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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Datenübertragungssysteme und insbesondere
auf die Initialisierung des Sender/Empfängers in Datenübertragungssystemen.
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2. Beschreibung des technischen
Gebiets
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Datenübertragungssysteme,
die die Mehrfachträgermodulation
verwenden, haben, zurückzuführen auf
die hohen Datenübertragungsraten,
die sie bieten, viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Es gibt viele
verschiedene Mehrfachträger-Modulationstechniken,
die in derartigen Systemen verwendet werden können. Eine populäre Mehrfachträger-Modulationstechnik
ist als die Modulation mit diskreten Mehrfachtönen (DMT-Modulation) bekannt.
Andere Mehrfachträger-Modulationstechniken
enthalten die Modulation mit diskreten Wavelet-Mehrfachtönen (DWMT-Modulation)
und die Modulation mit orthogonalen frequenzgeteilten Mehrfachträgern (OFDM-Modulation).
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Ein
Standard für
Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungen über Telephonleitungen
mit verdrillten Aderpaaren, der entwickelt worden ist, ist als unsymmetrische
digitale Anschlussleitungen (ADSL) bekannt. Der Standard für ADSL ist
im Allgemeinen als T1E1 ADSL-Standard des American National Standard
Institute (ANSI) bekannt. Ein weiterer Standard für die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungen über Telephonleitungen
mit verdrillten Aderpaaren, der gegenwärtig vorgeschlagen wird, ist
als digitale Anschlussleitungen mit sehr hoher Geschwindigkeit (VDSL)
bekannt. Die 1A und 1B sind grundlegende
beispielhafte graphische Darstellungen eines Senders und eines Empfängers eines Mehrfachträgermodulations-Übertragungssystems, das
für die
Verwendung mit ADSL und VDSL geeignet ist.
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1A ist
ein Blockschaltplan eines herkömmlichen
Senders 100 für
ein Mehrfachträgermodulations-Übertragungssystem.
Der Sender 100 empfängt
die zu sendenden Datensignale an einem Puffer 102. Die
Datensignale werden dann vom Puffer 102 zu einer Vorwärtsfehlerkorrektur-Einheit (FEC-Einheit) 104 geliefert.
Die FEC-Einheit 104 kompensiert die Fehler, die auf das
Nebensprechrauschen, das Impulsrauschen, die Kanalverzerrung usw.
zurückzuführen sind.
Die von der FEC-Einheit 104 ausgegebenen Signale werden
zu einem Datensymbol-Codierer 106 geliefert.
Der Datensymbol-Codierer 106 arbeitet, um die Signale für mehrere
Frequenztöne
zu codieren, die der Mehrfachträgermodulation
zugeordnet sind. Beim Zuordnen der Daten oder der Bits der Daten
zu jedem der Frequenztöne verwendet
der Datensymbol-Codierer 106 Daten, die in einer Sende-Bitzuweisungstabelle 180 und
einer Sende-Energiezuweisungstabelle 110 gespeichert sind.
Die Sende-Bitzuweisungstabelle 108 enthält für jeden der Träger (Frequenztöne) der
Mehrfachträgermodulation
einen ganzzahligen Wert. Der ganzzahlige Wert gibt die Anzahl der
Bits der Daten an, die dem bestimmten Frequenzton zuzuweisen ist.
Der in der Sende-Energiezuweisungstabelle 110 gespeicherte
Wert wird verwendet, um über
die verschiedene Zuweisung der Energieniveaus zu den Frequenztönen der
Mehrfachträgermodulation
effektiv die gebrochene Anzahl der Bits der Auflösung bereitzustellen. In jedem
Fall moduliert eine Einheit für
die inverse schnelle Fourier-Transformation (IFFT-Einheit) 112 die
vom Datensymbol-Codierer 106 gelieferten Daten im Frequenzbereich
und erzeugt die zu sendenden Signale im Zeitbereich, nachdem der
Datensymbol-Codierer 106 die Daten auf jeden der Frequenztöne codiert
hat. Die Signale im Zeitbereich werden dann zu einem Digital/Analog-Umsetzer (DAC) 114 geliefert,
wo die digitalen Signale in analoge Signale umgesetzt werden. Danach
werden die analogen Signale über
einen Kanal an einen oder mehrere entfernte Empfänger gesendet.
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1B ist
ein Blockschaltplan eines entfernten Empfängers 150 für ein herkömmliches
Mehrfachträgermodulations-Übertragungssystem.
Der entfernte Empfänger 150 empfängt die
analogen Signale, die von einem Sender über einen Kanal gesendet worden
sind. Die empfangenen analogen Signale werden an einen Analog/Digital-Umsetzer (ADC) 152 geliefert.
Der ADC 152 setzt die empfangenen analogen Signale in digitale
Signale um. Die digitalen Signale werden dann zu einer Einheit für die schnelle
Fourier-Transformation (FFT-Einheit) 154 geliefert, die
die digitalen Signale demoduliert, während sie die digitalen Signale
aus einem Zeitbereich in einen Frequenzbereich umsetzt. Die digitalen
Signale im Frequenzbereich werden dann zu einer Frequenzbereichs-Entzerrereinheit
(FEQ-Einheit) 156 geliefert.
Die FEQ-Einheit 156 führt
eine Entzerrung an den digitalen Signalen aus, auf diese Weise werden
die Dämpfung
und die Phase über
die verschiedenen Frequenztöne
entzerrt. Dann empfängt
ein Datensymbol-Decodierer 158 die entzerrten digitalen Signale.
Der Datensymbol-Decodierer 158 arbeitet, um die entzerrten
digitalen Signale zu decodieren, um die Daten oder die Bits der
Daten wiederherzustellen, die auf jedem der Träger (Frequenztöne) gesendet
worden sind. Beim Decodieren der entzerrten digitalen Signale muss
der Datensymbol-Decodierer 158 auf die Bitzuweisungsinformationen
und die Energiezuweisungsinformationen zugreifen, die verwendet
worden sind, um die Daten zu senden. Folglich ist der Datensymbol-Decodierer 158 an
eine Empfangs-Bitzuweisungstabelle 162 und eine Empfangs-Energiezuweisungstabelle 160 gekoppelt,
die die Bitzuweisungsinformationen bzw. die Energiezuweisungsinformationen
speichern, die verwendet worden sind, um die Daten zu senden. Die
von jedem der Frequenztöne
erhaltenen Daten werden dann zur Vorwärtsfehlerkorrektur-Einheit (FEC-Einheit) 164 weitergeleitet.
Die FEC-Einheit 164 führt
die Fehlerkorrektur der Daten aus, um die korrigierten Daten zu erzeugen.
Die korrigierten Daten werden dann in einem Puffer 166 gespeichert.
Danach können
die Daten aus dem Puffer 166 abgerufen und durch den Empfänger 150 weiter
verarbeitet werden. Alternativ könnte
die Empfangs-Energiezuweisungstabelle 160 an die FEQ-Einheit 164 geliefert
und durch die FEQ-Einheit 164 verwendet werden. Die Empfangs-Energiezuweisungstabelle 160 könnte außerdem in
der FEQ-Einheit 164 enthalten sein.
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Die
Bitzuweisungstabellen und die Energiezuweisungstabellen, die im
herkömmlichen
Sender 100 verwendet werden, können als eine einzige Tabelle
oder als einzelne Tabellen implementiert sein. Gleichermaßen können die
Bitzuwei sungstabellen und die Energiezuweisungstabellen, die im
entfernten Empfänger 150 verwendet
werden, als eine einzige Tabelle oder als einzelne Tabellen implementiert sein.
Außerdem
wird der Sender 100 normalerweise durch eine Steuereinheit
gesteuert und wird der entfernte Empfänger 150 normalerweise
durch eine Steuereinheit gesteuert. Typischerweise sind die Steuereinheiten
programmierbare Steuereinheiten.
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Der
Sender 100 und der entfernte Empfänger 150, die in den 1A bzw. 1B veranschaulicht
sind, enthalten optional andere Komponenten. Der Sender 100 könnte z.
B. nach der IFFT-Einheit 112 ein zyklisches Präfix zu den
Symbolen hinzufügen,
während
dann der entfernte Empfänger 150 das zyklische
Präfix
vor der FFT-Einheit 154 entfernen kann. Der entfernte Empfänger 150 kann
außerdem eine
Zeitbereichs-Entzerrereinheit (TEQ-Einheit) zwischen dem ADC 152 und
der FFT-Einheit 154 bereitstellen.
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Ein
Datenübertragungssystem
enthält
normalerweise eine Zentralvermittlungsstelle und mehrere entfernte
Einheiten. Jede entfernte Einheit kommuniziert über eine Daten-Übertragungsstrecke
(d. h. einen Kanal), die zwischen der Zentralvermittlungsstelle
und der speziellen entfernten Einheit aufgebaut ist, mit der Zentralvermittlungsstelle.
Um eine derartige Daten-Übertragungsstrecke
aufzubauen, wird eine Initialisierungsverarbeitung ausgeführt, um die
Kommunikation zwischen der Zentralvermittlungsstelle und jeder der
entfernten Einheiten zu initialisieren. Für die Zwecke der folgenden
Erörterung enthält eine
Zentralvermittlungsstelle einen Zentralvermittlungs-Modem, während eine
entfernte Einheit ein entferntes Modem enthält. Diese Modems sind Sender/Empfänger, die
die Datenübertragung
zwischen der Zentralvermittlungsstelle und der entfernten Einheit
unterstützen.
Im Allgemeinen enthält
die Initialisierungsverarbeitung für ein Mehrfachträgermodulations-Übertragungssystem
die allgemeinen Operationen der Aktivierung und Quittierung der
Initialisierungsanforderungen, des Trainings des Sender/Empfängers sowohl
bei der Zentralvermittlungsstelle als auch bei der entfernten Einheit,
des Austauschs von Ratenanforderungen zwischen der Zentralvermittlungsstelle
und der entfernten Einheit, der Kanalanalyse und des Aus tauschs
von Sendereinstellungen (d. h. Bitzuweisungstabellen) zwischen der
Zentralvermittlungsstelle und der entfernten Einheit.
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In
Bezug auf ein Mehrfachträgermodulations-Übertragungssystem,
in dem mehrere Träger
(z. B. Frequenztöne)
verwendet werden, um die Daten zwischen der Zentralvermittlungsstelle
und der entfernten Einheit zu übertragen,
nämlich
ein ADSL-System, ist die üblicherweise
ausgeführte
Initialisierungsverarbeitung in der Technik bekannt. Der T1E1 ADSL-Standard
beschreibt den Initialisierungsprozess, den die Sender/Empfänger einhalten
müssen,
um diesen Standard zu entsprechen.
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Die 1C und 1D sind
Ablaufpläne
der herkömmlichen
Initialisierungsverarbeitung 170. Die Initialisierungsverarbeitung 170 wird
verwendet, um die Kommunikations-Datenübertragungsstrecken zwischen
einer Zentralvermittlungsstelle (CO) und einer entfernten Einheit
(RU) zu initialisieren. Die Initialisierungsverarbeitung 170 ist
für die
im T1E1 ADSL-Standard beschriebene Initialisierungsverarbeitung
beispielhaft.
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Die
herkömmliche
Initialisierungsverarbeitung 170 beginnt am Anfang mit
der Aktivierungs- und Quittierungsverarbeitung 172 sowohl
bei der Zentralvermittlungsstelle (CO) als auch bei der entfernten
Einheit (RU). Als Nächstes
wird das Training 174 der Sender/Empfänger sowohl bei der Zentralvermittlungsstelle
(CO) als auch bei der entfernten Einheit (RU) ausgeführt.
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Die
Zentralvermittlungsstelle (CO) leitet 176 dann die Abwärtsstrecken-Ratenanforderungen
und die Nachrichteninformationen zur entfernten Einheit (RU) weiter.
Als Nächstes
leitet 178 die entfernte Einheit (RU) die Aufwärtsstrecken-Ratenanforderungen und
die Nachrichteninformationen zur Zentralvermittlungsstelle (CO)
weiter. Oft werden die Aufwärtsstrecken-Ratenanforderungen
tatsächlich
mit dem Weiterleiten 176 der Abwärtsstrecken-Ratenanforderungen
weitergeleitet und dann durch das Weiterleiten 178 zurückgespiegelt.
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Die
Ratenanforderungen werden anfangs durch ein Netz, wie z. B. ein
Telephonnetz, bereitgestellt, das typischerweise an die Zentralvermittlungsstelle
(CO) gekoppelt ist. Die Ratenanforderungen werden normalerweise
vor oder gerade nach der Aktivierungs- und Quittierungsverarbeitung 172 bereitgestellt.
Die Nachrichteninformationen können
außerdem
z. B. Merkmale, Optionen oder Beschränkungen identifizieren, die
dem zugeordneten Sender/Empfänger
zugeordnet sind.
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Nach
dem Austauschen der Ratenanforderungen arbeitet die Initialisierungsverarbeitung 170, um
die Kanal- und Rausch-Charakteristiken sowohl bei der Zentralvermittlungsstelle
(CO) als auch bei der entfernten Einheit (RU) zu bestimmen 180.
Die Kanal- und Rausch-Charakteristiken können bestimmt werden, indem
eine vorgegebene Folge (in beiden Richtungen) über eine Übertragungsstrecke zwischen
der Zentralvermittlungsstelle (CO) und der entfernten Einheit (RU)
gesendet wird. Dann wird der Rauschabstand (SNR) tonweise anhand
der Kanal- und Rausch-Charakteristiken bestimmt. Danach kann die
Bit- und Energiezuweisung der Aufwärtsstrecke bei der Zentralvermittlungsstelle
(CO) bestimmt werden 182, während die Bit- und Energiezuweisung
der Abwärtsstrecke
bei der entfernten Einheit (RU) bestimmt werden 184 kann.
Die Bit- und Energiezuweisung arbeitet, um eine Anzahl von Bits zu
jedem der Träger
(z. B. Frequenztöne)
des Mehrfachträgermodulations-Übertragungssystems
zuzuweisen. Gleichermaßen
weist die Energiezuweisung jedem der Träger des Mehrfachträgermodulations-Übertragungssystems
Energieniveaus zu. Beim Erhalten dieser Zuweisungen wählt die
Zentralvermittlungsstelle (CO) eine Aufwärtsstrecken-Rate, die oft eine der verfügbaren angeforderten
Aufwärtsstrecken-Raten
ist, denen sie entsprechen kann, während die entfernte Einheit
(RU) eine Abwärtsstrecken-Rate
wählt,
die oft eine der verfügbaren
angeforderten Abwärtsstrecken-Raten
ist, denen sie entsprechen kann.
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Als
Nächstes
leitet 186 die entfernte Einheit (RU) die gewählte Abwärtsstrecken-Rate,
eine Abwärtsstrecken-Leistungsgrenze
für die
gewählte
Abwärtsstrecken-Rate
und die Nachrichteninformationen alle zur Zentralvermittlungsstelle
(CO) weiter. Die Nachrichteninformationen können z. B. die geschätzte Schleifendämpfung oder
die unterstützten
Gesamtbits pro Symbol enthalten. Ein Ent scheidungsblock 188 bestimmt
dann, ob die gewählte
Abwärtsstrecken-Rate
kleiner als alle angeforderten Abwärtsstrecken-Raten ist. Falls
die gewählte
Abwärtsstrecken-Rate
kleiner als alle angeforderten Abwärtsstrecken-Raten ist, kann
die Daten-Übertragungsstrecke zwischen
den Sender/Empfängern
das angeforderte Dienstniveau nicht unterstützen, wobei folglich die Initialisierungsverarbeitung 170 neu
begonnen werden muss.
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Wenn
andererseits die gewählte
Abwärtsstrecken-Rate
nicht kleiner als alle angeforderten Abwärtsstrecken-Raten ist, dann
wird die Initialisierungsverarbeitung 100 fortgesetzt.
Insbesondere trifft 190 die Zentralvermittlungsstelle (CO)
eine endgültige
Entscheidung über
die Abwärtsstrecken-Rate.
In vielen Fällen
folgt die Zentralvermittlungsstelle (CO) der durch die entfernte
Einheit (RU) gewählten
Abwärtsstrecken-Rate.
Nachdem die endgültige
Entscheidung über
die Abwärtsstrecken-Rate
in der Zentralvermittlungsstelle (CO) getroffen worden ist, leitet 192 die
Zentralvermittlungsstelle (CO) die Aufwärtsstrecken-Leistungsgrenze,
die ausgewählte Rate
für die
Aufwärtsstrecken-
und Abwärtsstrecken-Übertragungen und die Nachrichteninformationen
zur entfernten Einheit (RU) weiter. Die Nachrichteninformationen
können
z. B. die geschätzte
Schleifendämpfung
oder die unterstützten
Gesamtbits pro Symbol enthalten. Es nächstes bestimmt ein Entscheidungsblock 194,
ob die ausgewählte
Aufwärtsstrecken-Rate
kleiner als alle angeforderten Aufwärtsstrecken-Raten ist. Falls
bestimmt wird, dass die ausgewählte
Aufwärtsstrecken-Rate
kleiner als alle angeforderten Aufwärtsstrecken-Raten ist, muss die
Initialisierungsverarbeitung 170 neu begonnen werden.
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Wenn
andererseits die ausgewählte
Aufwärtsstrecken-Rate
nicht kleiner als alle angeforderten Aufwärtsstrecken-Raten ist, wird
die Initialisierungsverarbeitung 170 fortgesetzt. Spezifisch
sendet 196 die Zentralvermittlungsstelle (CO) eine Bit-
und Energietabelle der Aufwärtsstrecke
an die entfernte Einheit (RU). Außerdem sendet 198 die
entfernte Einheit (RU) eine Bit- und Energietabelle der Abwärtsstrecke
an die Zentralvermittlungsstelle (CO). In dem Fall, in dem die Zentralvermittlungsstelle
(CO) die anfangs gewählte
Abwärtsstrecken-Rate
mit der endgültigen
Abwärtsstrecken-Rate überstimmt,
muss die entfernte Einheit (RU) die Bit- und Energiezuweisung der
Abwärtsstrecke
vor dem Senden der Bit- und
Energietabelle der Abwärtsstrecke
zur Zentralvermittlungsstelle (CO) neu bestimmen. Nach dem Block 128 ist
die Initialisierungsverarbeitung 170 abgeschlossen und
endet.
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Es
gibt mehrere Nachteile bei der herkömmlichen Initialisierungsverarbeitung.
Ein Nachteil ist, dass an zwei verschiedenen Punkten bei der Initialisierungsverarbeitung
die Zentralvermittlungsstelle und die entfernte Einheit Daten austauschen
müssen.
Jeder Datenaustausch fügt
eine Verzögerung für das Erhalten
der Initialisierung und folglich den Aufbau einer Daten-Übertragungsstrecke, über die Daten übertragen
werden können,
hinzu. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Zentralvermittlungsstelle
nur Teilinformationen über
den Umfang der Daten besitzt, den die Abwärtsstrecken-Übertragungen
geeignet abwickeln können.
Im Ergebnis sind oft mehrere Iterationen durch die Initialisierungsverarbeitung
erforderlich. Jede zusätzliche
Iteration trägt
außerdem zur
Verzögerung
beim Erhalten der Initialisierung und dem Aufbau einer Daten-Übertragungsstrecke
bei. Die herkömmliche
Initialisierungsverarbeitung muss außerdem neu begonnen werden,
falls die Daten-Übertragungsstrecke
die angeforderten Raten für die
Datenübertragung
in der Aufwärtsstrecke
oder in der Abwärtsstrecke
nicht bereitstellen kann. Ferner wird, selbst wenn die Daten-Übertragungsstrecke aufgebaut
ist, die Daten-Übertragungsstrecke manchmal
ausfallen und dann eine Neuinitialisierung erfordern. Diese Nachteile
der herkömmlichen
Initialisierungsverarbeitung verursachen Ineffizienzen und Inflexibilität in einem
Datenübertragungssystem
und behindern folglich die Leistung.
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Folglich
gibt es einen Bedarf an verbesserten Initialisierungstechniken zum
Initialisieren der Datenübertragung
zwischen einem Paar von Sender/Empfängern in einem Mehrfachträgermodulations-Übertragungssystem.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Im
Allgemeinen bezieht sich die Erfindung auf verbesserte Initialisierungstechniken
zum Initialisieren der Datenübertragung
zwischen einem Paar von Sender/Empfängern in einem Mehrfachträgermodulations-Übertragungssystem.
Der Initialisierungsprozess für
das Paar der Sender/Empfänger wird
effizient und mit einer besseren zentralisierten Steuerung ausgeführt.
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Die
Erfindung kann in zahlreichen Arten implementiert sein, einschließlich als
ein Verfahren, eine Vorrichtung, ein System oder computerlesbare
Medien. Im Folgenden sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung
erörtert.
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Als
ein Verfahren zum Initialisieren eines Paars von Sender/Empfängern eines
Mehrfachträger-Übertragungssystems
für eine
anschließende Übertragung
von Daten zwischen dem Paar von Sender/Empfängern über eine Übertragungsstrecke enthält eine
Ausführungsform
der Erfindung die Operationen: beim ersten Sender/Empfänger des
Paars von Sender/Empfängern
Erzeugen von Leistungsinformationen in einer ersten Richtung für die Übertragung
von Daten in einer ersten Richtung; beim zweiten Sender/Empfänger des
Paars von Sender/Empfängern
Erzeugen von Leistungsinformationen in einer zweiten Richtung für die Übertragung
von Daten in einer zweiten Richtung; Weiterleiten der Leistungsinformationen
in einer zweiten Richtung von dem zweiten Sender/Empfänger zu
dem ersten Sender/Empfänger;
bei dem ersten Sender/Empfänger des
Paars von Sender/Empfängern
Bestimmen von Bitzuweisungen in der ersten Richtung und von Bitzuweisungen
in der zweiten Richtung, wobei die Bitzuweisungen in der ersten
Richtung anhand der Leistungsinformationen in der ersten Richtung
bestimmt werden und die Bitzuweisungen in der zweiten Richtung anhand
der Leistungsinformationen in der zweiten Richtung bestimmt werden;
und danach Weiterleiten der Bitzuweisungen in der ersten Richtung
und der Bitzuweisungen in der zweiten Richtung von dem ersten Sender/Empfänger zu
dem zweiten Sender/Empfänger.
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Vorzugsweise
enthält
das Mehrfachträger-Übertragungssystem
eine Zentralvermittlungsstelle und eine entfernte Einheit, wobei
die Zentralvermittlungsstelle wenigstens den ersten Sender/Empfänger besitzt
und die entfernte Einheit den zweiten Sender/Empfänger besitzt.
Außerdem
steuert entweder die Zentralver mittlungsstelle oder die entfernte
Einheit vorzugsweise das Bestimmen sowohl der Bitzuweisungen in
der ersten Richtung als auch der Bitzuweisungen in der zweiten Richtung ohne
Wechselwirkung mit der anderen.
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Als
ein Sender/Empfänger
für ein
Datenübertragungssystem,
das eine Mehrfachträger-Modulation
verwendet, enthält
eine Ausführungsform
der Erfindung eine Bitzuweisungstabelle, einen Datensymbol-Codierer,
eine Mehrfachträger-Modulationseinheit,
einen Digital/Analog-Umsetzer und eine Steuereinheit. Die Bitzuweisungstabelle
speichert die Bitzuweisungsinformationen, die getrennte Bitzuweisungsinformationen
für mehrere
Träger
der Mehrfachträger-Modulation
enthalten. Der Datensymbol-Codierer empfängt zu übertragende digitale Daten
und codiert Bits, die den digitalen Daten zugeordnet sind, anhand
der in der Bitzuweisungstabelle gespeicherten Bitzuweisungsinformationen
auf die Träger.
Die Mehrfachträger-Modulationseinheit
moduliert die codierten Bits auf die Träger, um modulierte Signale
zu erzeugen. Der Digital/Analog-Umsetzer setzt die modulierten Signale
in analoge Signale um. Die Steuereinheit führt eine Initialisierungsverarbeitung
für den
Sender/Empfänger
aus, um die Bitzuweisungsinformationen in der Bitzuweisungstabelle zu
setzen. Die Initialisierungsverarbeitung enthält die Operationen: Bestimmen
der Kanal- und Rausch-Charakteristiken für Datenübertragungen zu dem Sender/Empfänger von
einem entfernt vorhandenen Sender/Empfänger; Erzeugen von Leistungsinformationen
in einer ersten Richtung für
Datenübertragungen
zu dem Sender/Empfänger
von dem entfernt vorhandenen Sender/Empfänger anhand der Kanal- und
Rausch-Informationen; Empfangen von Leistungsinformationen in der
zweiten Richtung von dem entfernt vorhandenen Sender/Empfänger; Bestimmen
von Bitzuweisungen in der ersten Richtung und Bitzuweisungen in
der zweiten Richtung, wobei die Bitzuweisungen in der ersten Richtung
auf den Leistungsinformationen in der ersten Richtung basieren und
die Bitzuweisungen in der zweiten Richtung auf den Leistungsinformationen
in der zweiten Richtung basieren; danach Weiterleiten der Bitzuweisungen
in der ersten Richtung und der Bitzuweisungen in der zweiten Richtung
von dem Sender/Empfänger
zu dem entfernt vorhandenen Sender/Empfänger.
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Als
ein computerlesbares Medium, das Programmbefehle enthält, um ein
Paar Sender/Empfänger
eines Mehrfachträger-Übertragungssystems
zu initialisieren, um anschließend
Daten zwischen dem Paar von Sender/Empfängern über eine Übertragungsstrecke zu übertragen,
enthält
eine Ausführungsform
der Erfindung: computerlesbare Codevorrichtungen, um bei dem ersten
Sender/Empfänger des
Paars von Sender/Empfängern
Leistungsinformationen in einer ersten Richtung für Datenübertragungen
in einer ersten Richtung zu erzeugen; computerlesbare Codevorrichtungen,
um bei dem zweiten Sender/Empfänger
des Paars von Sender/Empfängern
Leistungsinformationen in einer zweiten Richtung für Datenübertragungen
in einer zweiten Richtung zu erzeugen; computerlesbare Codevorrichtungen,
um die Leistungsinformationen in der zweiten Richtung von dem zweiten
Sender/Empfänger
zu dem ersten Sender/Empfänger
weiterzuleiten; computerlesbare Codevorrichtungen, um bei dem ersten
Sender/Empfänger
des Paars von Sender/Empfängern
Bitzuweisungen in der ersten Richtung und Bitzuweisungen in der
zweiten Richtung zu bestimmen, wobei die Bitzuweisungen in der ersten Richtung
anhand der Leistungsinformationen in der ersten Richtung bestimmt
werden und die Bitzuweisungen in der zweiten Richtung anhand der
Leistungsinformationen in der zweiten Richtung bestimmt werden;
und computerlesbare Codevorrichtungen, um danach die Bitzuweisungen
in der ersten Richtung und die Bitzuweisungen in der zweiten Richtung von
dem ersten Sender/Empfänger
zu dem zweiten Sender/Empfänger
weiterzuleiten.
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Die
Vorteile der Erfindung sind zahlreich. Ein Vorteil der Erfindung
ist, dass die Steuerung der Bit- und Energiezuweisungen in einer
Zentralvermittlungsstelle zentralisiert ist. Dies beseitigt die
lästige Notwendigkeit
der herkömmlichen
Techniken, Neustarts und/oder zahlreiche Iterationen der herkömmlichen
Initialisierungsverarbeitung vor dem Abschließen der Bit- und Energiezuweisungen
auszuführen. Ein
weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass der Austausch der Daten
zwischen einer Zentralvermittlungsstelle und einer entfernten Einheit
nur einen einzigen Durchlauf erfordert, wohingegen vorher mehrere
Durchläufe
erforderlich gewesen sind. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist,
dass Änderungen
oder Erweiterungen des Systems leicht ausgeführt werden, ohne die entfernten
Einheiten aktualisieren zu müssen,
da alle Leistungsinformationen in der Zentralvermittlungsstelle
vorhanden sind. Ein noch weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass
die Initialisierungsverarbeitung gemäß der Erfindung für die Verwendung mit
einem auf Superrahmen basierenden System geeignet ist, in dem verschiedene
Superrahmen-Formate für
die Auswahl und Aktivierung durch die Zentralvermittlungsstelle
verfügbar
sind.
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Andere
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung zusammengenommen mit der beigefügten Zeichnung augenscheinlich
werden, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulicht.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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Die
vorliegende Erfindung wird leicht aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung verstanden, in
der gleichen Bezugszeichen gleiche Strukturelemente bezeichnen und
in der:
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1A ein
Blockschaltplan eines herkömmlichen
Senders für
ein Mehrfachträgermodulations-Übertragungssystem
ist;
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1B ein
Blockschaltplan eines entfernten Empfängers für ein herkömmliches Mehrfachträgermodulations-Übertragungssystem
ist;
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1C und 1D Ablaufpläne der herkömmlichen
Initialisierungsverarbeitung sind;
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2A ein
Blockschaltplan eines Datenübertragungssystems
ist;
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2B ein
Blockschaltplan eines beispielhaften Telekommunikationsnetzes ist,
das für
das Implementieren der Erfindung geeignet ist;
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3 ein
Blockschaltplan eines Sender/Empfängers gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung ist;
-
4 ein
Ablaufplan einer grundlegenden Verarbeitung der Kommunikations-Übertragungsstrecke
ist;
-
5 ein
Ablaufplan der Initialisierungsverarbeitung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung ist; und
-
6 ein
Ablaufplan der Initialisierungsverarbeitung gemäß einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung ist.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung bezieht sich auf verbesserte Initialisierungstechniken
zum Initialisieren der Datenübertragung
zwischen einem Paar von Sender/Empfängern in einem Mehrfachträgermodulations-Übertragungssystem.
Das Mehrfachträgermodulations-Übertragungssystem
enthält
normalerweise eine Zentralvermittlungsstelle und eine entfernte
Einheit, wobei die Zentralvermittlungsstelle wenigstens einen Sender/Empfänger besitzt
und die entfernte Einheit einen Sender/Empfänger besitzt. Für jedes
Paar von Sender/Empfängern
steuert der Sender/Empfänger entweder
bei der Zentralvermittlungsstelle oder bei der entfernten Einheit
das Bestimmen der Bitzuweisungen für die Datenübertragungen sowohl in der Aufwärtsstrecke
als auch in der Abwärtsstrecke
ohne Unterstützung
vom anderen Sender/Empfänger
des Paars. Die Initialisierungsverarbeitung für das Paar von Sender/Empfängern wird
folglich effizient und mit einer besseren zentralisierten Steuerung
ausgeführt.
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Die
Ausführungsformen
der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die 2A-6 erörtert. Die
Fachleute auf dem Gebiet werden jedoch leicht erkennen, dass die
hierin in Bezug auf diese Figuren gegebene ausführliche Beschreibung lediglich
erläuternden
Zwecken dient, da sich die Erfindung über diese eingeschränkten Ausführungsformen
hinaus erstreckt.
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2A ist
ein Blockschaltplan eines Datenübertragungssystems 200.
Das Datenübertragungssystem 200 sorgt
für die
Datenkommunikation zwischen einer Zentralvermittlungseinheit 202 und
einer entfernten Einheit 204. Die entfernte Einheit 204 ist über eine
Kommunikations-Übertragungsstrecke 206 mit
der Zentralvermittlungseinheit 202 verbunden. Insbesondere
enthält
die Zentralvermittlungseinheit 202 einen Zentralvermittlungs-Sender/Empfänger 208,
der über
die Kommunikations-Übertragungsstrecke 206 eine
Verbindung mit einem Sender/Empfänger 210 der
entfernten Einheit in der entfernten Einheit 204 herstellt.
Obwohl 2A nur eine einzige entfernte
Einheit veranschaulicht, bedient die Zentralvermittlungsstelle 202 typischerweise
mehrere verschiedene entfernte Einheiten. Der Zentralvermittlungs-Sender/Empfänger 208 und
der Sender/Empfänger 210 der
entfernten Einheit verwenden vorzugsweise Mehrfachträger-Modulationstechniken, um
die Daten zu senden und zu empfangen.
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2B ist
ein Blockschaltplan eines beispielhaften Telekommunikationsnetzes 250,
das für das
Implementieren der Erfindung geeignet ist. Das Telekommunikationsnetz 250 enthält eine
Zentralvermittlungsstelle 252. Die Zentralvermittlungsstelle 252 bedient
mehrere Verteilungsposten, um die Datenübertragung zu und von der Zentralvermittlungsstelle 252 zu
verschiedenen entfernten Einheiten bereitzustellen. In dieser beispielhaften
Ausführungsform
ist jeder der Verteilungsposten eine Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 254 (ein
Knoten). Die Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 254 ist
durch eine multiplexierte Hochgeschwindigkeits-Übertragungsleitung 256,
die die Form einer Lichtwellenleiterleitung annehmen kann, an die
Zentralvermittlungsstelle 252 gekoppelt. Typischerweise
wird, wenn die Übertragungsleitung 256 eine
Lichtwellenleiterleitung ist, die Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 254 als
eine Einheit eines optischen Netzes (ONU) bezeichnet. Die Zentralvermittlungsstelle 252 tritt
außerdem
normalerweise mit anderen (nicht gezeigten) Verarbeitungs- und Verteilungseinheiten
durch die multiplexierten Hochgeschwindigkeits-Übertragungsleitungen 258 und 260 in
Wechselwirkung und ist an diese gekoppelt, im Folgenden wird aber
nur die Operation der Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 254 erörtert. In
einer Ausführungsform
enthält
die Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 254 ein Modem
(ein Zentralvermittlungs-Modem). Die Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 254 kann
eine universelle Rechenvorrichtung, wie z. B. ein digitaler Signalprozessor (DSP),
oder eine dedizierte Spezialvorrichtung sein. Als ein Beispiel könnte die
Zentralvermittlungseinheit 202 in 2A sowohl
die Zentralvermittlungsstelle 202 als auch die Verarbeitungs-
und Verteilungseinheit 254 enthalten.
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Die
Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 254 bedient eine
Vielzahl diskreter Teilnehmerleitungen 262-1 bis 262-n.
Jede Teilnehmerleitung 262 bedient typischerweise einen
einzigen Endbenutzer. Der Endbenutzer besitzt eine entfernte Einheit,
die für
das Kommunizieren mit der Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 254 bei
sehr hohen Datenraten geeignet ist. Insbesondere ist eine entfernte
Einheit 264 eines ersten Endbenutzers 266 durch
die Teilnehmerleitung 262-1 an die Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 254 gekoppelt,
während
eine entfernte Einheit 268 eines zweiten Endbenutzers 270 durch die
Teilnehmerleitung 262-n an die Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 254 gekoppelt
ist. Die entfernten Einheiten 264 und 268 enthalten
ein Datenkommunikationssystem, das Daten zur Verarbeitungs- und
Verteilungseinheit 254 senden und Daten von der Verarbeitungs-
und Verteilungseinheit 254 empfangen kann. In einer Ausführungsform
sind die Datenkommunikationssysteme Modems. Die entfernten Einheiten 264 und 268 können in
einer Anzahl verschiedener Vorrichtungen enthalten sein, einschließlich z.
B. ein Telephon, ein Fernsehgerät,
ein Monitor, ein Computer, eine Konferenzeinheit usw.
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Die
durch die Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 254 bedienten
Teilnehmerleitungen 262 sind in einem abgeschirmten Binder 272 gebündelt, wenn
die Teilnehmerleitungen 262 die Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 254 verlassen.
Die durch den abgeschirmten Binder 272 bereitgestellte
Abschirmung dient im Allgemeinen als ein guter Isolator gegen die
Emission (den Austritt) und den Empfang (den Eintritt) elektromagnetischer
Störungen.
Das letzte Segment dieser Teilnehmerleitungen (das gewöhnlich als
ein "Hauseinführungskabel" bezeichnet wird),
zweigt jedoch vom abgeschirmten Binder 272 ab, wobei es
direkt oder indirekt an die entfernten Einheiten des Endbenutzers
gekoppelt ist. Der Abschnitt des "Hauseinführungskabels" der Teilnehmerleitung
zwischen der entsprechenden entfernten Einheit und dem abgeschirmten
Binder 272 ist normalerweise ein unabgeschirmter verdrillter
Doppelleitungs-Draht.
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Obwohl 2B nur
eine einzige entfernte Einheit veranschaulicht, die an eine entsprechende Teilnehmerleitung
gekoppelt ist, sollte erkannt werden, dass mehrere entfernte Einheiten
an eine einzige Teilnehmerleitung gekoppelt sein können. Es
sollte erkannt werden, dass in anderen Ausführungsformen die Verarbeitung
und Verteilung 254 intern oder in der Zentralvermittlungsstelle
enthalten sein kann. Obwohl 2B die
Verarbeitungs- und Verteilungseinheit 254 als eine zentralisierte
Verarbeitung veranschaulicht, sollte außerdem erkannt werden, dass
die Verarbeitung nicht zentralisiert sein muss und unabhängig für jede der
Teilnehmerleitungen 262 ausgeführt werden könnte. 3 ist
ein Blockschaltplan eines Sender/Empfängers 300 gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung. Die Konstruktion des in 3 veranschaulichten
Sender/Empfängers 300 kann
als der Sender/Empfänger 208 der
Zentralvermittlungsstelle und/oder der Sender/Empfänger 210 der
entfernten Einheit verwendet werden.
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Der
Sender/Empfänger 300 besitzt
sowohl eine Senderseite 302 als auch eine Empfängerseite 304,
wobei er für
die bidirektionale Datenübertragung geeignet
ist. Die Senderseite 302 sendet die Daten, indem sie sie
an einen Puffer 306 liefert. Die Daten werden dann vom
Puffer 102 erhalten und zur FEC-Einheit 308 geliefert.
Ein Datensymbol-Codierer 310 arbeitet dann, um die Daten
anhand der von einer Sende-Bit- und -Energie-Zuweisungstabelle 312 erhaltenen
Bitzuweisungsinformationen auf die Frequenztöne eines Symbols zu codieren.
Die codierten Daten werden dann zur IFFT-Einheit 314 geliefert,
die die Daten moduliert und die modulierten Daten in Daten im Zeitbereich
umsetzt. Die Daten im Zeitbereich werden dann durch den DAC 316 in
analoge Signale umgesetzt. Die analogen Signale werden dann zu einer
Gabelschaltung 318 geliefert und über einen Kanal gesendet.
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Die
Empfängerseite 304 des
Sender/Empfängers 300 empfängt die
analogen Signale, die über die
Gabelschaltung 318 über
einen Kanal gesendet worden sind. In anderen Ausführungsformen
ist die Gabelschaltung 318 nicht notwendig und durch eine Schnittstellenschaltung
ersetzt, die die Sendeseite 302 und die Empfängerseite 304 mit
dem Kanal koppelt. Die empfangenen analogen Signale wer den dann
zum ADC 320 geliefert, der die empfangenen analogen Signale
in digitale Signale umsetzt. Die digitalen Signale werden dann zur
FFT-Einheit 322 geliefert, die Signale im Frequenzbereich
erzeugt. Die Signale im Frequenzbereich werden dann durch die FEQ-Einheit 324 entzerrt.
Die entzerrten Signale werden dann zu einem Datensymbol-Decodierer 326 geliefert.
Der Datensymbol-Decodierer 326 arbeitet, um die entzerrten
Signale zu decodieren, um die Daten wiederherzustellen, die auf
jedem der Frequenztöne
des empfangenen Symbols übertragen
worden sind. Die Decodierung durch den Datensymbol-Decodierer 326 wird
anhand der in einer Empfangs-Bit- und -Energie-Zuweisungstabelle 328 gespeicherten Bitzuweisungsinformationen
ausgeführt.
Die decodierten Daten werden dann zur FEC-Einheit 330 geliefert
und dann in einem Puffer 332 gespeichert.
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Der
Sender/Empfänger 300 enthält außerdem eine
Steuereinheit 334, um den Gesamtbetrieb des Sender/Empfängers 300 zu
steuern. Die Steuereinheit 334 steuert den Sender/Empfänger 300,
um die Initialisierungsverarbeitung auszuführen und die stationäre Datenübertragung
zu überwachen.
Die Steuereinheit 334 kann sowohl durch die Sende- als auch
durch die Empfangsseiten eines Sender/Empfängers verwendet werden, unter
mehreren Sender/Empfängern
gemeinsam benutzt werden oder für jeden
Sender und jeden Empfänger
einzeln vorgesehen sein. Die Steuereinheit 334 kann z.
B. durch einen digitalen Signalprozessor, einen Mikroprozessor oder
einen Mikrocontroller oder eine spezialisierte Schaltungsanordnung
implementiert sein.
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Die
Senderseite 302 und die Empfängerseite des in 3 veranschaulichten
Sender/Empfängers 300 enthalten
optional andere Komponenten. Die Senderseite 302 könnte z.
B. nach der IFFT-Einheit 314 ein zyklisches Präfix zu den
Symbolen hinzufügen,
während
dann die Empfängerseite 304 das
zyklische Präfix
vor der FFT-Einheit 322 entfernen kann. Der Empfänger 304 kann
außerdem
eine Zeitbereichs-Entzerrereinheit (TEQ-Einheit) zwischen dem ADC 320 und
der FFT-Einheit 322 bereitstellen. Zusätzliche Einzelheiten über die
TEQ-Einheiten sind im US-Patent Nr.5.285.474 und in der US-Anmeldung,
Aktenzeichen 60/046.244, eingereicht am 12. Mai 1997, mit dem Titel
POLY-PATH TIME DOMAIN EQUALIZATION enthalten.
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Im
Allgemeinen sind die in der Sende-Bit- und -Energie-Zuweisungstabelle 312 gespeicherten Bitzuweisungsinformationen
und die in der Empfangs-Bit- und -Energie-Zuweisungstabelle 328 gespeicherten
Bitzuweisungsinformationen, zurückzuführen auf
verschiedene Rauschbeeinträchtigungen, nicht
dieselben. Die Sende-Bit- und -Energie-Zuweisungstabelle 312 würde z. B.
die Bit- und Energie-Zuweisungsinformationen
enthalten, die beim Codieren der Daten zu verwenden sind, die durch
die Senderseite 302 zu senden sind. Andererseits würden die
in der Empfangs-Bit- und -Energie-Zuweisungstabelle 328 gespeicherten
Empfangs-Bit- und
-Energie-Zuweisungsinformationen z. B. Bit- und Energie-Zuweisungsinformationen
enthalten, die beim Decodieren des Daten-Empfängers durch die Empfängerseite 304 zu
verwenden sind.
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4 ist
ein Ablaufplan einer grundlegenden Verarbeitung 400 der
Kommunikations-Übertragungsstrecke.
Die Verarbeitung 400 der Kommunikations-Übertragungsstrecke
beginnt mit der Initialisierungsverarbeitung 402. Im Allgemeinen
enthält
die Initialisierungsverarbeitung 402 die allgemeinen Operationen
der Aktivierung und Quittierung der Initialisierung, des Trainings
des Sender/Empfängers
sowohl bei der Zentralvermittlungsstelle als auch bei der entfernten
Einheit, der Kanalanalyse und des Austauschs der Sendereinstellungen
zwischen der Zentralvermittlungsstelle und der entfernten Einheit. Nach
dem Abschluss der Initialisierungsverarbeitung 402 führt die
Verarbeitung 400 der Kommunikations-Übertragungsstrecke die stationäre Datenübertragung 404 aus.
Während
der stationären
Datenübertragung 404 werden
Daten über
die Kommunikations-Übertragungsstrecke
gesendet und empfangen, die die Zentralvermittlungsstelle und die
entfernte Einheit verbindet. Eine Überwachungsfunktion 406 bestimmt,
ob die stationäre
Datenübertragung
ausgefallen ist. Wenn die Überwachungsfunktion 406 bestimmt,
dass die stationäre
Datenübertragung
ausgefallen ist, wird die Verarbeitung 400 der Kommunikations-Übertragungsstrecke
neu begonnen, wobei folglich die Initialisierungsverarbeitung 402 wiederholt
wird, um abermals den Zustand der stationären Datenübertragung 404 zu
erreichen. Wenn andererseits die Überwachungsfunktion 406 bestimmt,
dass die stationäre
Datenübertragung 404 nicht
ausgefallen ist, fährt
die Verarbeitung 400 der Kommunikations-Übertragungsstrecke
mit der stationären
Datenübertragung 404 fort.
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5 ist
ein Ablaufplan der Initialisierungsverarbeitung 500 gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung. Die Initialisierungsverarbeitung 500 beginnt
am Anfang mit der Ausführung
der Aktivierungs- und Quittierungsverarbeitung 502 sowohl
bei der Zentralvermittlungsstelle (CO) als auch bei der entfernten
Einheit (RU). Als Nächstes
wird das Training 504 der Sender/Empfänger sowohl bei der Zentralvermittlungsstelle
(CO) als auch bei der entfernten Einheit (RU) ausgeführt. Als
ein Beispiel sind in dem Fall, in dem die Zentralvermittlungsstelle
(CO) und die entfernte Einheit (RU) ADSL-Sender/Empfänger sind,
zusätzliche
Einzelheiten über
eine Ausführungsform
der Aktivierungs- und Quittierungsverarbeitung 502 und
des Trainings 504 der Sender/Empfänger im T1E1 ADSL-Standard
des American National Standard Institute (ANSI) beschrieben, der
hierdurch durch Literaturhinweis eingefügt wird. Es wird jedoch angegeben,
dass einige herkömmliche
Trainingsoperationen vorteilhaft später in der Initialisierungsverarbeitung
ausgeführt
werden können, wie
z. B. nach der Bestimmung der Kanal- und Rausch-Charakteristiken.
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Die
Ratenanforderungen werden anfangs durch ein Netz, wie z. B. ein
Telephonnetz, bereitgestellt, das typischerweise an die Zentralvermittlungsstelle
(CO) gekoppelt ist. Die Ratenanforderungen werden normalerweise
vor, während
oder gerade nach der Aktivierungs- und Quittierungsverarbeitung 502 bereitgestellt.
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Die
Kanal- und Rausch-Charakteristiken werden dann unabhängig sowohl
bei der Zentralvermittlungsstelle (CO) als auch bei der entfernten
Einheit (RU) bestimmt. Mit Koordination zwischen der Zentralvermittlungsstelle
(CO) und der entfernten Einheit (RU) sendet hier die entfernte Einheit
(RU) eine vorgegebene Datenfolge, wobei dann die Zentralvermittlungsstelle
(CO) die gesendete Datenfolge empfängt und daraus die Kanal- und
Rausch-Charakteristiken für
die Aufwärtsstrecken-Übertragungen von
der entfernten Einheit (RU) zur Zentralver mittlungsstelle (CO) bestimmt 506. Ähnlich sendet
mit Koordination zwischen der Zentralvermittlungsstelle (CO) und
der entfernten Einheit (RU) die Zentralvermittlungsstelle (CO) eine
vorgegebene Datenfolge, wobei dann die entfernte Vermittlung (CO)
die gesendete Datenfolge empfängt
und daraus die Kanal- und Rausch-Charakteristiken für die Abwärtsstrecken-Übertragungen
von der Zentralvermittlungsstelle (CO) zur entfernten Einheit (RU)
bestimmt 508.
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Nachdem
die Zentralvermittlungsstelle (CO) die Kanal- und Rausch-Charakteristiken
bestimmt 506 hat, bestimmt 509 die Zentralvermittlungsstelle (CO)
die Aufwärtsstrecken-Leistungsinformationen. Außerdem bestimmt 510 die
entfernte Einheit (RU) die Abwärtsstrecken-Leistungsinformationen,
nachdem die entfernte Einheit (RU) die Kanal- und Rausch-Charakteristiken
bestimmt 508 hat. Als ein Beispiel könnten in einem Mehrfachträger-Modulationssystem
die Leistungsinformationen die Rauschabstände (SNRs) für jeden
der Frequenztöne sein.
Alternativ könnten
unter der Annahme einer vorgegebenen Leistungsgrenze und einer vorgegebenen
Bitfehlerrate (BER) und/oder von Kanal- und Rausch-Schätzungen
(direkt oder fast direkt aus den bestimmten Kanal- und Rausch-Charakteristiken) und/oder
irgendwelcher anderer Informationen, die mit den Signal-Rausch-Informationen
korreliert sein können,
die Leistungsinformationen eine Anzahl der durch jeden der Frequenztöne unterstützten Bits sein.
Was auch immer die An der verwendeten Leistungsinformationen ist,
die Leistungsinformationen basieren auf den zugeordneten Kanal-
und Rausch-Charakteristiken oder werden aus den zugeordneten Kanal-
und Rausch-Charakteristiken abgeleitet. Die Blöcke 506 und 509 sind
von den Blöcken 508 und 510 unabhängig, wobei
folglich die diese Sätze
von Blöcken
parallel ausgeführt
werden können,
wie in 5 dargestellt ist, oder alternativ seriell ausgeführt werden
könnten.
-
Als
Nächstes
leitet 512 die entfernte Einheit (RU) sowohl die Abwärtsstrecken-Leistungsinformationen
als auch diverse Informationen zur Zentralvermittlungsstelle (CO)
weiter. Die diversen Informationen können z. B. Informationen über den
Leitungszustand und/oder Einschränkungen,
Optionen oder Merkmale des Sender/Empfängers und/oder Nachrichten
enthalten. Die diversen Informatio nen könnten außerdem die Ratenanforderungen
von der entfernten Einheit (RU) enthalten. Nach dem Empfangen der
Abwärtsstrecken-Leistungsinformationen von
der entfernten Einheit (RU) bestimmt 514 die Zentralvermittlungsstelle
(CO) die Bit- und Energiezuweisungen der Aufwärtsstrecke und der Abwärtsstrecke.
Die Bit- und Energiezuweisungen können unter Verwendung verschiedener
Zugänge
bestimmt werden, einschließlich
derjenigen Zugänge,
die im US-Patent Nr.5.400.322 und in der internationalen Anmeldung,
Aktenzeichen PCT/US98/09489, eingereicht am 8. Mai 1998, mit dem
Titel METHOD AND APPARATUS FOR SUPERFRAME BIT ALLOCATION beschrieben
sind. Wenn die Zentralvermittlungsstelle (CO) einer der Ratenanforderungen
für die
Datenübertragungen
in der Aufwärtsstrecke
und in der Abwärtsstrecke
nicht entsprechen kann, dann kann die Zentralvermittlungsstelle
(CO) von neuem mit dem Netz für
irgendeine andere Rate, die der Kanal unterstützen kann, verhandeln.
-
Dann
leitet 516 die Zentralvermittlungsstelle (CO) sowohl die
Bit- und Energiezuweisungen der Aufwärtsstrecke und der Abwärtsstrecke
als auch die diversen Informationen zur entfernten Einheit (RU) weiter.
Die diversen Informationen können
z. B. Informationen über
den Leitungszustand und/oder die Leistungsgrenze und/oder Einschränkungen,
Optionen oder Merkmale des Sender/Empfängers und/oder Nachrichten
enthalten. Optional könnte
die Zentralvermittlungsstelle (CO) außerdem die Aufwärtsstrecken-Leistungsinformationen
für die
mögliche
anschließende
Verwendung durch die entfernte Einheit (RU) zur entfernten Einheit
(RU) weiterleiten.
-
An
diesem Punkt sind die Bit- und Energiezuweisungen zwischen der Zentralvermittlungsstelle (CO)
und der entfernten Einheit (RU) ausgetauscht worden. In einer Ausführungsform
sind die Bit- und Energiezuweisungen in Datenspeichertabellen in den
zugeordneten Sender/Empfängern
bei der Zentralvermittlungsstelle (CO) und bei der entfernten Einheit
(RU) gespeichert, wie z. B. in den Tabellen 312 und 328,
die in 3 veranschaulicht sind. Das heißt, die
Zentralvermittlungsstelle (CO) enthält sowohl eine Tabelle der
Bit- und Energiezuweisungen für
Sendungen von der Zentralvermittlungsstelle (CO) als auch eine Tabelle der
Bit- und Energiezuweisungen für
den Empfang der von der entfernten Einheit (RU) gesendeten Daten.
Gleichermaßen
enthält
die entfernte Einheit (RU) sowohl eine Tabelle der Bit- und Energiezuweisungen
für Sendungen
von Daten zur Zentralvermittlungsstelle (CO) als auch eine Tabelle
für die
Bit- und Energiezuweisungen für den
Empfang der von der Zentralvermittlungsstelle (CO) gesendeten Daten.
Nach dem Block 516 ist die Initialisierungsverarbeitung 500 vollständig und
endet.
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6 ist
ein Ablaufplan der Initialisierungsverarbeitung 600 gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung. Die Bit- und Energiezuweisungen für die Initialisierungsverarbeitung 600 werden
anstelle durch die Zentralvermittlungsstelle (CO), wie es für die in 5 veranschaulichte
Initialisierungsverarbeitung 500 der Fall gewesen ist, durch
die entfernte Einheit (RU) bestimmt. Ein Vorteil dieser Ausführungsform
ist, dass die Verarbeitungsbelastung für das Bestimmen der Bit- und
Energiezuweisungen der entfernten Einheit (RU) aufgeladen ist, was
umfangreiche Verarbeitungsbelastungen von der Zentralvermittlungsstelle
(CO) erleichtert, wo die Raum- oder Leistungseinschränkungen
mehr von Belang sind.
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Die
Blöcke 502-510 der
Initialisierungsverarbeitung 600 sind dieselben wie die
entsprechenden Blöcke
der in 5 veranschaulichten Initialisierungsverarbeitung 500,
wobei sie deshalb nicht abermals beschrieben sind.
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Als
Nächstes
leitet 602 die Zentralvermittlungsstelle (CO) die Aufwärtsstrecken-Leistungsinformationen,
die Ratenanforderungen und die diversen Informationen zur entfernten
Einheit (RU) weiter. Die diversen Informationen können z.
B. Informationen über
den Leitungszustand und/oder Einschränkungen, Optionen oder Merkmale
des Sender/Empfängers
und/oder Nachrichten enthalten. Nach dem Empfangen der Aufwärtsstrecken-Leistungsinformationen
von der Zentralvermittlungsstelle (CO) bestimmt 604 die
entfernte Einheit (RU) für
eine ausgewählte
Rate die Bit- und Energiezuweisungen der Aufwärtsstrecke und der Abwärtsstrecke.
Die Bit- und Energiezuweisungen können unter Verwendung verschiedener
Zugänge
bestimmt werden, einschließlich
derjenigen Zugänge,
die im US-Patent Nr. 5.400.322 und in der internationalen Anmeldung,
Aktenzeichen PCT/US98/09489, eingereicht am 8. Mai 1998, mit dem
Titel METHOD AND APPARATUS FOR SUPERFRAME BIT ALLOCATION beschrieben sind.
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Dann
bestimmt ein Entscheidungsblock 606, ob die ausgewählte Rate
einer der von der Zentralvermittlungsstelle (CO) bereitgestellten
Ratenanforderungen entspricht. Wenn die ausgewählte Rate keiner der durch
die Zentralvermittlungsstelle (CO) bereitgestellten Ratenanforderungen
entspricht, dann wird die Initialisierungsverarbeitung 600 neu begonnen.
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Wenn
andererseits die ausgewählte
Rate einer der von der Zentralvermittlungsstelle (CO) bereitgestellten
Ratenanforderungen entspricht, dann wird die Initialisierungsverarbeitung 600 fortgesetzt.
Die entfernte Einheit (RU) leitet 608 dann die Bit- und
Energiezuweisungen der Aufwärtsstrecke
und der Abwärtsstrecke,
die ausgewählten
Raten und die diversen Informationen zur Zentralvermittlungsstelle
(CO) weiter. Die diversen Informationen können z. B. Informationen über den
Leitungszustand und/oder die Leistungsgrenze und/oder Einschränkungen,
Optionen oder Merkmale des Sender/Empfängers und/oder Nachrichten
enthalten. Optional könnte
die entfernte Einheit (RU) außerdem
die Abwärtsstrecken-Leistungsinformationen
für die
mögliche
anschließende
Verwendung durch die Zentralvermittlungsstelle (CO) zur Zentralvermittlungsstelle
(CO) weiterleiten.
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An
diesem Punkt sind die Bit- und Energiezuweisungen zwischen der Zentralvermittlungsstelle (CO)
und der entfernten Einheit (RU) ausgetauscht worden. In einer Ausführungsform
sind die Bit- und Energiezuweisungen in Datenspeichertabellen in den
zugeordneten Sender/Empfängern
bei der Zentralvermittlungsstelle (CO) und der entfernten Einheit (RU)
gespeichert, wie z. B. in den Tabellen 312 und 328,
die in 3 veranschaulicht sind. Das heißt, die Zentralvermittlungsstelle
(CO) enthält
sowohl eine Tabelle der Bit- und Energiezuweisungen für Sendungen
von der Zentralvermittlungsstelle (CO) als auch eine Tabelle der
Bit- und Energiezuweisungen für den Empfang
der von der entfernten Einheit (RU) gesendeten Daten. Gleichermaßen enthält die entfernte
Einheit (RU) sowohl eine Tabelle der Bit- und Energiezuweisungen
für Sendungen
von Daten zur Zentralvermittlungsstelle (CO) als auch eine Tabelle für die Bit-
und Energiezuweisungen für
den Empfang der von der Zentralvermittlungsstelle (CO) gesendeten
Daten. Nach dem Block 608 ist die Initialisierungsverarbeitung 600 vollständig und
endet.
-
In
der obenbeschriebenen Initialisierungsverarbeitung 500, 600 werden
die Bit- und Energiezuweisungen bestimmt. Es sollte jedoch erkannt
werden, dass einige Implementierungen nur die Bestimmung der Bitzuweisungen
erfordern können.
In derartigen Implementierungen ist die Initialisierung im Wesentlichen
dieselbe, mit Ausnahme, dass die Energiezuweisungen weder berechnet
noch gespeichert werden.
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Es
sollte selbstverständlich
sein, dass oben die Bezugnahme auf die Zentralvermittlungsstelle (CO)
unter Bezugnahme auf die 4-6 im Allgemeinen
die Bezugnahme auf eine Seite einer Zentralvermittlung (z. B. einer
Zentralvermittlungseinheit) eines Mehrfachträgermodulations-Übertragungssystems
ist. Als solche können
die durch die Zentralvermittlungsstelle (CO) in der Verarbeitung 400 der Übertragungsstrecke
und der Initialisierungsverarbeitung 500, 600 ausgeführten Operationen
durch irgendwelche Vorrichtungen auf der Seite der Zentralvermittlung,
einschließlich
der Zentralvermittlungsstelle oder einer Verarbeitungs- und Verteilungseinheit,
ausgeführt
werden.
-
Gemäß der Erfindung
ist im Vergleich zu herkömmlichen
Techniken die Menge der Informationen, deren Austausch zwischen
der Zentralvermittlungsstelle (CO) und einer entfernten Einheit
(RU) erforderlich ist, wesentlich verringert. Üblicherweise sind zwei Runden
der Verhandlung oder des Austauschs von Informationen erforderlich
gewesen, um die Bit- und Energiezuweisungen zu bestimmen, wohingegen
mit der vorliegenden Erfindung nur eine einzige Runde der Verhandlung
oder des Austauschs von Informationen verwendet wird. Folglich kann
mit der Erfindung die Initialisierung außerdem schneller erreicht werden,
wobei während
der Initialisierung weniger Daten ausgetauscht werden müssen.
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Die
Vorteile der Erfindung sind zahlreich. Ein Vorteil der Erfindung
ist, dass die Steuerung der Bit- und Energiezuweisungen in einer
Zentralvermittlungsstelle zentralisiert ist. Dies beseitigt die
lästige Notwendigkeit
der herkömmlichen
Techniken, Neustarts und/oder zahlreiche Iterationen der herkömmlichen
Initialisierungsverarbeitung vor dem Abschließen der Bit- und Energiezuweisungen
auszuführen. Ein
weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass der Austausch der Daten
zwischen einer Zentralvermittlungsstelle und einer entfernten Einheit
nur einen einzigen Durchlauf erfordert, wohingegen vorher mehrere
Durchläufe
erforderlich gewesen sind. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist,
dass Änderungen
oder Erweiterungen des Systems leicht ausgeführt werden, ohne die entfernten
Einheiten aktualisieren zu müssen,
da alle Leistungsinformationen in der Zentralvermittlungsstelle
vorhanden sind. Ein noch weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass
die Initialisierungsverarbeitung gemäß der Erfindung für die Verwendung mit
einem auf Superrahmen basierenden System geeignet ist, in dem verschiedene
Superrahmen-Formate für
die Auswahl und Aktivierung durch die Zentralvermittlungsstelle
verfügbar
sind.
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In
dem Fall, in dem eine Superrahmen-Struktur verwendet wird, um die
Daten zu übertragen, kann
die Initialisierungsverarbeitung gemäß der Erfindung auf den Superrahmen
wirken und die Bit- und Energiezuweisungen für den Superrahmen liefern. Die
Initialisierungsverarbeitung gemäß der Erfindung ist
außerdem
geeignet, um der Zentralvermittlungsstelle (CO) zu erlauben, die
Auswahl und die Synchronisation der Superrahmen auszuführen, die mehrere
Rahmen enthalten. Die Verwendung, Auswahl und Synchronisation von
Superrahmen ist in der internationalen Anmeldung, Aktenzeichen PCT/US98/09489,
eingereicht am 8. Mai 1998, mit dem Titel METHOD AND APPARATUS FOR
SUPERFRAME BIT ALLOCATION ausführlicher
beschrieben.
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Während der
stationären
Datenübertragung können die
Bit- und Energiezuweisungen unter Verwendung einer Bit-Austausch-Technik
aktualisiert werden, wie sie z. B. im US-Patent Nr. 5.400.322 beschrieben
ist. Eine derartige Aktualisierung dient dazu, die Bitzuweisung
für den
Rahmen konstant, aber flexibel ge nug zu halten, um die Rauschvarianzen
zu kompensieren, die sich von Träger
zu Träger
innerhalb des Rahmens verändern.
Folglich verlängert
die Bit-Austausch-Technik
vorteilhaft den Zustand der stationären Datenübertragung und verzögert folglich die
Notwendigkeit, den Neustart des Initialisierungsprozesses zu fordern.
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Die
vielen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus
der geschriebenen Beschreibung offensichtlich, wobei folglich beabsichtigt ist,
dass die beigefügten
Ansprüche
alle derartigen Merkmale und Vorteile der Erfindung einschließen.