends a CCH message containing this selection to the NT page. The message is sent repeatedly until it receives a receipt (acc.).

På NT-sidan avkodar mottagaren CCH-meddelandet och terminerar SUS1 och sänder en SUS2, dvs terminerar parallellt CCH-sändning genom att endast sända CCH:n på den valda bârvàgen.On the NT side, the receiver decodes the CCH message and terminates SUS1 and transmits a SUS2, ie terminates parallel CCH transmission by transmitting only the CCH on the selected carrier.

CCH-bärvâgen i upplänk har nu konfigurerats. För nedlänken utförs samma steg parallellt, initierad genom NT- sidan efter mottagning av det första CCH-valmeddelandet från NU.The uplink CCH carrier has now been configured. For the downlink, the same step is performed in parallel, initiated through the NT page after receiving the first CCH selection message from NOW.

Sålunda kommer i steg 3 nåtenheten att: - sända den valda CCH:n för upplänken; - vänta på en kvittering; och - avsluta CCH-meddelandet.Thus, in step 3, the network unit will: - send the selected CCH for the uplink; - wait for a receipt; and - exit the CCH message.

Terminalenheten: tar emot CCH-valet för upplänken; terminerar SUSl; - startar SUS2; och kvitterar varje CCH-val.The terminal unit: receives the CCH selection for the uplink; terminates SUS1; - starts SUS2; and acknowledges each CCH selection.

Nätenheten: - tar emot CCH-valet för nedlänken; - terminerar SUSl; 20 30 506 637 61 - startar SUS2; och - kvitterar varje CCH-val.The network unit: - receives the CCH selection for the downlink; - terminates SUS1; 20 30 506 637 61 - starts SUS2; and - acknowledges each CCH selection.

Terminalenheten: - sänder den valda CCH:n för nedlänken; - väntar på en kvittering; - avslutar CCH-meddelandet.The terminal unit: - sends the selected CCH for the downlink; - waiting for a receipt; - ends the CCH message.

När dessa steg har tagits har modemet nått viloläge (idle mode), sändande SUS2. Med användning av CCH kan bitladdningsfaktorerna nu ändras enligt kanalkarakteristik och DAS-sändning påbörjas.When these steps have been taken, the modem has reached idle mode, sending SUS2. Using CCH, the bit charge factors can now be changed according to channel characteristics and DAS transmission can be started.

VDSL-modemet kan ha gränssnitt mot olika nätelement, beroende på den fysiska placeringen av modemet, dvs i utrymme för accessnoder eller i lokaler hos kund (customer premises). I kundlokal kan VDSL-modemet ha gränssnitt mot en aktiv nä::ermineringsutrustning. Vid accessnoden kommer VDSL-modemet att ha gränssnitt mot ett access-specifikt gränssnitt, se Figur 32, som visar en logisk vy över de nätelement som har gränssnitt mot VDSL-modemet.The VDSL modem can have interfaces to different network elements, depending on the physical location of the modem, ie in space for access nodes or in customer premises. In the customer premises, the VDSL modem can have an interface to an active networking equipment. At the access node, the VDSL modem will interface with an access-specific interface, see Figure 32, which shows a logical view of the network elements that interface with the VDSL modem.

VDSL-modemet kan integreras fysiskt med nättermineringsutrustningen, och VDSL-modemet vid accessnoden kan fysiskt vara placerat i det skåp i vilket accessnoden är placerad.The VDSL modem can be physically integrated with the network termination equipment, and the VDSL modem at the access node can be physically located in the cabinet in which the access node is located.

NT (gränssnitt Al) och accessnoden (gränssnitt A2) kräver ett skikt 1-ramformat av VDSL-modemet. Integrerat i skikt 1-rame: finns, bortsett från ramhuvudet och nyttolasten, ett antal informationsfält för hanterings- och styrinformation. Dessa hanterings- och styrfält inkluderar ex. AIS- (giltig endast om Stå tas hela vägen till kundutrymmena) mätningar olika larminiikatorer, såsom SDH-larm, t. av bitfelsfrekvens för prestandaövervakning, indikeringar 506 657. 62 pá om synkronisering år dålig, eller förlorad, utrustningshanteringslarm för förlust av strömförsörjning och för hög temperatur etc. Hanteringsfälten inkluderar också aktivering av olika slingtester på modemet, för drift 5 och underhállsåndamål. 506 637 63 TABELL l Systemparametrar för det samlade systemet Ortogonalitet mellan modem Nej Duplexmetod Separata band Frekvensmellanrum mellan upp- Beroende pà duplexfilter- /ned-dataflöde karakteristiken Netzobithastighet, - uçpströms 2 Mbit/s - nedströms 13 eller 26 Mbit/s Bruïtobithaszighet, - uppströms Kodningsberoende - nedströms Kodningsberoende Kabellängd < 1300 meter Kabelbandbredd 10 MHz Modulering, enstaka bârvàg - uppströms O-4096 QAM - nedströms 0-4096 QAM Antal bärvågcr, totalt 1024 Bandbredd för varje bärvâg 9, 77 kHz Cykliskt prefix 128 sample (bärvàg) Modulering DMT Accessteknik VDSL Signaleffekt -60 dBm/Hz 506 637 64 Bitfelsfrekvens 10” Inflätningsfördröjning 0,5 ms (Interleaving delay) Systemmarginal 6 dB CCH - bandbredd 1 bärvâg, minimum 16 kbit/s - protokoll HDLC Sample clk 20 MHz il0ppm Ram clk 20 MHZ/(2048+1l2) = 9,19 kHz 506 637 65 TABELL 2 Systemparametrar för Sändaren Inflätning (Interleaving) - djup 2 x ramar - fördröjning 0,5 ms DAC-upplösning 84 dB Klippnings-algoritm Nej (Clipping algorithm) IFFT - typ Reell - punkter 2048 - upplösning 16 bit LP-filter LP 10 MHz Bitladdning Ja, O, 2, 4, 6, 8, 10, 12 bit Energiladdning Ja, 4 bit BSI-avstånd 1 s 506 637 66 TABELL 3 Systemparametrar för Mottagaren ADC-upplösning 66 dB FFT - typ Reell - punkter 2048 - upplösning 16 bit LP-filter LP 10 MHz Synkronisering - jitter < 0,5 ns VCXO i25 ppm, lüppm/V känslighet - DAC 18 bit, omrâde O-5 V - upplösning 1/100 av en sample 506 637 67 TABELL 4 Bârvågsmodes Mode Sänd Bitladdning Utjåmna Skalning CMl Data 2 - 12 Ja Ja cM2 Nej o Nej o CM3 Synk-info 0 Ja, synk Ja, lågNT (interface A1) and the access node (interface A2) require a layer 1 frame format of the VDSL modem. Integrated in layer 1-frame: there are, apart from the frame head and the payload, a number of information fields for handling and control information. These handling and control fields include ex. AIS (valid only if Stå is taken all the way to the customer premises) measures various alarm indicators, such as SDH alarms, t. Of bit error rate for performance monitoring, indications 506 657. 62 pa if synchronization is poor, or lost, equipment management alarm for power loss and for high temperature etc. The handling fields also include activation of various loop tests on the modem, for operation 5 and maintenance purposes. 506 637 63 TABLE l System parameters for the overall system Orthogonality between modems No Duplex method Separate bands Frequency intervals between up- Depending on duplex filter / down data flow characteristics Network bit rate, - upstream 2 Mbit / s - downstream 13 or 26 Mbit / s Coding dependency - downstream Coding dependence Cable length <1300 meters Cable bandwidth 10 MHz Modulation, single carrier - upstream O-4096 QAM - downstream 0-4096 QAM Number of carriers, total 1024 Bandwidth for each carrier 9, 77 kHz Cyclic carrier prefix 128 VDSL Signal power -60 dBm / Hz 506 637 64 Bit error rate 10 ”Interleaving delay 0.5 ms (Interleaving delay) System margin 6 dB CCH - bandwidth 1 carrier, minimum 16 kbit / s - protocol HDLC Sample clk 20 MHz il0ppm Frame clk 20 MHZ / ( 2048 + 1l2) = 9.19 kHz 506 637 65 TABLE 2 System parameters for the Transmitter Interleaving - depth 2 x frames - delay 0.5 ms DAC resolution 84 dB Cutting gs-algorithm No (Clipping algorithm) IFFT - type Real - points 2048 - resolution 16 bit LP filter LP 10 MHz Bit charge Yes, 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12 bit Energy charge Yes, 4 bit BSI distance 1 s 506 637 66 TABLE 3 System parameters for the Receiver ADC resolution 66 dB FFT - type Real - points 2048 - resolution 16 bit LP filter LP 10 MHz Synchronization - jitter <0.5 ns VCXO i25 ppm, magnifying glass / V sensitivity - DAC 18 bit, range O-5 V - resolution 1/100 of a sample 506 637 67 TABLE 4 Wave Mode Mode Transmitted Bit Charge Equalize Scaling CM1 Data 2 - 12 Yes Yes cM2 No o No o CM3 Sync Info 0 Yes, sync Yes, low

Claims (22)

506 657 25 30 68 PATENTKRAV506 657 25 30 68 PATENT REQUIREMENTS 1. En mottagare för användning i ett multibärvágstransmissionssystem som använder ortogonala bärvågor med QAM-konstellationer av hög ordning, i vilket en mottagarsamplingsklocka faslàses till en pilotbârvág, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda mottagare inkluderar: - valanordning anordnad att välja en ram från en ström av mottagna tidsdomändata; - en en-frekvens DFT-anordning för utförande av en en-frekvens DFT på nämnda valda ram, för att producera ett komplext tal som representerar nämnda pilotbärvàg, vars argument är pilotbärvägens fas, och - en processoranordning för att härleda nämnda argument frán nämnda komplexa tal.A receiver for use in a multi-carrier transmission system using orthogonal carriers with high order QAM constellations, in which a receiver sampling clock is phased to a pilot carrier, characterized in that said receiver includes: - selection device arranged to select a frame from a stream received time domain data; a one-frequency DFT device for performing a one-frequency DFT on said selected frame, to produce a complex number representing said pilot carrier, the argument of which is the phase of the pilot carrier, and - a processor device for deriving said argument from said complex speech. 2. En mottagare, enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda multibärvâgstransmissionssystem är ett DMT-system.A receiver, according to claim 1, characterized in that said multi-carrier transmission system is a DMT system. 3. En mottagare, enligt antingen patentkrav 1, eller 2, k å n n e t e c k n a d av att nämnda processoranordning är anordnad att härleda nämnda argument från nämnda komplexa tal genom en omvänd (inverse) tangentoperation.A receiver, according to either claim 1, or 2, characterized in that said processor device is arranged to derive said argument from said complex number by a reverse (inverse) key operation. 4. En mottagare, enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda mottagare inkluderar korrelationsanordning anordnad att hämta en ramstartsignal från nämnda ström av tidsdomändata.A receiver, according to any one of the preceding claims, characterized in that said receiver includes a correlation device arranged to retrieve a frame start signal from said stream of time domain data. 5. En mottagare, enligt patentkrav 4, I0 25 30 506 637 69 k ä n n e t e c k n a d av att nämnda valanordning är anordnad att använda nämnda ramstartsignal för att välja en ram från strömmen av mottagna tidsdomändata.A receiver, according to claim 4, characterized in that said selection device is arranged to use said frame start signal to select a frame from the stream of received time domain data. 6. En mottagare, enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda en-frekvens DFT- anordning är en FFT-processor.A receiver, according to any one of the preceding claims, characterized in that said single-frequency DFT device is an FFT processor. 7. En mottagare, enligt något av patentkraven 1 till 5, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda en-frekvens DFT- anordning omfattar en komplex multiplikator som har: - som en första input en ström av ”digitized input samples”; - som en andra input en output från en komplex exponentiell tabellanordning; och - en output ansluten till en komplex ackumulator; där en output från nämnda komplexa ackumulator är nämnda pilotbärvâgskomponenter.A receiver, according to any one of claims 1 to 5, characterized in that said single-frequency DFT device comprises a complex multiplier having: - as a first input a stream of digitized input samples; as a second input an output from a complex exponential table device; and - an output connected to a complex accumulator; where an output from said complex accumulator is said pilot carrier components. 8. En mottagare, enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda komplexa exponentialtabellanordning och nämnda komplexa ackumulator styrs av signaler som härleds från anordning för ramsynkroniseringslogik.A receiver, according to claim 7, characterized in that said complex exponential table device and said complex accumulator are controlled by signals derived from device for frame synchronization logic. 9. En mottagare, enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda multibärvàgstransmissionssystem är ett multitonbaserat VDSL-system. 506 637 20 25 30 35 70A receiver, according to any one of the preceding claims, characterized in that said multi-carrier transmission system is a multitone-based VDSL system. 506 637 20 25 30 35 70 10. mottagare, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda mottagare En transceiver, inkluderande en sändare och en är en mottagare enligt något av föregående patentkrav.10. receiver, characterized in that said receiver A transceiver, including a transmitter and one is a receiver according to any one of the preceding claims. 11. Ett multibärvágstransmissionssystem som använder ortogonala bärvàgor med QAM-konstellationer av hög ordning i vilket en mottagarsamplingsklocka är fasläst till en pilotbärvàg, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda multibärvàgstransmissionssystem inkluderar två transceivrar enligt patentkrav 10.A multi-carrier transmission system using orthogonal carriers with high order QAM constellations in which a receiver sampling clock is phase read to a pilot carrier, characterized in that said multi-carrier transmission system includes two transceivers according to claim 10. 12. I ett multibärvágstransmissionssystem, som har en sändare och en mottagare och i vilket nämnda sändare sänder en pilotbärvàg till nämnda mottagare, en metod att värdeberäkna nämnda pilotbärvágs fas, k ä n n e t e c k n a d av att en signalprocessoperation utförs pá delar av en dataström, i vilken bärvågor är ortogonala för att mimimera effekterna som orsakas av angränsande bärvàgor.In a multi-carrier transmission system having a transmitter and a receiver and in which said transmitter transmits a pilot carrier to said receiver, a method of calculating the value of said pilot carrier phase, characterized in that a signal processing operation is performed on parts of a data stream in which carrier are orthogonal to minimize the effects caused by adjacent carriers. 13. En transceiver, ett multibärvágstransmissionssystem, eller en metod enligt något av patentkraven 10 till 12, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda multibärvågstransmissionssystem är ett DMT-system.A transceiver, a multicarrier transmission system, or a method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that said multicarrier transmission system is a DMT system. 14. En transceiver, ett multibärvágstransmissionssystem, eller en metod enligt patentkraven 13, k à n n e t e c k n a d av att nämnda multibärvágstransmissionssystem är ett DMT-baserat VDSL- system.A transceiver, a multicarrier transmission system, or a method according to claims 13, characterized in that said multicarrier transmission system is a DMT-based VDSL system. 15. I ett multibärvågstransmissionssystem som använder ortogonala bärvägor med QAM-konstellationer av hög ordning, och i vilket en pilotbärvàg sänds av en första sändare till en första mottagare, en metod att faslàsa nämnda första mottagares samplingsklocka till nämnda pilotbärvàg, 10 20 25 30 506 637 71 k ä n n e t e c k n a d av: - att en ram väljes från en ström av mottagna tidsdomändata; - att en en-frekvens DFT utförs på nämnda valda ram för att producera ett komplext tal som representerar nämnda pilotbârvàg, vars argument är pilotbärvàgens fas; och - att nämnda argument härleds från nämnda komplexa tal.In a multi-carrier transmission system using orthogonal carriers with high order QAM constellations, and in which a pilot carrier is transmitted by a first transmitter to a first receiver, a method of phasing the sampling clock of said first receiver to said pilot carrier, 10 20 25 30 506 637 71 characterized by: - that a frame is selected from a stream of received time domain data; - that a one-frequency DFT is performed on said selected frame to produce a complex number representing said pilot carrier, the argument of which is the phase of the pilot carrier; and - that said argument is derived from said complex number. 16. En metod, enligt patentkrav 15, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda multibärvàgstransmissionssystem är ett DMT-system.A method, according to claim 15, characterized in that said multi-carrier transmission system is a DMT system. 17. En metod, enligt antingen patentkrav 15, eller 16, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda argument hämtas frän nämnda komplexa tal genom en omvänd tangentoperation.A method, according to either claim 15, or 16, characterized in that said argument is taken from said complex number by a reverse key operation. 18. En metod, enligt något av patentkraven 15 till 17, k ä n n e t e c k n a d av att en ramstartsignal härleds fràn nämnda ström av tidsdomändata genom en korrelationsprocess.A method, according to any one of claims 15 to 17, characterized in that a frame start signal is derived from said stream of time domain data by a correlation process. 19. En metod, enligt patentkrav 18, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda ramstartsignal används för att välja en ram fràn strömmen av mottagna tidsdomändata.A method, according to claim 18, characterized in that said frame start signal is used to select a frame from the stream of received time domain data. 20. k ä n n e t e c k n a d av att nämnda en-frekvens DFT En metod, enligt något av patentkraven 15 till 19, utförs med hjälp av en FFT-processor.20. characterized in that said one-frequency DFT A method, according to any one of claims 15 to 19, is performed by means of an FFT processor. 21. En metod, enligt något av patentkraven 15 till 19, 506 637 72 k ä n n e t e c k n a d av att nämnda en-frekvens DFT inkluderar stegen att: - multiplicera en ström av ”digitized input 5 samples” med värden härledda från en tabell med komplexa exponentialvärden; och - behandla resultaten av nämnda multiplikation i en komplex ackumulator; W för att ge nämnda pilotbärvågskomponenter.A method, according to any one of claims 15 to 19, characterized in that said single-frequency DFT includes the steps of: - multiplying a stream of digitized input samples with values derived from a table of complex exponential values ; and - processing the results of said multiplication in a complex accumulator; W to provide said pilot carrier components. 22. En metod, enligt något av patentkraven 15 till 21, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda 15 multibärvàgstransmissionssystem är ett multitonsbaserat VDSL-system.A method according to any one of claims 15 to 21, characterized in that said multi-carrier transmission system is a multitone-based VDSL system.
SE9603190A 1996-05-24 1996-09-02 Receiver for use with multicarrier transmission system using orthogonal carriers SE506637C2 (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9603190A SE506637C2 (en) 1996-05-24 1996-09-02 Receiver for use with multicarrier transmission system using orthogonal carriers
PCT/SE1997/001453 WO1998010548A2 (en) 1996-09-02 1997-09-01 Improvements in, or relating to, multi-carrier transmission systems
US09/147,758 US6493395B1 (en) 1996-09-02 1997-09-01 Multi-carrier transmission systems
AT97937935T ATE233451T1 (en) 1996-09-02 1997-09-01 IMPROVEMENTS IN, OR RELATING TO, MULTI CARRIER TRANSMISSION SYSTEMS
JP51255598A JP4130994B2 (en) 1996-09-02 1997-09-01 Improvements in or related to multi-carrier transmission systems
EP97937935A EP0920756B1 (en) 1996-09-02 1997-09-01 Improvements in, or relating to, multi-carrier transmission systems
DE69719333T DE69719333T2 (en) 1996-09-02 1997-09-01 IMPROVEMENTS IN OR WITH REGARD TO MULTI-VEHICLE TRANSMISSION SYSTEMS
NO990770A NO990770L (en) 1996-09-02 1999-02-19 Multi-carrier transmission system, receiver, transceiver and method for the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9601986A SE9601986D0 (en) 1996-05-24 1996-05-24 Estimating the phase of a pilot carrier in a DMT time-domain signal
SE9603190A SE506637C2 (en) 1996-05-24 1996-09-02 Receiver for use with multicarrier transmission system using orthogonal carriers

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9603190D0 SE9603190D0 (en) 1996-09-02
SE9603190L SE9603190L (en) 1997-11-25
SE506637C2 true SE506637C2 (en) 1998-01-26

Family

ID=26662629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9603190A SE506637C2 (en) 1996-05-24 1996-09-02 Receiver for use with multicarrier transmission system using orthogonal carriers

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE506637C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SE9603190L (en) 1997-11-25
SE9603190D0 (en) 1996-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6538986B2 (en) Data transmission system and method using nQAM constellation with a control channel superimposed on a user data channel
US6181714B1 (en) Multi-carrier transmission systems
EP0920756B1 (en) Improvements in, or relating to, multi-carrier transmission systems
US6466629B1 (en) Multi-carrier transmission systems
US6456649B1 (en) Multi-carrier transmission systems
US6865232B1 (en) Multi-carrier transmission systems
EP0922342B1 (en) Improvements in, or relating to, multi-carrier transmission systems
EP0922346B1 (en) Improvements in, or relating to, multi-carrier transmission systems
US6438174B1 (en) Multi-carrier transmission systems
EP0922344B1 (en) Improvements in, or relating to, multi-carrier transmission systems
US6359926B1 (en) Multi-carrier transmission systems
SE506637C2 (en) Receiver for use with multicarrier transmission system using orthogonal carriers
SE506644C2 (en) Channel value calculating and equalisation system for use in multiple carrier wave system
SE506635C2 (en) Receiver for multiple carrier wave transmission system
SE506640C2 (en) Multiple carrier transmission system with channel data sent between two transceivers
SE506636C2 (en) Receiver for use with multicarrier transmission system using orthogonal carriers
SE506641C2 (en) Multicarrier transmission system with channel data sent between two transceivers
SE506638C2 (en) Receiver used with multicarrier transmission system using orthogonal carriers
SE506643C2 (en) Multi-carrier wave transmission system e.g. for VDSL system
SE506642C2 (en) Binary data transmission method especially for VDSL transmission system
SE506634C2 (en) Multiple carrier wave transmission system
SE506639C2 (en) Multicarrier transmission system receiver

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 9603190-1

Format of ref document f/p: F