WO2004110011A1 - Schaltung und verfahren zur crestfaktor-reduzierung - Google Patents

Schaltung und verfahren zur crestfaktor-reduzierung Download PDF

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WO2004110011A1
WO2004110011A1 PCT/EP2004/006004 EP2004006004W WO2004110011A1 WO 2004110011 A1 WO2004110011 A1 WO 2004110011A1 EP 2004006004 W EP2004006004 W EP 2004006004W WO 2004110011 A1 WO2004110011 A1 WO 2004110011A1
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WO
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data symbol
adsl
circuit
path
model
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Ceased
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PCT/EP2004/006004
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English (en)
French (fr)
Inventor
Axel Clausen
Werner Henkel
Dietmar Straeussnigg
Steffen Trautmann
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Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
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Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2614—Peak power aspects
    • H04L27/2623—Reduction thereof by clipping
    • H04L27/2624—Reduction thereof by clipping by soft clipping

Definitions

  • the invention relates to a circuit and a method for reducing the crest factor of a data symbol to be transmitted in a multicarrier data transmission system, in which the data symbol to be transmitted is a function of a plurality of signals provided within a predetermined time interval and each of these signals is assigned to a carrier, wherein each carrier occupies at least one frequency from a transmission data spectrum, at least one carrier being reserved that is not intended for data transmission.
  • multi-carrier data transmission which is also known as “multi-carrier” transmission, as “discrete multitone (DMT)” transmission or as “orthogonal frequency division”
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • Such data transmission is used, for example, in conductor-bound systems, but also in the radio field, for broadcast systems and for access to data networks.
  • Such systems for transmitting data with multicarrier transmission use a multiplicity of carrier frequencies, whereby for data transmission, the data stream to be transmitted is broken down into many parallel partial streams which are transmitted independently of one another in frequency division multiplexing. These partial streams are also referred to as single carriers.
  • a representative of multicarrier data transmission is the ADSL technology, where ADSL stands for "Asymmetry Digital Subscriber Line".
  • ADSL is a technology that describes the transmission of a high bit rate bit stream from a central to the subscriber and a low bit rate from the subscriber to a central
  • the telecommunication line is subdivided into at least one channel for conventional telephone services (ie voice transmission) and at least one further channel for data transmission.
  • ADSL multicarrier data transmission systems
  • a problem associated with this multicarrier data transmission arises from the fact that, due to the superimposition of a large number of individual carriers, these can briefly add up to very high peak values.
  • the ratio of the peak value to the effective value is called the crest factor, its square as
  • the maximum possible modulation of the digital / analog converter and the analog circuit parts must be designed for the maximum peak values occurring in their modulation range and their dynamics or resolution. This means that these circuit parts must be dimensioned much larger than the effective ve modulation. This is accompanied by a correspondingly high operating voltage, which also leads directly to a high power loss. Especially with line drivers, which generally have a non-negligible non-linearity, this leads to a distortion of the signal to be transmitted.
  • Another problem of data transmission with high crest factors is that a very high peak value in the sensor design can exceed the maximum possible modulation. In this case, the transmission signal is limited - this is called clipping. In these cases, however, the transmission signal no longer represents the original transmission signal sequence, so that transmission errors occur.
  • some carriers or carrier frequencies are reserved from the multi-carrier data transmission system (typically about 5% of the spectrum). From these reserved carriers, a function in the time domain with the highest possible, narrow peak in time is generated, which forms the correction signal or the so-called kernel.
  • This kernel which only occupies the reserved carriers, is weighted iteratively with an amplitude factor that is proportional to the difference between the maximum peak value and the desired maximum value, and is subtracted from the transmission signal in the time domain.
  • the kernel is cyclically shifted to the position of the corresponding peak value of the transmission signal, which is responsible for the excessive crest factor.
  • the shift set of the DFT transformation ensures that Even after the move, only the reserved carriers are occupied. An oversampling of the data signal to be sent is not provided here.
  • WO 03/026240 A2 provides that for the reliable detection of peak values between samples of the data signal to be transmitted, the highest possible sampling, or at least a 4-fold oversampling of the data signal is carried out in order to achieve the best possible crest factor - Get reduction.
  • the complexity of the circuit for reducing the crest factor increases, which is necessary in order to ensure the corresponding performance and speed in signal processing compared to a method without oversampling.
  • WO 03/026240 A2 further provides that for the crest factor reduction in the case of an L oversampling in the model branch, a set of L pattern correction functions shifted in time are stored in a memory. are laid. This is necessary because the combination of oversampling and filtering in the event of a time shift in the oversampled raster to a certain extent falsify so-called aliasing components. These aliasing components are undesirable because they result in the L pattern correction functions not exactly matching in form and not being able to be converted into one another by a cyclical time shift.
  • a corresponding set of corresponding, not oversampled pattern correction signals is also required for the operations in the actual signal path.
  • the above-described oversampling of the data signal to be sent in the model path improves the crest factor reduction and thus the quality of the data transmission, but this requires additional circuitry work that is not justified for many applications.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a method and a circuit for reducing the crest factor, which are characterized by the least possible complexity and at the same time high performance and nevertheless ensure the best possible reduction in crest factor.
  • the present invention is based on the knowledge that a 2-fold oversampling represents an acceptable compromise between complexity and performance, in which peak values between the individual sampling values can be detected with sufficient certainty and in which the circuitry complexity required for this is possible Minimum dimension can be reduced.
  • a minimum oversampling by a factor of four (L 4), as described in WO 03/026240 A2, is therefore not necessarily necessary, which leads to a reduction in complexity with the same performance.
  • the present invention relates in particular to multicarrier data transmission systems according to the ADSL or ADSL + standard.
  • ADSL data transmission a sampling frequency of 2.208 MHz and in the case of ADSL + -
  • Data transmission uses a sampling frequency of 4.416 MHz.
  • PSD Power Spectral Density
  • the transmission power in the upper half of the transmission band is underweighted by up to 20 dB compared to the transmission power in the lower half of the transmission band.
  • a data signal to be transmitted with a non-flat power signal spectrum such as is used for example in an ADSL + data transmission, thus has almost the same properties as a 2-times oversampled signal when using a flat PSD power spectrum.
  • the attenuation in the upper frequency range reduces the influence of the band-limiting low-pass filter on the crest factor of the data signal to be transmitted.
  • so-called multi-mode modems can be implemented, which are designed for both ADSL operation and ADSL + operation.
  • ADSL there is a double oversampling
  • ADSL + there is no oversampling.
  • the particular advantage of this embodiment is that the model branch of the circuit for reducing the crest factor can be designed for a single, fixed sampling rate.
  • the model filter downstream of the oversampling block can advantageously be set and modified with a single sampling rate.
  • a further saving is obtained if, instead of a number of pattern correction signals corresponding to the oversampling (L), only a single pattern correction signal is stored in the memory for the model branch. From this stored pattern correction signal, the remaining pattern correction Signals (Ll) derived by means of cyclical time shift and scaling in the time domain. In this way, the total amount of memory can be reduced by about the oversampling factor (L).
  • FIG. 1 shows a greatly simplified representation of a PSD mask in the case of an ADSL data transmission (a) and in the case of an ADSL + data transmission (b);
  • FIG. 2 shows a block diagram of a first exemplary embodiment of the circuit according to the invention for reducing the crest factor for an ADSL + operation
  • FIG. 3 shows a block diagram of a second, particularly preferred exemplary embodiment of the circuit according to the invention for reducing the crest factor for a multi
  • FIG. 1 shows qualitatively two PSD masks, as are used for example in a known ADSL data transmission (a) and ADSL + data transmission (b).
  • PSD Power Spectral Density
  • FIG. 1 denotes the maximum permissible spectral power density of the transmission signal, which is defined by a corresponding standard.
  • the PSD mask 21 for the ADSL data transmission a plurality of carrier frequencies in the range from fO to fl are used for the data transmission. This is a flat PSD mask 21, since the transmission power on all carrier frequencies is normalized to a constant value.
  • data transmission according to the ADSL standard has a flat PSD mask 21, this is not necessarily the case with all data transmission systems based on multicarriers.
  • a non- flat PSD mask 22 used in particular, a non- flat PSD mask 22 used (see Figure 1 (b)) -.
  • the transmission bandwidth is expanded to frequencies f> fl. This higher-frequency part of the extended transmission spectrum in the case of ADSL + extends between the frequencies f1 - f2.
  • the PSD mask 22 for ADSL specifies a lower power density for the higher-frequency spectrum between fl - f2 compared to the low-frequency spectrum between fO - fl. This results in an overall PSD mask 22 for ADSL +, which is quasi stepped, that is to say that is no longer flat.
  • FIG. 2 shows a block diagram of a first exemplary embodiment of the circuit according to the invention for reducing the crest factor, which is designed for ADSL + data transmission.
  • a section of a multi-carrier data transmission system is designated by reference number 1 in FIG.
  • reference number 1 A section of a multi-carrier data transmission system is designated by reference number 1 in FIG.
  • WO 03/026240 A2 already mentioned at the outset, which with regard to the construction of a multicarrier data transmission system and in particular a circuit for reducing the crest factor is fully contained in the present Patent application is involved.
  • Figure 2 only the transmitter-side transmission path 5 is shown, which is arranged between a transmitter, not shown, and a fork circuit, also not shown, which is connected to the corresponding telephone line.
  • An IFFT module 2 a circuit arrangement for reducing the crest factor 3 and an output filter 4 are arranged in succession in the transmission path 5 of the multicarrier data transmission system.
  • the IFFT module 2 receives an input signal X0 from the transmitter, which is modulated by the IFFT module 2 by means of an inverse Fourier transformation.
  • the input signal X modulated in this way is fed to the downstream CF circuit 3 leads.
  • the CF circuit 3 generates a crest factor-reduced output signal Z, which is fed to the downstream output filter 4.
  • the filter 4 After filtering the crest factor-reduced output signal Z, the filter 4 outputs a signal Z ', which is still crest factor-reduced.
  • the CF circuit 3 has a model path 6, which is arranged parallel to a section of the transmission path 5.
  • the model path 6 branches off from the transmission path 5 at the input of the CF circuit 3, so that the modulated input signal X is likewise supplied to the model path 6.
  • This signal X is first fed to a model filter 12.
  • the model filter 12 is an image of the filter 4 or filter chain downstream of the CF circuit 3 that is as accurate as possible. This takes into account the characteristic of the filter 4 and its influence on the signal X to be transmitted. It can thus be ensured that although the output signal Z has been changed by the output filter 4 and thus there is the possibility of generating an excessive crest factor again, the filtered output signal Z 1 nevertheless does not have excessive peak values.
  • the model filter 12 is followed by an analysis and evaluation unit 13, which checks the filtered signal Y to determine whether a peak value is present within a predetermined time interval. It is checked whether the magnitude of the signal Y exceeds a predetermined threshold. If the amplitude of the signal Y exceeds this Threshold is concluded from a peak value and thus from an excessive crest factor, which has to be reduced. In this case, the analysis and evaluation unit 13 also determines the relative temporal position and the value of the amplitude of this peak value within the time interval.
  • the analysis and evaluation unit 13 is advantageously designed as a program-controlled unit, in particular as a microprocessor or microcontroller.
  • the analysis and evaluation unit 13 typically also contains a memory unit in which pattern correction functions are stored. These pattern correction functions are time vectors, for example dirac-like functions, from which the corresponding correction function Y CF is formed by scaling and shifting. If the analysis and evaluation unit 13 has detected a peak value, then it outputs a dirac-like correction signal Y CF.
  • the pre-scaled and already shifted correction signal Y CF is superimposed in the transmission path 5 with the time-appropriately delayed transmission signal X.
  • the superimposition takes place, for example, by subtracting the correction signal Y CF from the corresponding part of the time signal X in the adder 10.
  • feedback paths 17, 18 are also provided in the transmission path 5 and model path 6.
  • the feedback paths 17, 18 in the transmission path 5 and model path 6 as well as those in these paths 5, 6 arranged switches 7, 8, 14 are used for the iterative treatment of the respective signals.
  • the transmission path 5 contains a first switch 7 (start), a second switch 8 (stop), a buffer 9 arranged between these switches 7, 8 and an addition device 10.
  • the buffer device 9 is used for buffering, i.e. the delay of the time signal X supplied on the input side in order to take account of a time delay in the model path 6 and for storing the respective intermediate values from the iteration.
  • a first switch 14 start
  • a buffer device 15 for the iterative treatment of the signals Y in the model path 6.
  • the analysis and evaluation unit 13 also supplies the correction signal Y * CF to the adder 16, in which the correction signal Y * CF is subtracted from the time signal Y in the model path 6.
  • the second iteration loop 18 thus results.
  • FIG. 3 shows a block diagram of a second, particularly preferred exemplary embodiment of the circuit for reducing the crest factor according to the invention.
  • a CF circuit 3 is provided in FIG. 3, which is designed for a multi-mode modem on the transmitter side, which is therefore designed both for ADSL operation and for ADSL + operation ,
  • the sampling frequency is 2.208 MHz and in the case of ADSL + data transmission, the sampling frequency is 4.416 MHz.
  • an oversampling unit 12 is provided in the model path 6. This oversampling unit 11 is connected upstream of the model filter 13. The data signal to be sent is fed to the scanning unit 11 on the input side. The corresponding oversampled data signals X are fed from the oversampling unit 11 to the downstream model filter 12. leads. A double oversampling is provided.
  • the data signal X is switched to the oversampling unit 11 or the bypass unit 19 by means of a switching device 20.
  • the particular advantage of the CF circuit 3 shown in FIG. 3 is that the sampling rate and advantageously also the corresponding coefficients of the model filter 12 have already been adapted both for ADSL operation and for ADSL + operation and therefore not specifically for the different operating modes of the modem must be set. The circuitry outlay can thus be reduced to a minimum.
  • the invention is not limited to the above data transmission systems and methods, but can be extended to all systems and methods based on multi-carrier data transmission for the purpose of reducing the crest factor.
  • the invention is not limited to an ADSL or ADSL + data transmission, but can be extended to all xDSL data transmissions.
  • Crest factor reduction and the specified IFFT modules and filters are conventional hardware components, but they can also be implemented in software.
  • any other transformations suitable for multicarrier transmission can also be used.
  • the invention is also not necessarily limited to a 2-fold or 4-fold oversampling of the data signal to be sent. Rather, it can also be provided that no oversampling, even undersampling or any oversampling takes place here.

Landscapes

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

Abstract

Erfindungsgemässe ist eine Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung vorgesehen: (A) mit einem Sendepfad mit einem zu sendenden Datensymbol;(B) mit einem Modellpfad, der parallel zu einem Abschnitt des Sendepfads angeordnet ist, der ein Modellfilter aufweist, dem das zu sendende nicht-überabgetastete Datensymbol zuführbar ist, wobei das nicht-überabgetastete Datensymbol ein nicht-flaches PSD-Leistungsspektrum aufweist, der eine dem Modellfilter nachgeschaltet angeordnete Analyse- und Auswerteschaltung aufweist, die überprüft, ob die Zeitfunktion des zu sendenden Datensymbols innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls zumindest ein Maximum aufweist, welches betragsmässig eine erste Schwelle überschreitet und/oder die zugehörige Position des Maximum innerhalb des Zeitintervalls bestimmt, und die durch Skalierung und Verschieben einer dirac-ähnlichen Musterfunktion eine Korrekturfunktion abhängig von der Position und der Amplitude des Maximums erzeugt; (C) mit einer Subtrahiereinrichtung, die mit Ausgängen des Modellpfads und des Sendepfads verbunden ist und die die Korrekturfunktion von dem zu sendenden Datensymbol abzieht.

Description

Beschreibung
Schaltung und Verfahren zur Crestfaktor-Reduzierung
Die Erfindung betrifft eine Schaltung und ein Verfahren zur Crestfaktor-Reduzierung eines zu sendenden Datensymbols in einem Mehrträger-Datenübertragungssystem, bei dem das zu sendende Datensymbol eine Funktion einer Vielzahl von innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls vorgesehener Signale ist und jedes dieser Signale einem Träger zugeordnet ist, wobei jeder Träger jeweils mindestens eine Frequenz aus einem Sendedatenspektrum belegt, wobei zumindest ein Träger reserviert ist, der nicht für die Datenübertragung vorgesehen ist.
In der modernen Telekommunikation spielt die hochbitratige Datenübertragung auf einer Teilnehmerleitung eine zunehmend größere Rolle, insbesondere deshalb, da man sich von ihr eine größer nutzbare Bandbreite der zu übertragenden Daten kombiniert mit einer bidirektionalen Datenkommunikation ver- spricht.
Eine Technik, die in jüngster Zeit immer mehr an Bedeutung gewinnt, ist die sogenannte Mehrträger-Datenübertragung, die auch als "Multi-Carrier" -Übertragung, als „Discrete Multitone (DMT) " Übertragung oder als „Orthogonal Frequency Division
Multiplexing (OFDM) " Übertragung bekannt ist. Eine solche Datenübertragung wird beispielsweise bei leitergebundenen Systemen, aber auch im Funkbereich, für Broadcast-Systeme und für den Zugang zu Datennetzen verwendet. Solche Systeme zur Übertragung von Daten mit Mehrträgerübertragung verwenden eine Vielzahl von Trägerfrequenzen, wobei für die Datenübertragung der zu übertragende Datenstrom in viele parallele Teil- strö e zerlegt wird, welche im Frequenzmultiplex unabhängig voneinander übertragen werden. Diese Teilströme werden auch als Einzelträger bezeichnet. Ein Vertreter der Mehrträger-Datenübertragung ist die ADSL- Technik, wobei ADSL für „Asymmetrie Digital Subscriber Line" steht. Mit ADSL ist eine Technik bezeichnet, die die Übertragung eines hochbitratigen Bitstromes von einer Zentrale zum Teilnehmer und eines niederbitratigen, vom Teilnehmer zu einer Zentrale führenden Bitstromes erlaubt. Bei dieser Technik wird die Telekommunikationsleitung in zumindest einen Kanal für herkömmliche Telefondienste (also Sprachübertragung) und mindestens einen weiteren Kanal für die Datenübertragung un- terteilt.
Wenngleich bereits sehr viele Probleme bei solchen Mehrträger-Datenübertragungssystemen wie ADSL gelöst sind, bleiben immer noch einige Probleme ungelöst .
Ein mit dieser Mehrträger-Datenübertragung einher gehendes Problem ergibt sich dadurch, dass infolge der Überlagerung sehr vieler Einzelträger sich diese kurzzeitig zu sehr hohen Spitzenwerten aufaddieren können. Das Verhältnis von Spitzen- wert zu Effektivwert wird als Crestfaktor, sein Quadrat als
PAR (Peak to Average Ratio) bezeichnet. Speziell bei Mehrträgersystemen wie ADSL kann der Crestfaktor sehr groß - zum Beispiel größer als 6 - werden. Auch wenn diese Spitzenwerte in der sich daraus ergebenden Amplitude sehr selten und typi- scherweise nur für sehr kurze Zeitdauern vorhanden sind, stellen sie einen großen Nachteil der Mehrträger-Datenübertragung dar.
Ein großer Crestfaktor verursacht verschiedene Probleme im Gesamtsystem der Datenübertragung:
Die maximal mögliche Aussteuerung der Digital/Analog-Wandler und der analogen Schaltungsteile, zum Beispiel Filter und Leitungstreiber, müssen in ihrem Aussteuerbereich und ihrer Dynamik bzw. Auflösung für die maximal vorkommenden Spitzenwerte ausgelegt sein. Das bedeutet, diese Schaltungsteile müssen wesentlich größer dimensioniert sein, als die effekti- ve Aussteuerung. Dies geht mit einer entsprechend hohen Betriebsspannung einher, was unmittelbar auch zu einer hohen Verlustleistung führt. Speziell bei Leitungstreibern, die im Allgemeinen eine nicht zu vernachlässigende Nichtlinearität aufweisen, führt dies zu einer Verzerrung des zu sendenden Signals.
Ein weiteres Problem der Datenübertragung bei hohen Crestfak- toren besteht darin, dass ein sehr hoher Spitzenwert im Sen- designal die maximal mögliche Aussteuerung überschreiten kann. In diesem Falle setzt eine Begrenzung des Sendesignals ein - man spricht hier von einem Clipping. In diesen Fällen repräsentiert das Sendesignal aber nicht mehr die ursprüngliche Sendesignalfolge, so dass es zu Übertragungsfehlern kommt .
Aus diesem Grunde besteht bei Mehrträger-Datenübertragungs- systemen der Bedarf, solche Spitzenwerte weitestgehend zu unterdrücken oder zu vermeiden. Dieses Problem ist in der Lite- ratur unter dem Begriff Crestfaktor-Reduzierung oder auch
PAR-Reduzierung bekannt. Es existieren hier mehrere Lösungsansätze zur Reduzierung des Crestfaktors :
Bei einem bekannten Verfahren werden einige Träger oder Trä- gerfrequenzen aus dem Mehrträger-Datenübertragungssystem reserviert (typischerweise etwa 5% des Spektrums) . Aus diesen reservierten Trägern wird eine Funktion im Zeitbereich mit möglichst hohem, zeitlich schmalen Spitzenwert erzeugt, die das Korrektursignal bzw. den sogenannten Kernel bildet. Ite- rativ wird dieser Kernel, der lediglich die reservierten Träger belegt, mit einem Amplitudenfaktor gewichtet, der proportional der Differenz von maximalem Spitzenwert und gewünschtem Maximalwert ist, und im Zeitbereich vom Sendesignal subtrahiert. Dabei wird der Kernel an die Stelle des entspre- chenden Spitzenwertes des Sendesignals, der für den überhöhten Crestfaktor verantwortlich ist, zyklisch verschoben. Der Verschiebungssatz der DFT-Transformation stellt sicher, dass auch nach der Verschiebung nur die reservierten Träger belegt werden. Eine Überabtastung des zu sendenden Datensignals ist hier nicht vorgesehen.
In der internationalen Patentanmeldung WO 03/026240 A2 ist ein auf dem vorstehend beschriebenen Verfahren aufbauendes Verfahren beschrieben, bei dem Spitzenwerte im zu sendenden Zeitsignal, die für einen zu hohen Crestfaktor verantwortlich sind, durch iterative Berechnung des Korrektursignals redu- ziert werden. Dabei findet eine Überabtastung des Eingangssignals sowie eine Modellierung der der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung nachgeschalteten Filter statt, um dadurch eine optimale Crestfaktor-Reduzierung und damit eine hohe Qualität der Datenübertragung zu gewährleisten.
Die oben beschriebenen Verfahren bauen auf der Existenz, Manipulation und iterativer Anwendung von Korrektursignalen im Zeitbereich - den sogenannten Kernels - auf. Diese Verfahren arbeiten lediglich im Zeitbereich und sind daher durch ihre Schnelligkeit und geringe Komplexität gekennzeichnet.
Das in der WO 03/026240 A2 beschriebene Verfahren sieht vor, dass für das sichere Erkennen von Spitzenwerten zwischen Abtastwerten des zu sendenden Datensignals eine möglichst hohe Abtastung, zumindest aber eine 4-fache Überabtastung des Datensignals vorgenommen wird, um eine möglichst gute Crestfak- tor-Reduzierung zu erhalten. Mit zunehmender Überabtastung steigt allerdings die Komplexität der Schaltung zur Crestfak- tor-Reduzierung, die nötig ist, um die entsprechende Leis- tungsfähigkeit und Schnelligkeit bei der Signalbearbeitung gegenüber einem Verfahren ohne Überabtastung zu gewährleisten.
Das in der WO 03/026240 A2 beschriebene Verfahren sieht fer- ner vor, dass für die Crestfaktor-Reduzierung im Falle einer L- fachen Überabtastung im Modellzweig ein Satz von L zeitlich verschobenen Musterkorrekturfunktionen in einem Speicher ab- gelegt sind. Dies ist daher erforderlich, da durch die Kombination von Überabtastung und Filterung bei einer Zeitverschiebung im überabgetasteten Raster zu einem gewissen Anteil sogenannte AIiasing-Komponenten die Musterkorrekturfunktionen verfälschen. Diese Aliasing-Komponenten sind unerwünscht, da Sie dazu führen, dass die L Musterkorrekturfunktionen in ihrer Form nicht exakt übereinstimmen und sich nicht durch eine zyklische Zeitverschiebung ineinander überführen lassen. Parallel zu dem Satz von L Musterkorrektursignalen im Modell- pfad wird auch ein entsprechender Satz von korrespondierenden, nicht überabgetasteten Musterkorrektursignalen für die Operationen im tatsächlichen Signalpfad benötigt. Durch das eben beschriebene L- fache Überabtasten des zu sendenden Datensignals im Modellpfad wird zwar die Crestfaktor- Reduzierung und damit die Qualität der Datenübertragung verbessert, jedoch erfordert dies einen schaltungstechnischen Zusatzaufwand, der für viele Anwendungen nicht gerechtfertigt ist .
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung anzugeben, die sich durch eine möglichst geringe Komplexität bei gleichzeitig hoher Leistungsfähigkeit auszeichnen und dennoch eine möglichst optimale Crestfaktor-Reduzierung ge- währleisten.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch eine Schaltung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Multi-Mode-Modem mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie zwei Verfahren mit den Merkmalen der Patentansprüche 9 und 12 gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein 2 -fache Überabtastung einen annehmbaren Kompromiss zwischen Komplexität und Leistungsf higkeit darstellt, bei dem mit hinreichender Sicherheit Spitzenwerte zwischen den einzelnen Abtastwerten detektiert werden können und bei dem der dafür erforderliche schaltungstechnische Aufwand auf ein Mindestmaß reduziert werden kann. Eine Mindestüberabtastung mit dem Faktor vier (L = 4) , wie es in der WO 03/026240 A2 beschrieben ist, ist daher nicht notwendigerweise erforderlich, was zu einer Reduzierung der Komplexität bei gleicher Leistungsfähigkeit führt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf Mehrträger-Datenübertragungssysteme nach dem ADSL- bzw. nach dem ADSL+-Standard. Im Falle einer ADSL-Datenübertragung wird ei- ne Abtastfrequenz von 2,208 MHz und im Falle einer ADSL+-
Datenübertragung eine Abtastfrequenz von 4,416 MHz verwendet. Im Gegensatz zu ADSL wird bei ADSL+ eine nicht-flache PSD- Maske (PSD = Power Spectral Density) verwendet. Bei dieser nicht-flachen PSD-Maske im Falle von ADSL+ ist die Sendeleis- tung in der oberen Hälfte des Sendebandes um bis zu 20 dB gegenüber der Sendleistung der unteren Hälfte des Sendebandes untergewichtet . Damit besitzt ein zu sendendes Datensignal mit einem nicht-flachen Leistungssignalspektrum, wie es beispielsweise bei einer ADSL+-Datenübertragung verwendet wird, nahezu die gleichen Eigenschaften wie ein 2-fach überabgetastetes Signal bei Verwendung eines flachen PSD- Leistungsspektrums . Zusätzlich wird durch die Dämpfung im o- beren Frequenzbereich der Einfluss des bandbegrenzenden Tiefpasses auf den Crestfaktor des zu sendenden Datensignals ver- mindert.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht nun darin, dass im Gegensatz zu der in der allgemeinen Fachwelt bislang geltenden Meinung auf eine Überabtastung im Fal- le einer ADSL+-Datenübertragung verzichtet werden kann, da das Sendesignal im Falle von ADSL+ ohnehin die Eigenschaften eines 2-fach überabgetasteten Signals aufweist. Dies reduziert die Komplexität der gesamten Schaltung zur Crestfaktor- Reduzierung bei gleicher Leistungsfähigkeit ganz erheblich. Das entsprechende senderseitige Modem für die ADSL+-
Datenübertragung lässt sich damit im Vergleich zu einem sol- chen Modem, welches für eine 4-fache Überabtastung des Sendesignals ausgelegt ist, erheblich kostengünstiger herstellen.
In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung lassen sich soge- nannte Multi-Mode-Modems realisieren, die sowohl für einen ADSL-Betrieb als auch einen ADSL+-Betrieb ausgelegt sind. Im Falle von ADSL ist hier eine 2-fache Überabtastung und im Falle von ADSL+ ist keine Überabtastung vorgesehen. Der besondere Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass der Modellzweig der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung auf eine einzige, feste Abtastrate ausgelegt werden kann. Vorteilhafterweise lässt sich das dem Überabtastblock nachgeschaltete Modellfilter eine einzige Abtastrate einstellen und modifizieren.
In einer weiteren Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass gleiche Filter mit gleichen Filterkoeffizienten vorgesehen sind. Ein Zusatzaufwand zur Einstellung und Anpassung der Filterkoeffizienten dieses Modellfilters wäre hier nicht er- forderlich. Dadurch sinkt der Implementierungsaufwand hier zusätzlich. Dies reduziert den Aufwand für die Implementierung eines solchen Multi-Mode-Modems erheblich.
Die Reduzierung der Überabtastung von vier auf zwei im Falle von ADSL und der Verzicht auf eine Überabtastung im Falle von ADSL+ ermöglicht ferner den Betrieb mit reduzierter Taktrate. Dadurch weist der für die Abspeicherung der Musterkorrektursignale erforderliche Speicher auch eine entsprechend reduzierte Speichergröße auf, da lediglich eine entsprechend der Reduzierung der Abtastrate reduzierte Anzahl von Musterkorrektursignalen im Speicher abgelegt werden müssen.
Eine weitere Einsparung erhält man, wenn für den Modellzweig anstelle einer der Überabtastung (L) entsprechenden Anzahl an Musterkorrektursignalen lediglich ein einziges Musterkorrektursignal im Speicher abgelegt wird. Aus diesem abgespeicherten Musterkorrektursignal werden die übrigen Musterkorrektur- Signale (L-l) mittels zyklischer Zeitverschiebung und Skalierung im Zeitbereich abgeleitet. Auf diese Weise kann der gesamte Speicheraufwand etwa um den Faktor der Überabtastung (L) reduziert werden.
Diese Vorgehensweise stellt lediglich eine Approximation für die L-l derart abgeleiteten Musterkorrektursignale dar. Um einen Fehler bei der Crestfaktor-Reduzierung auf ein Mindestmaß zu reduzieren, werden vorteilhafter Weise solche dirac- ähnlichen Musterkorrekturfunktionen für die Crestfaktor-
Reduzierung verwendet, deren zeitverschobene Varianten möglichst ähnlich zueinander sind, das heißt, bei denen Alia- sing-Effekte aufgrund einer Verschiebung vernachlässigbar gering sind. Dadurch kann ohne eine Reduzierung der Leistungs- fähigkeit bei der Datenübertragung der Speicheraufwand im Modellzweig und somit auch der gesamten Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung auf ein Mindestmaß reduziert werden.
In Kombination mit einer festen Abtastrate für den Modell- zweig ergibt sich hier eine weitere Vereinfachung für Multi- Mode-Modems, die sowohl für eine ADSL- als auch eine ADSL+- Datenübertragung ausgelegt sind. Vorteilhafter Weise ergibt sich hier ein konstanter Speicherbedarf, da sowohl der ADSL- Modus wie auch der ADSL+-Modus für die iterative Behandlung des Datensignals im Modellzweig nur noch jeweils eine einzige Musterkorrekturfunktion konstanter Länge (zum Beispiel 2*512) benötigen. Für die iterative Behandlung im Signalpfad benötigt der ADSL-Modus zwei Musterkorrekturfunktionen der Länge 512 bzw. der ADSL+-Modus benötigt lediglich eine Musterkor- rekturfunktion der Länge 1024. Dabei ist mit 512 und 1024 die Anzahl der jeweiligen Träger innerhalb des vorgegebenen Rahmens des Datensignals bezeichnet .
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind den Un- teransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmbar. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt dabei:
Figur 1 eine stark vereinfachte Darstellung einer PSD-Maske im Falle einer ADSL-Datenübertragung (a) und im Falle einer ADSL+-Datenübertragung (b) ;
Figur 2 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbei- spiels der erfindungsgemäßen Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung für einen ADSL+-Betrieb;
Figur 3 ein Blockschaltbild eines zweiten, besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung für ein Multi -
Mode-Modem.
In allen Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktions- gleiche Elemente und Signale - sofern nichts anderes angege- ben ist - gleich bezeichnet worden.
Figur 1 zeigt qualitativ zwei PSD-Maske, wie sie beispielsweise bei einer bekannten ADSL-Datenübertragung (a) und ADSL+-Datenübertragung (b) verwendet werden. PSD (= Power Spectral Density) bezeichnet dabei die maximal zugelassene spektrale Leistungsdichte des Sendesignals, welche durch einen entsprechenden Standard definiert ist.
Bei der PSD-Maske 21 für die ADSL-Datenübertragung werden mehrere Trägerfrequenzen im Bereich von fO bis fl für die Datenübertragung verwendet . Es handelt sich hier um eine flache PSD-Maske 21, da die Sendeleistung auf allen Trägerfrequenzen auf einen konstanten Wert normiert sind. Wenngleich eine Datenübertragung nach dem ADSL-Standard eine flache PSD-Maske 21 aufweist, ist dies nicht notwendigerweise bei allen, auf Multiträgern basierenden Datenübertragungssystemen der Fall. Insbesondere bei der ADSL+-Datenübertragung wird eine nicht- flache PSD-Maske 22 verwendet (siehe Figur 1 (b) )-. Im Unterschied zu der ADSL-PSD-Maske 21 ist hier die Übertragungsbandbreite auf Frequenzen f > fl erweitert. Dieser höherfre- quente Anteil des erweiterten Sendespektrums im Falle von ADSL+ erstreckt sich zwischen den Frequenzen f1 - f2. Die PSD-Maske 22 für ADSL legt für das höherfrequente Spektrum zwischen fl - f2 gegenüber dem niederfrequenten Spektrum zwischen fO - fl eine niedrigere Leistungsdichte fest. Es ergibt sich somit eine Gesamt-PSD-Maske 22 für ADSL+, die quasi ge- stuft ausgebildet ist, dass heißt die nicht mehr flach ist.
Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltung zur Crestfaktor- Reduzierung, welches für eine ADSL+-Datenübertragung ausge- legt ist.
In Figur 2 ist mit Bezugszeichen 1 ein Ausschnitt aus einem Mehrträger-Datenübertragungssystem bezeichnet . Hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise eines solchen Mehrträger- Datenübertragungssystems und insbesondere einer CF-Schaltung wird auf die bereits eingangs erwähnte WO 03/026240 A2 verwiesen, die hinsichtlich des Aufbaus eines Mehrträger- Datenübertragungssystems und insbesondere einer Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung vollinhaltlich in die vorliegende Pa- tentanmeldung miteinbezogen wird. In Figur 2 ist lediglich der senderseitige Übertragungspfad 5 dargestellt, der zwischen einem nicht dargestellten Sender und einer ebenfalls nicht dargestellten GabelSchaltung, die mit der entsprechenden Telefonleitung verbunden ist, angeordnet ist.
Im Sendepfad 5 des Mehrträger-Datenübertragungssystems sind nacheinander ein IFFT-Modul 2, eine Schaltungsanordnung zur Crestfaktor-Reduzierung 3 und ein Ausgabefilter 4 angeordnet. Dem IFFT-Modul 2 wird von dem Sender ein Eingangssignal X0 zugeführt, welches von dem IFFT-Modul 2 mittels inverser Fou- rier-Transformation moduliert wird. Das so modulierte Eingangssignal X wird der nachgeschalteten CF-Schaltung 3 zuge- führt. Die CF-Schaltung 3 erzeugt ein Crestfaktor-reduziertes Ausgangssignal Z, welches dem nachgeschalteten Ausgabefilter 4 zugeführt wird. Nach der Filterung des Crestfaktorreduzierten AusgangsSignals Z gibt das Filter 4 ein Signal Z' aus, welches nach wie vor Crestfaktor-reduziert ist.
Die CF-Schaltung 3 weist zu diesem Zwecke einen Modellpfad 6 auf, der parallel zu einem Abschnitt des Sendepfades 5 angeordnet ist. Der Modellpfad 6 zweigt am Eingang der CF- Schaltung 3 von dem Sendepfad 5 ab, so dass dem Modellpfad 6 ebenfalls das modulierte EingangsSignal X zugeführt wird. Dieses Signal X wird zunächst einem Modellfilter 12 zugeführt. Bei dem Modellfilter 12 handelt es sich um eine möglichst getreue Abbildung des der CF-Schaltung 3 nachgeschal- teten Filters 4 bzw. Filterkette. Damit wird der Charakteristik des Filters 4 und dessen Einfluss auf das zu sendende Signal X Rechnung getragen. Es kann damit sicher gestellt werden, dass, obwohl durch das Ausgabefilter 4 das Ausgangssignal Z verändert wurde und somit die Möglichkeit einer er- neuten Erzeugung eines überhöhten Crestfaktors besteht, das gefilterte Ausgangssignal Z1 dennoch keine überhöhten Spitzenwerte aufweist.
Eine Überabtastung findet in der CF-Schaltung 3 in Figur 2 nicht statt, da im Falle einer ADSL+ Datenübertragung aufgrund der nicht-flachen Struktur der PSD-Maske 22 (siehe Figur 1 (b) ) das Sendesignal X ohnehin die Charakteristik eines 2-fach überabgetasteten Signals aufweist und sich erfindungsgemäß gezeigt hat, dass eine solche Überabtastung zum Zwecke der Crestfaktor-Reduzierung ausreicht.
Dem Modellfilter 12 ist eine Analyse- und Auswerteeinheit 13 nachgeschaltet, die das gefilterte Signal Y dahingehend überprüft, ob innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ein Spitzenwert vorhanden ist. Dabei wird überprüft, ob der Betrag des Signals Y eine vorgegebene Schwelle überschreitet. Überschreitet der Betrag der Amplitude des Signals Y diese Schwelle schließt man auf einen Spitzenwert und damit auf einen überhöhten Crestfaktor, den es zu reduzieren gilt. In diesem Fall bestimmt die Analyse- und Auswerteeinheit 13 auch die relative zeitliche Position und den Wert der Amplitude dieses Spitzenwertes innerhalb des Zeitintervalls.
Vorteilhafterweise ist die Analyse- und Auswerteeinheit 13 als programmgesteuerte Einheit, insbesondere als Mikroprozessor oder Mikrocontroller, ausgebildet.
Das für die Suche eines Spitzenwertes und dessen zeitlicher Position innerhalb eines Zeitintervalls verwendete Verfahren entspricht dem in der WO 03/026240 A2 beschriebenen Verfahren. Diese Druckschrift wird hinsichtlich dieses Verfahrens vollinhaltlich in die vorliegende Patentanmeldung miteinbezo- gen.
Die Analyse- und Auswerteeinheit 13 enthält typischerweise auch eine Speichereinheit, in der Musterkorrekturfunktionen abgespeichert sind. Bei diesen Musterkorrekturfunktionen handelt es sich um Zeitvektoren, zum Beispiel um dirac-ähnliche Funktionen, aus denen durch Skalierung und Verschieben die entsprechende Korrekturfunktion YCF gebildet wird. Hat die Analyse- und Auswerteeinheit 13 einen Spitzenwert detektiert, dann gibt sie ein dirac-ähnliches Korrektursignal YCF aus.
In einer der Analyse- und Auswerteeinheit 13 nachgeschalteten Addiereinrichtung 10 wird das vorskalierte und bereits verschobene Korrektursignal YCF im Sendepfad 5 mit dem zeitlich geeignet verzögerten Sendesignal X überlagert. Die Überlagerung erfolgt zum Beispiel durch Subtraktion des Korrektursignals YCF von dem entsprechenden Teil des Zeitsignals X in der Addiereinrichtung 10.
In Figur 2 sind im Sendepfad 5 und Modellpfad 6 ferner Rückkopplungspfade 17, 18 vorgesehen. Die Rückkopplungspfade 17, 18 im Sendepfad 5 und Modellpfad 6 sowie die in diesen Pfaden 5, 6 angeordneten Schalter 7, 8, 14 dienen der iterativen Behandlung der jeweiligen Signale.
Für die iterative Behandlung der Eingangssignale X enthält der Sendepfad 5 einen ersten Schalter 7 (Start) , einen zweiten Schalter 8 (Stop), einen zwischen diesen Schaltern 7, 8 angeordneten Puffer 9 und eine Additionseinrichtung 10. Die Puffereinrichtung 9 dient der Pufferung, d.h. der Verzögerung des eingangsseitig zugeführten Zeitsignals X, um einer Zeit- Verzögerung im Modellpfad 6 Rechnung zu tragen sowie für eine Abspeicherung der jeweiligen Zwischenwerte aus der Iteration.
Für die iterative Behandlung der Signale Y im Modellpfad 6 ist ein erster Schalter 14 (Start) , eine Puffereinrichtung 15 sowie eine Addiereinrichtung 16 vorgesehen. Die Analyse- und Auswerteeinheit 13 führt das Korrektursignal Y*CF auch der Addiereinrichtung 16 zu, in der das Korrektursignal Y*CF von dem Zeitsignal Y im Modellpfad 6 subtrahiert wird. Es ergibt sich somit die zweite Iterationsschleife 18.
Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild eines zweiten, besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung.
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel in Figur 2 ist in Figur 3 eine CF-Schaltung 3 vorgesehen, die für ein sender- seitiges Multi-Mode-Modem ausgelegt ist, die also sowohl für einen ADSL-Betrieb als auch für einen ADSL+-Betrieb ausgelegt ist. Im Falle einer ADSL-Datenübertragung beträgt die Abtast- frequenz 2,208 MHz und im Falle einer ADSL+-Datenübertragung beträgt die Abtastfrequenz 4,416 MHz. In dem Ausführungsbei- spiel in Figur 3 ist im Modellpfad 6 eine Überabtasteinheit 12 vorgesehen. Diese Überabtasteinheit 11 ist dem Modellfilter 13 vorgeschaltet. Der Übertasteinheit 11 werden eingangs- seitig die zu sendenden Datensignal zugeführt. Die entsprechend überabgetasteten Datensignale X werden von der Überabtasteinheit 11 dem nachgeschalteten Modellfilter 12 zuge- führt. Dabei ist eine 2-fache Überabtastung vorgesehen. Diese 2 -fache Überabtastung ist im Falle einer ADSL-Datenübertragung erforderlich, um die entsprechenden Spitzenwerte zwischen den einzelnen Abtastwerten definiert zu erkennen. Im Falle einer ADSL+-Datenübertragung ist eine solche zweifache Überabtastung aufgrund der nicht-flachen Struktur der PSD- Maske 21 (siehe Figur 1 (a) ) nicht erforderlich. Aus diesem Grunde ist auch eine Überbrückungseinheit 19 vorgesehen, mit der die Überabtasteinheit 11 und damit die zweifache Überab- tastung, überbrückbar ist.
Je nachdem, ob die CF-Schaltung 3 nun im ADSL-Modus oder im ADSL+-Modus betrieben werden soll, wird das Datensignal X mittels einer Schaltvorrichtung 20 auf die Überabtasteinheit 11 oder die Überbrückungseinheit 19 geschaltet. Der besondere Vorteil an der in Figur 3 dargestellten CF-Schaltung 3 besteht darin, dass die Abtastrate und vorteilhafterweise auch die entsprechenden Koeffizienten des Modellfilters 12 sowohl für den ADSL-Betrieb als auch für den ADSL+-Betrieb bereits angepasst sind und somit nicht eigens für die unterschiedlichen Betriebsmodi des Modems eingestellt werden müssen. Der schaltungstechnische Aufwand kann somit auf ein Mindestmaß reduziert werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar .
Insbesondere ist die Erfindung nicht auf die vorstehenden Datenübertragungssysteme und Verfahren beschränkt, sondern lässt sich zum Zwecke der Crestfaktor-Reduzierung auf sämtliche, auf Multiträger-Datenübertragung basierende Systeme und Verfahren erweitern. Insbesondere sei die Erfindung nicht auf eine ADSL- oder ADSL+-Datenübertragung beschränkt, sondern lässt sich auf sämtliche xDSL-Datenübertragungen erweitern. Denkbar sind auch mobile Anwendungen wie DAB (= Digital Audio Broadcasting) , DVB-T (= Digital Video Broadcasting- Terrestrial) oder OFDM-basierte WLAN-Anwendungen (= Wireless Local Area Network) .
Es versteht sich, dass die Elemente der Schaltung zur
Crestfaktor-Reduzierung sowie die angegebenen IFFT-Module und Filter herkömmliche Hardware-Komponenten sind, die aber auch Softwaremäßig realisiert werden können.
Statt einer IFFT lassen sich auch beliebig andere, für Mehrträgerübertragung geeignete Transformationen verwenden.
Auch sei die Erfindung nicht notwendigerweise auf eine 2- fache oder 4-fache Überabtastung des zu sendenden Datensig- nals beschränkt. Vielmehr kann auch vorgesehen sein, dass hier keine Überabtastung, sogar eine Unterabtastung oder eine beliebig hohe Überabtastung stattfindet.
Insbesondere sei die Erfindung nicht auf die vorstehenden Zahlenangaben beschränkt, sondern lässt sich im Rahmen der
Erfindung und des fachmännischen Wissens in beliebiger Weise abändern.
Bezugszeichenliste
1 Mehr räger-DatenübertragungsSystem
2 IFFT-Modul 3 Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung, CF-Schaltung
4 Ausgabefilter, Filterkette
5 Sendepfad
6 Modellpfad
7 Schalter 8 Schalter
9 Puffereinrichtung, Speicher
10 Addiereinrichtung
11 Einheit zur Überabtastung
12 Modellfilter 13 Analyse- und Auswerteeinheit
14 Schalter
15 Puffereinrichtung, Speicher
16 Addiereinrichtung
17 Iterationspfad im Sendepfad 18 Iterationspfad im Modellpfad
19 Überbrückungseinheit
20 (steuerbarer) Schalter
21 PSD-Maske für ADSL-Mode
22 PSD-Maske für ADSL+ -Mode
X0 Eingangssignal
X (IFFT moduliertes) Eingangssignal
X' (überabgetastetes, IFFT-moduliertes) Eingangssignal
Y gefiltertes Signal Z Ausgangssignal
Z' gefiltertes Ausgangssignal
YCF Korrektursignale für den Sendepfad
Y*CF Korrektursignale für den Modellpfad f0,fl,f2 Frequenzen aus dem PSD-Spektrum

Claims

Patentansprüche
1. Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung (3) eines zu sendenden Datensymbols (X) in einem Mehrträger-Datenübertragungs- System (1) , bei dem das zu sendende Datensymbol (X) eine Funktion einer Vielzahl von innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls vorgesehener Signale ist und jedes dieser Signale einem Träger zugeordnet ist, wobei jeder Träger jeweils mindestens eine Frequenz aus einem Sendedatenspektrum belegt, wobei zumindest ein Träger reserviert ist, der nicht für die Datenübertragung vorgesehen ist,
(A) mit einem Sendepfad (5) mit einem zu sendenden Datensymbol (X) ;
(B) mit einem Modellpfad (6) , - der parallel zu einem Abschnitt des Sendepfads (5) angeordnet ist,
- der ein Modellfilter (12) aufweist, dem das zu sendende nicht-überabgetastete Datensymbol (X) zuführbar ist, wobei das nicht-überabgetastete Datensymbol (X) ein nicht-flaches PSD-Leistungsspektrum aufweist,
- der eine dem Modellfilter (12) nachgeschaltet angeordnete Analyse- und Auswerteschaltung (13) aufweist, die überprüft, ob die Zeitfunktion des zu sendenden Datensymbols (X) innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls zumindest ein Maximum aufweist, welches betragsmäßig eine erste Schwelle überschreitet und/oder die zugehörige Position des Maximum innerhalb des Zeitintervalls bestimmt, und die durch Skalierung und Verschieben einer dirac-ähnlichen Musterfunktion eine Korrekturfunk- tion (YCF) abhängig von der Position und der Amplitude des Maximums erzeugt ;
(C) mit einer Subtrahiereinrichtung (10) , die mit Ausgängen des Modellpfads (6) und des Sendepfads (5) verbunden ist und die die Korrekturf nktion (YCF) von dem zu sendenden Datensymbol (X) abzieht.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass im Modellpfad (6) eine Überabtasteinrichtung (11) sowie ein Überbrückungseinrichtung (19) zur Überbrückung der Überabtasteinrichtung (11) vorgesehen ist.
3 . Schaltung nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Schalteinrichtung (20) im Modellpfad (6) vorgesehen ist, die der Überabtasteinrichtung (11) und der Überbrü- ckungseinrichtung (19) vorgeschaltet ist und die das Datensymbol (X) entweder über die Überbrückungseinrichtung (19) oder über die Überabtasteinheit (11) weiterleitet.
4. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet , dass die Überabtasteinrichtung (11) eine 2-fach Überabtastung des Datensymbols (X) vornimmt.
5. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Modellfilter (12) so ausgelegt ist, dass dessen Filterkoeffizienten sowohl für ein über die Überabtasteinrichtung (11) als auch ein über die der Überbrückungseinrichtung (19) dem Modellfilter (12) zugeführtes Datensymbol (X) gleich sind.
6. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Modellfilter (12) als nicht-rekursives Filter (12J) , insbesondere als FIR-Filter (12) , welches die Charakteristik eines der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung (3) nachgeschalteten Filters (4) aufweist, ausgebildet ist.
7. Multi -Mode-Modem für ein Mehrträger-Datenübertragungs- System, welches eine Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung
(3) nach einem der vorstehenden Ansprüche aufweist und welches zur Übertragung von Sendesignalen (X) ausgelegt ist, die ein Leistungsdichtespektrum entsprechend der PSD-Maske (21, 22) sowohl nach dem ADSL-Standard als auch nach dem ADSL+ Standard aufweisen.
8. Verfahren zur Crestfaktor-Reduzierung eines zu sendenden Datensymbols (X) mittels einer Schaltung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das zu sendenden Datensymbol (X) im Falle einer ADSL- Datenübertragung 2-fach überabgetastet wird und im Falle ei- ner ADSL+-Datenübertragung nicht überabgetastet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8 , dadurc h gekenn z e i chne t , dass die Filteroperationen eines Modellfilters (12) im Mo- dellpfad (6) mit einer einzigen Abtastrate durchgeführt werden und zwar sowohl für ein 2-fach überabgetastetes ADSL- Datensymbol (X) als auch für ein nicht-abgetastetes ADSL+- Datensymbol (X) .
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , dass jeweils Korrekturfunktionen konstanter Länge sowohl für die ADSL-Datenübertragung als auch die ADSL+ Datenübertragung verwendet wird.
11. Verfahren zur Crestfaktor-Reduzierung eines zu sendenden Datensymbols (X) mittels einer Schaltung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem im Modellpfad (6) eine L- fache Überabtastung des zu sendenden Datensymbols (X) stattfindet, wobei für den Modell - pfad (6) lediglich ein einziges Musterkorrektursignal für die Crestfaktor-Reduzierung abgespeichert wird und die restlichen L-l Musterkorrektursignale mittels zyklischer Zeitverschiebung und Skalierung im Zeitbereich abgeleitet werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennz ei chne t , dass solche dirac-ähnlichen Musterkorrektursignale für die Crestfaktor-Reduzierung ausgewählt werden, deren zeitverschobene Aliasing-behaftete Varianten möglichst ähnlich zueinander sind.
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