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Dokumentenidentifikation DE102005002522A1 27.07.2006
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Übermittlung eines Kommunikationssignals und eines Datensignals
Anmelder Infineon Technologies AG, 81669 München, DE
Erfinder Sträußnigg, Dietmar, Dr., Villach, AT;
Ferianz, Thomas, Bodensdorf, AT
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte Kraus & Weisert, 80539 München
DE-Anmeldedatum 19.01.2005
DE-Aktenzeichen 102005002522
Offenlegungstag 27.07.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.07.2006
IPC-Hauptklasse H04M 11/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H04M 11/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   H04L 12/66(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   H04L 12/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Für ein kombiniertes Daten- und Sprachübertragungssystem, welches eine erste Übertragungsvorrichtung (10) zur Übertragung eines Kommunikationssignals, zum Beispiel in Form eines analogen Telefonsignals, und eine zweite Übertragungsvorrichtung (20) zur Übertragung eines Datensignals, zum Beispiel in Form eines Breitband-Datenübermittlungssignals, umfasst, wird vorgeschlagen, dass die erste Übertragungsvorrichtung (10) mittels eines Anzeigesignals (8) der zweiten Übertragungsvorrichtung (20) Umschaltungen zwischen Betriebsweisen anzeigt. Abhängig von dem Anzeigesignal (8), welches vorzugsweise den Zeitpunkt und die Art des Umschaltvorgangs anzeigt, wird in der zweiten Übertragungsvorrichtung (20) eine durch den Umschaltvorgang in dem Datensignal hervorgerufene Störung kompensiert. Um den Kompensationsvorgang zu vereinfachen, wird vorzugsweise der Umschaltvorgang zwischen den Betriebsweisen der ersten Übertragungsvorrichtung (10) anhand eines Synchronisationssignals (9) bezüglich definierter Zeitpunkte synchronisiert, an welchen Datensymbole des Datensignals durch das zweite Übertragungssystem (20) übertragen werden.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übermittlung eines Kommunikationssignals und eines Datensignals über eine gemeinsame Übertragungsleitung sowie eine entsprechend ausgestaltete Vorrichtung. Die Erfindung ist insbesondere geeignet für kombinierte oder integrierte Daten- und Sprachübertragungssysteme, wie zum Beispiel DSL-IVD-Systeme (Digital-Subscriber-Line-Integrated-Voice-Data-Systeme).

Bei kombinierten oder integrierten Daten- und Sprachübertragungssystemen, bei welchen beispielsweise digitale Daten mittels eines DSL-Übertragungsverfahrens (Digital-Subscriber-Line-Übertragungsverfahren) übermittelt werden und Sprachdaten mittels eines POTS-Übertragungsverfahrens (Plain-Old-Telephone-Service-Übertragungsverfahren) übertragen werden, d.h. bei einer Kombination aus digitaler Breitband-Datenübermittlung und analoger Telephonie, ist es üblich, so genannte Splitter einzusetzen, über welche sowohl eine Übertragungsvorrichtung für die digitale Breitband-Datenübermittlung, z.B. ein DSL-Modem, als auch eine Übertragungsvorrichtung für ein analoges Telefonsignal mit einer Übertragungsleitung verbunden sind. Bei der Übertragungsleitung handelt es sich in der Regel um eine so genannten Teilnehmeranschlussleitung, welche in einer Zentral- oder Vermittlungsstelle eines Telefonnetzes über eine einer Teilnehmeranschlussleitungsschnittstelle (SLIC, Subscriber Line Interface Circuit) mit einer netzwerkseitigen Übertragungsstrecke verbunden ist. Bei dem Splitter handelt es sich üblicherweise um eine geeignete Kombination aus einem Hochpassfilter, um das in einem hohen Frequenzbereich übertragene Datensignal, d.h. ein digitales Breitband-Datenübermittlungssignal, in die Übertragungsleitung einzukoppeln bzw. daraus auszukoppeln, und einem Tiefpassfilter, um das Kommunikationssignal, d.h. das analoge Telefonsignal, welches in einem niedrigen Frequenzbereich von typischerweise unter 4 kHz übertragen wird, in die Übertragungsleitung einzukoppeln bzw. daraus auszukoppeln.

Für die Übertragungseigenschaften einer Übertragungsvorrichtung ist die Abschlussimpedanz, mit welcher die Übertragungsleitung abgeschlossen ist, wesentlich. Bei einer Übertragungsvorrichtung für ein analoges Telefonsignal treten typischerweise verschiedene Betriebsweisen auf, welche jeweils mit unterschiedlichen Abschlussimpedanzen für die Übertragungsleitung verbunden sind. Bei diesen Betriebsweisen kann es sich beispielsweise um einen so genannten On-Hook-Zustand, einen so genannten Off-Hook-Zustand oder einen so genannten Active-Zustand handeln, welche jeweils mit unterschiedlichen Betriebszuständen eines teilnehmerseitig angeschlossenen Endgeräts verbunden sind. Bei einer Umschaltung zwischen verschiedenen Betriebsweisen der Übertragungsvorrichtung für das analoge Telefonsignal wird die Änderung der Abschlussimpedanz der Übertragungsleitung im Wesentlichen durch die Änderung der Impedanz eines Leitungstreibers dieser Übertragungsvorrichtung, d.h. der Teilnehmeranschlussschnittstelle, bestimmt. Bei integrierten oder kombinierten Daten- und Sprachübertragungssystemen bewirkt die Umschaltung der Betriebsweise der Übertragungsvorrichtung für das analoge Telefonsignal eine Änderung der Abschlussimpedanz des Gesamtsystems und somit auch eine Änderung der Übertragungseigenschaften der Übertragungsvorrichtung für das Breitband-Datenübermittlungssignal. Es treten daher bei Umschaltungen der Betriebsweise in der Übertragungsvorrichtung für das Datensignal transiente Störungen auf, welche die Übertragung des Datensignals beeinträchtigen. Insbesondere können bei der digitalen Datenübermittlung Prüfsummenfehler auftreten, und es kann sogar zum Verbindungsabbruch kommen.

Um die Auswirkungen von Umschaltungen der Betriebsweise der Übertragungsvorrichtung für das analoge Telefonsignal auf die Übertragung des Datensignals möglichst gering zu halten, ist es derzeit üblich, die Splitter mit aufwändigen Trennfiltern, d.h. Filtern hoher Ordnung auszugestalten. Ein Beispiel für ein kombiniertes Daten- und Sprachübertragungssystem gemäß dem Stand der Technik ist in 3 schematisch dargestellt.

Das kombinierte Daten- und Sprachübertragungssystem umfasst eine erste Übertragungsvorrichtung 10' zur Übertragung eines Kommunikationssignals in Form eines analogen Telefonsignals und eine zweite Übertragungsvorrichtung 20' zur Übertragung eines Datensignals in Form eines Breitband-Datenübermittlungssignals gemäß einem DSL-Übertragungsverfahren.

Die erste und die zweite Übertragungsvorrichtung 10', 20' befinden sich in einer Zentralstelle des Telefonnetzes und sind netzwerkseitig mit einer digitalen Übertragungsstrecke 30' verbunden, über welche sowohl die erste als auch die zweite Übertragungsvorrichtung 10', 20' Daten in digitaler Form mit dem Netzwerk austauschen können. Dies bedeutet insbesondere, dass die dem analogen Telefonsignal zu Grunde liegenden Daten zwischen der ersten Übertragungsvorrichtung und dem Netzwerk in digitaler Form übermittelt werden. Eine Umsetzung zwischen digitalen Daten und analogen Telefonsignalen erfolgt in einer Codier-Decodier-Einheit 16' der ersten Übertragungsvorrichtung 10'. Weiterhin ist in der ersten Übertragungsvorrichtung 10' ein Steuermittel 14' zur Umschaltung zwischen verschiedenen Betriebsweisen der ersten Übertragungsvorrichtung 10' vorgesehen. Eine Teilnehmeranschlussleitungsschnittstelle 12' dient der Beaufschlagung der Übertragungsleitung, welche durch ein Paar von Kupferleitungen 2', 3' gebildet ist, mit den analogen Telefonsignalen.

Die zweite Übertragungsvorrichtung 20' für das Datensignal umfasst digitale Signalverarbeitungsmittel 26', ein analoges Frontend 24' und einen Leitungstreiber 22', um die Übertragungsleitung mit dem Datensignal zu beaufschlagen.

Die Verbindung der ersten Übertragungsvorrichtung 10' und der zweiten Übertragungsvorrichtung 20' mit der Übertragungsleitung erfolgt über einen Splitter 5', welcher ein Tiefpassfilter 5a', über welches die erste Übertragungsvorrichtung 10' mit der Übertragungsleitung verbunden ist, und ein Hochpassfilter 5b', über welches die zweite Übertragungsvorrichtung 20' mit der Übertragungsleitung verbunden ist, umfasst. Der Splitter 5' dient insbesondere dazu, zu vermeiden, dass das in einem niedrigen Frequenzbereich übertragene analoge Telefonsignal in die zweite Übertragungsvorrichtung 20' eingekoppelt wird, und zu vermeiden, dass das in einem hohen Frequenzbereich übertragene Datensignal in die erste Übertragungsvorrichtung 10' eingekoppelt wird. Weiterhin sind das Tiefpassfilter 5a' und das Hochpassfilter 5b' derart ausgestaltet, dass transiente Störungen, welche durch Umschaltungen der Betriebsweise der ersten Übertragungsvorrichtung 10' hervorgerufen werden, nicht in die zweite Übertragungsvorrichtung 20' eingekoppelt werden. Hierfür ist es erforderlich, komplexe Filter hoher Ordnung zu verwenden.

Um den Aufwand bei der Ausgestaltung des Splitters geringer zu halten, ist es bekannt, so genannte reduzierte Splitter zu verwenden, welche im Wesentlichen auf Filtern erster Ordnung basieren. Um Störungen aufgrund der Umschaltungen zwischen Betriebsweisen der Übertragungsvorrichtung für das analoge Telefonsignal gering zu halten, ist es in diesem Fall jedoch erforderlich, in dem Tiefpassfilter des Splitters eine entsprechend große Induktivität zu verwenden. Hierdurch entstehen jedoch Probleme bei der Realisierung der länderspezifischen Abschlussimpedanz für die Übertragungsleitung, welche dann im Vergleich zu herkömmlichen Splittern mit Filtern höherer Ordnung nicht mehr mit einer hohen Flexibilität programmiert werden kann. Es werden daher in der Regel für verschiedene Länder auch verschiedene Bestückungsvarianten benötigt. Weiterhin verursacht die Verwendung einer großen Induktivität einen zusätzlichen Materialaufwand und zusätzliche Kosten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, zu ermöglichen, das Auftreten von transienten Störungen bei Umschaltungen der Betriebsweise einer Übertragungsvorrichtung für ein Kommunikationssignal in einer weiteren Übertragungsvorrichtung zur Übertragung eines Datensignals auf einfache und effektive Weise zu vermeiden, insbesondere ohne dass zu diesem Zweck ein Splitter mit einer aufwändigen Filteranordnung erforderlich wäre.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 11. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass zur Übermittlung eines Kommunikationssignals, z.B. eines analogen Telefonsignals, und eines Datensignals, z.B. eines digitalen Breitband-Datenübermittlungssignals, über eine gemeinsame Übertragungsleitung eine erste Übertragungsvorrichtung zur Übertragung des Kommunikationssignals und eine zweite Übertragungsvorrichtung zur Übertragung des Datensignals zum Einsatz kommen, wobei die erste Übertragungsvorrichtung zur Übertragung des Kommunikationssignals über mehrere Betriebsweisen verfügt, zwischen welchen eine Umschaltung veranlasst werden kann. Um Störungen in dem Datensignal der zweiten Übertragungsvorrichtung, welche durch die Umschaltung zwischen den Betriebsweisen der ersten Übertragungsvorrichtung verursacht werden, zu vermeiden bzw. zu kompensieren, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass bei einer Umschaltung zwischen den Betriebsweisen der ersten Übertragungsvorrichtung ein Anzeigesignal von der ersten Übertragungsvorrichtung an die zweite Übertragungsvorrichtung übermittelt wird, und die Störung, welche in dem Datensignal durch die Umschaltung hervorgerufen wird, abhängig von dem Anzeigesignal kompensiert wird. Auf diese Weise kann der Einsatz von aufwändigen Filteranordnungen in einem Splitter, durch welche die Überkopplung von durch Umschaltvorgänge hervorgerufenen transienten Störungen von der ersten Übertragungsvorrichtung auf die zweite Übertragungsvorrichtung verhindert werden soll, vermieden werden.

Vorzugsweise zeigt das Anzeigesignal der zweiten Übertragungsvorrichtung den Zeitpunkt und/oder die Art der Umschaltung zwischen den Betriebsweisen an. Unter Art der Umschaltung zwischen den Betriebsweisen ist insbesondere zu verstehen, dass angezeigt wird, zwischen welchen Betriebsweisen die Umschaltung erfolgt, da mit jeder Betriebsweise im Allgemeinen eine unterschiedliche Abschlussimpedanz eines Leitungstreibers der ersten Übertragungsvorrichtung verbunden ist und somit auch eine unterschiedlich ausgeprägte impulsartige Störung in dem Datensignal zu erwarten ist, wenn zwischen unterschiedlichen Betriebsweisen umgeschaltet wird. Wenn der Zeitpunkt und die Art der Umschaltung zwischen den Betriebsweisen in der zweiten Übertragungsvorrichtung bekannt ist, kann die Störung in dem Datensignal kompensiert werden. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem der Störimpuls, zum Beispiel mittels eines Filters mit endlicher Impulsantwort, eines so genannten FIR-Filters, nachgebildet wird und von dem Datensignal subtrahiert wird.

Die für die Nachbildung des Störimpulses erforderlichen Filterkoeffizienten können auf Basis einer Fourier-Transformation oder auf Basis eines Adaptionsvorgangs ermittelt werden. Weiterhin wird die relative zeitliche Lage der Impulsstörung zu einem Datensymbol des Datensignals ermittelt, um darauf basierend bei Auftreten der Impulsstörung die spektralen Störanteile, d.h. die Koeffizienten zur Nachbildung des Störimpulses, zu berechnen.

Wenn die zweite Vorrichtung Datensymbole des Datensignals zu definierten Zeitpunkten überträgt, ist es besonders vorteilhaft, die Umschaltung zwischen den Betriebsweisen der ersten Übertragungsvorrichtung bezüglich der definierten Zeitpunkte zur Übertragung der Datensymbole zu synchronisieren. Dies geschieht vorzugsweise, indem ein Synchronisationssignal von der zweiten Übertragungsvorrichtung an die erste Übertragungsvorrichtung übermittelt wird.

Durch die Synchronisierung wird erreicht, dass die Umschaltung zwischen den Betriebsweisen der ersten Übertragungsvorrichtung stets in einem festen zeitlichen Verhältnis zu der Übertragung eines Datensymbols des Datensignals erfolgt. Hierdurch wird das Kompensieren der durch den Umschaltvorgang hervorgerufenen Störung in der zweiten Übertragungsvorrichtung erheblich vereinfacht. Insbesondere ist es nicht erforderlich, die spektralen Störanteile bei jedem Umschaltvorgang neu zu berechnen, da der Zeitpunkt der Störung bezüglich des Datensymbols fest vorgegeben ist und somit der nachzubildende Störimpuls lediglich von der Art des Umschaltvorgangs abhängt.

Weiterhin ist es in diesem Fall möglich, das Störsignal nicht durch Nachbildung des Störimpulses, d.h. im Zeitbereich, sondern im Frequenzbereich zu kompensieren. Eine Kompensation im Frequenzbereich bietet insbesondere den Vorteil, dass nicht nur impulsartige Störungen kompensiert werden können, sondern auch zeitperiodische Störungen, z.B. ein so genanntes External Ringing. Da in DSL-Datenübertragungssystemen die Übertragung des Datensignals auf diskreten Einzeltönen basiert, verfügt ein Signalverarbeitungsmittel der entsprechend ausgestalteten Übertragungsvorrichtung üblicherweise auch über Mittel zur Durchführung einer schnellen Fourier-Transformation (FFT). Die spektralen Störanteile zur Kompensation der durch einen Umschaltvorgang hervorgerufenen Störung in dem Datensignal können somit auf besonders einfache Weise mittels der ohnehin bereits vorhandenen Mittel zur Durchführung einer FFT gewonnen werden.

Bei dem Synchronisationssignal handelt es sich vorzugsweise um ein Rahmensynchronisationssignal, welches üblicherweise bei gemäß einem DSL-Übertragungsverfahren arbeitenden Übertragungsvorrichtungen verwendet wird. Das Anzeigesignal und/oder das Synchronisationssignal können beispielsweise über eine separat vorgesehene Steuerleitung oder über eine allgemeine Schnittstelle der Übertragungsvorrichtungen übertragen werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Übermittlung eines Kommunikationssignals und eines Datensignals über eine gemeinsame Übertragungsleitung ist vorzugsweise zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens ausgestaltet und umfasst zu diesem Zweck insbesondere eine erste Übertragungseinrichtung zur Übertragung des Kommunikationssignals und eine zweite Übertragungseinrichtung zur Übertragung des Datensignals, wobei die erste Übertragungsvorrichtung über ein Steuermittel zur Umschaltung zwischen mehreren Betriebsweisen verfügt. Die Vorrichtung ist dazu ausgestaltet, bei einer Umschaltung zwischen den Betriebsweisen der ersten Übertragungsvorrichtung ein Anzeigesignal von der ersten Übertragungsvorrichtung an die zweite Übertragungsvorrichtung zu übermitteln. Die zweite Übertragungsvorrichtung umfasst Signalverarbeitungsmittel, welche dazu ausgestaltet sind, eine durch die Umschaltung zwischen den Betriebsweisen hervorgerufene Störung abhängig von dem Anzeigesignal zu kompensieren.

Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise ein Tiefpassfilter, über welches die erste Übertragungsvorrichtung mit der Übertragungsleitung verbunden ist und ein Hochpassfilter, über welches die zweite Übertragungsvorrichtung mit der Übertragungsleitung verbunden ist. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Kompensation von durch Umschaltvorgänge hervorgerufenen Störungen ist es möglich, die Filter in vereinfachter Form auszugestalten, beispielsweise als Filter erster Ordnung. Hierdurch ergibt sich ein gegenüber herkömmlichen Daten- und Sprachübertragungssystemen deutlich geringerer Realisierungsaufwand, was nicht zuletzt zu einer Einsparung von Kosten führt.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.

1 zeigt schematisch ein Daten- und Sprachübertragungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

2 zeigt schematisch ein Daten- und Sprachübertragungssystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

3 zeigt schematisch ein Daten- und Sprachübertragungssystem gemäß dem Stand der Technik.

1 zeigt schematisch ein Daten- und Sprachübertragungssystem. Das Daten- und Sprachübertragungssystem umfasst eine erste Übertragungsvorrichtung 10 zur Übertragung eines Kommunikationssignals in Form eines analogen Telefonsignals. Weiterhin umfasst das Daten- und Sprachübertragungssystem eine zweite Übertragungsvorrichtung 20 zur Übertragung eines Datensignals in Form eines digitalen Breitband-Datenübermittlungssignals gemäß einem DSL-Übertragungsverfahren. Die erste Datenübertragungsvorrichtung 10 und die zweite Datenübertragungsvorrichtung 20 sind netzwerkseitig mit einer digitalen Übertragungsstrecke 30 verbunden, über welche sowohl dem analogen Telefonsignal zu Grunde liegende Daten in digitaler Form an die oder von der ersten Übertragungsvorrichtung 10 als auch dem Datensignal zu Grunde liegende Daten in digitaler Form an die oder von der zweiten Übertragungsvorrichtung 20 übermittelt werden. Die Verbindung zu dem digitalen Übertragungsmedium 30 kann beispielsweise über eine Rückwandplatine eines Schaltschranks bewerkstelligt sein, in welchem die erste Übertragungsvorrichtung 10 und die zweite Übertragungsvorrichtung 20 als separate Karten oder als eine integrierte Karte eingeschoben sind.

Teilnehmerseitig sind die erste Übertragungsvorrichtung 10 und die zweite Übertragungsvorrichtung 20 über einen Splitter 5 mit einer Übertragungsleitung verbunden. Die Übertragungsleitung kann insbesondere eine Teilnehmeranschlussleitung in einem Telefonnetz darstellen, welche, wie allgemein üblich, durch ein Paar von Kupferleitungen 2, 3 gebildet ist. Der Splitter 5 umfasst ein Tiefpassfilter 5a, welches eine vereinfachte Struktur aufweist und vorzugsweise durch ein Filter erster Ordnung gebildet ist. Das Tiefpassfilter 5a verbindet die erste Übertragungsvorrichtung 10 mit der Übertragungsleitung und gewährleistet die Übertragung des Kommunikationssignals zwischen der ersten Übertragungsvorrichtung 10 und der Übertragungsleitung in einem niedrigen Frequenzbereich unterhalb von 4 kHz. Der Splitter umfasst weiterhin ein Hochpassfilter 5b, welches die zweite Übertragungsvorrichtung 20 mit der Übertragungsleitung verbindet. Das Hochpassfilter 5b gewährleistet die Übertragung des Datensignals zwischen der zweiten Übertragungsvorrichtung 20 und der Übertragungsleitung in einem hohen Frequenzbereich oberhalb von 4 kHz. Das Hochpassfilter 5b umfasst darüber hinaus einen Transformator zur Einkopplung des Datensignals in die Übertragungsleitung.

Die erste Übertragungsvorrichtung 20 umfasst eine Codier-Decodier-Einheit 16, welche netzwerkseitig empfangene digitale Daten decodiert und darauf basierend das Kommunikationssignal erzeugt, welches über die Übertragungsleitung übertragen wird. Gleichermaßen codiert die Codier-Decodier-Einheit 16 das von der Übertragungsleitung empfangene Kommunikationssignal in digitale Form, um sie dann über die digitale Übertragungsstrecke 30 an das Netzwerk weiterzuleiten.

Die Codier-Decodier-Einheit 16 umfasst Synchronisierungsmittel 18, welche ein Steuermittel 14 zur Umschaltung zwischen mehreren Betriebsweisen der ersten Übertragungsvorrichtung 10 ansteuert. Insbesondere wird durch das Steuermittel eine Umschaltung einer Teilnehmerleitungsschnittstelle 12 zwischen verschiedenen Betriebsweise veranlasst, wobei diese Betriebsweisen beispielsweise einem On-Hook-Zustand, einem Off-Hook-Zustand oder einem Active-Zustand entsprechen können.

Die zweite Übertragungsvorrichtung 20 umfasst digitale Signalverarbeitungsmittel 26, ein analoges Frontend 24 und einen Leitungstreiber 22 zum Beaufschlagen der Übertragungsleitung mit dem Datensignal. Die Signalverarbeitungsmittel 26 bzw. das analoge Frontend 24 erzeugen ein Synchronisationssignal 9, welches insbesondere aus einem Rahmensynchronisationssignal des DSL-Übertragungsverfahrens abgeleitet sein kann. Das Synchronisationssignal 9 ist der Codier-Decodier-Einheit 16 der ersten Übertragungsvorrichtung 10 zugeführt.

Zur Übertragung des Datensignals werden von der zweiten Übertragungsvorrichtung 20 Datensymbole einer endlichen Zeitdauer zu definierten Zeitpunkten empfangen oder erzeugt.

Mittels des Synchronisationssignals 9 werden diese definierten Zeitpunkte der ersten Übertragungsvorrichtung 10 angezeigt, so dass die Synchronisierungsmittel 18 die Steuermittel 14 zur Umschaltung zwischen den Betriebsweisen der ersten Übertragungsvorrichtung 10 derart ansteuert, dass die Umschaltvorgänge zwischen den Betriebsweisen bezüglich der definierten Zeitpunkte, zu welchen die Datensymbole des Datensignals in der zweiten Übertragungsvorrichtung 20 erzeugt bzw. empfangen werden, synchronisiert ist. Dies bedeutet, dass eine feste zeitliche Beziehung zwischen der Übertragung eines Datensymbols durch die zweite Übertragungsvorrichtung 20 und dem Umschaltvorgang zwischen den Betriebsweisen der ersten Übertragungsvorrichtung 10 besteht.

Bei der Umschaltung zwischen den Betriebsweisen der ersten Übertragungsvorrichtung 10 erzeugt die erste Übertragungsvorrichtung 10, d.h. die Codier-Decodier-Einheit 16 ein Anzeigesignal 8, welches der zweiten Übertragungsvorrichtung 20 den Zeitpunkt und die Art des Umschaltvorgangs anzeigt. Somit kann die zweite Übertragungsvorrichtung 20 anhand des Anzeigesignals 8 nicht nur erkennen, wann ein Umschaltvorgang erfolgt, sondern auch die Art des Umschaltvorgangs feststellen.

Abhängig von dem Anzeigesignal 8 wird in der zweiten Übertragungsvorrichtung 20 die Störung, welche in dem Datensignal durch den Umschaltvorgang zwischen den Betriebsweisen der ersten Übertragungsvorrichtung 10 hervorgerufen wird, kompensiert. Die Kompensation wird durch die Signalverarbeitungsmittel 26 im Frequenzbereich oder im Zeitbereich bewerkstelligt. Ansätze zur Kompensation von transienten Störungen, welche im vorliegenden Fall zur Kompensation der Störung geeignet sind, sind beispielsweise in der Veröffentlichung „New Approach to Time-domain Equalization and Frequency-domain Transient Compensation for a DMT-based ADSL System", von D. Sträußnigg, A. Kozarev, H. Schenk and J. Bodner, IEEE, Eurocon'2001 beschrieben.

Bei den üblichen DSL-Übertragungsverfahren umfasst das Datensignal eine Anzahl diskreter Einzeltöne. Zur Kompensation der Störung im Frequenzbereich werden daher die entsprechenden spektralen Störanteile der Störung ermittelt und von den entsprechenden spektralen Anteilen des Datensignals subtrahiert, um die Störung zu kompensieren. Die spektralen Störanteile können dabei auf einfache Weise mittels einer schnellen Fourier-Transformation (FFT) ermittelt werden, welche ohnehin zum Funktionsumfang eines Signalverarbeitungsmittels für aus diskreten Einzeltönen zusammengesetzte Datensignale gehört, und somit in den Signalverarbeitungsmitteln 26 nicht gesondert zum Zwecke der Kompensation der Störungen bereitgestellt werden müssen.

Die Kompensation von impulsartigen Störungen kann auch im Zeitbereich erfolgen, wobei die impulsartige Störung beispielsweise mittels eines Filters mit endlicher Impulsantwort, d.h. eines FIR-Filters, nachgebildet wird. Die entsprechenden Koeffizienten des FIR-Filters können mittels einer FFT oder durch einen Adaptionsvorgang ermittelt werden. Für den Adaptionsvorgang wird eine gewisse Anzahl von Umschaltvorgängen durchgeführt und die Filterkoeffizienten des FIR-Filters werden angepasst, so dass die durch den Umschaltvorgang hervorgerufene Störung in dem Datensignal minimiert wird. Die Kompensation im Zeitbereich erfolgt dann, indem die nachgebildete Störung von dem Datensignal subtrahiert wird.

Die zuvor beschriebene Kompensation der Störung in dem Datensignal wird insbesondere dadurch vereinfacht, dass die Störung in einem festen zeitlichen Verhältnis zu den Datensymbolen des Datensignals auftritt. Dies wird dadurch erreicht, dass der Umschaltvorgang zwischen den Betriebsweisen der ersten Übertragungsvorrichtung 10 anhand des Synchronisationssignals 9 mit den Zeitpunkten, zu welchen Datensymbole in dem Datensignal übertragen werden, synchronisiert wird.

Es ist jedoch auch möglich, auf die Synchronisierung der Umschaltvorgänge in der ersten Übertragungsvorrichtung 10 zu verzichten. Ein entsprechendes Beispiel für ein Daten- und Sprachübertragungssystem ist schematisch in 2 dargestellt. Das Daten- und Sprachübertragungssystem von 2 entspricht im Wesentlichen demjenigen von 1, verfügt jedoch nicht über die Synchronisierungsmittel 18. Weiterhin erzeugt die zweite Übertragungsvorrichtung 20 des Daten- und Sprachübertragungssystems von 2 kein Synchronisationssignal an die erste Übertragungsvorrichtung 10.

Bei dem Daten- und Sprachübertragungssystem von 2 wird somit nur der Zeitpunkt und die Art des Umschaltvorgangs von der ersten Übertragungsvorrichtung 10 an die zweite Übertragungsvorrichtung 20 übermittelt. Dies geschieht mittels des Anzeigesignals 8. Auch bei dieser Konfiguration ist ein Kompensieren einer durch den Umschaltvorgang hervorgerufenen impulsartigen Störung in dem Datensignal möglich. Diese kann im Zeitbereich erfolgen. Hierfür wird die impulsartige Störung beispielsweise mittels eines FIR-Filters nachgebildet, wobei die erforderlichen Filterkoeffizienten auf Basis einer FFT oder durch einen Adaptionsvorgang bestimmt werden können. Jedoch ist der Kompensationsvorgang gegenüber dem zuvor beschriebenen Beispiel aufwändiger. Insbesondere ist die relative zeitliche Beziehung der impulsartigen Störung bezüglich eines Datensymbols des Datensignals nicht festgelegt, so dass die Signalverarbeitungsmittel 26 zunächst die relative zeitliche Lage der impulsartigen Störung bezüglich des Datensymbols ermitteln müssen. Dies kann z.B. intern auf Basis des Rahmensynchronisationssignals des DSL-Übertragungsverfahrens erfolgen. Basierend auf der relativen zeitlichen Lage werden dann bei Auftreten der impulsartigen Störung die zum Nachbilden der impulsartigen Störung erforderlichen Filterkoeffizienten für das FIR-Filter berechnet. Da die relative zeitliche Lage der impulsartigen Störung bezüglich eines Datensymbols sich für jeden Umschaltvorgang unterscheiden kann, müssen die spektralen Störanteile für jeden Umschaltvorgang neu berechnet werden.

Die Übermittlung des Anzeigesignals 8 bzw. des Synchronisationssignals 9 zwischen der ersten Übertragungsvorrichtung 10 und der zweiten Übertragungsvorrichtung 20 kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Beispielsweise kann eine separate Steuerleitung vorgesehen sein oder eine unter Umständen bereits vorhandene Mikrocontroller-Schnittstelle der ersten Übertragungsvorrichtung 10 und der zweiten Übertragungsvorrichtung 20 kann verwendet werden.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Übermittlung eines Kommunikationssignals und eines Datensignals über eine gemeinsame Übertragungsleitung (2, 3) mittels einer ersten Übertragungsvorrichtung (10) zur Übertragung des Kommunikationssignals und einer zweiten Übertragungsvorrichtung (20) zur Übertragung des Datensignals,

    wobei die erste Übertragungsvorrichtung (10) über mehrere Betriebsweisen verfügt, zwischen welchen eine Umschaltung veranlasst werden kann,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass das Verfahren umfasst:

    – Übermitteln eines Anzeigesignals (8) von der ersten Übertragungsvorrichtung (10) an die zweite Übertragungsvorrichtung bei einer Umschaltung zwischen den Betriebsweisen, und

    – Kompensieren einer durch die Umschaltung zwischen den Betriebsweisen hervorgerufenen Störung in dem Datensignal abhängig von dem Anzeigesignal (8).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigesignal (8) den Zeitpunkt der Umschaltung zwischen den Betriebsweisen anzeigt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigesignal (8) die Art der Umschaltung zwischen den Betriebsweisen anzeigt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass die zweite Übertragungsvorrichtung (20) Datensymbole des Datensignals zu definierten Zeitpunkten überträgt,

    wobei das Verfahren umfasst:

    – Synchronisieren der Umschaltung zwischen den Betriebsweisen bezüglich der definierten Zeitpunkte zur Übertragung der Datensymbole.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass das Verfahren umfasst:

    – Übermitteln eines Synchronisationssignals (9) von der zweiten Übertragungsvorrichtung (20) an die erste Übertragungsvorrichtung (10), wobei das Synchronisationssignal (9) die definierten Zeitpunkte zur Übertragung der Datensymbole anzeigt.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensieren der Störung eine Kompensation im Frequenzbereich umfasst.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensieren der Störung eine Kompensation im Zeitbereich umfasst.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationssignal und das Datensignal in unterschiedlichen Frequenzbereichen übermittelt werden.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass das Kompensieren der Störung umfasst:

    – Ermitteln von spektralen Störanteilen der Störung in dem Datensignal auf Basis einer schnellen Fourier-Transformation.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass es sich bei dem Kommunikationssignal um ein analoges Telefonsignal handelt, und

    dass es sich bei dem Datensignal um ein Breitband-Datenübermittlungssignal handelt.
  11. Vorrichtung zur Übermittlung eines Kommunikationssignals und eines Datensignals über eine gemeinsame Übertragungsleitung, umfassend:

    – eine erste Übertragungsvorrichtung (10) zur Übertragung des Kommunikationssignals, und

    – eine zweite Übertragungsvorrichtung (20) zur Übertragung des Datensignals,

    wobei die erste Übertragungsvorrichtung (10) über mehrere Betriebsweisen verfügt, zwischen welchen eine Umschaltung veranlasst werden kann,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass die Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, bei einer Umschaltung zwischen den Betriebsweisen ein Anzeigesignal (8) von der ersten Übertragungsvorrichtung (10) an die zweite Übertragungsvorrichtung (20) zu übermitteln, und dass die zweite Übertragungsvorrichtung (20) Signalverarbeitungsmittel (26) umfasst, welche dazu ausgestaltet sind, eine durch die Umschaltung zwischen den Betriebsweisen hervorgerufene Störung abhängig von dem Anzeigesignal (8) zu kompensieren.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11,

    gekennzeichnet durch

    ein Tiefpassfilter (5a), über welches die erste Übertragungsvorrichtung (10) mit der Übertragungsleitung verbunden ist, und

    ein Hochpassfilter (5b), über welches die zweite Übertragungsvorrichtung (20) mit der Übertragungsleitung verbunden ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Tiefpassfilter (5a) als Filter erster Ordnung ausgestaltet ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgestaltet ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als integriertes Daten- und Sprachübertragungssystem ausgestaltet ist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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