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Gebiet der
Erfindung
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Diese Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem
im Allgemeinen und ein Verfahren zum Neuzuordnen von Daten zwischen
Trägern
eines diskreten Mehrton-Kommunikationssystems
im Besonderen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Um interaktive Dienste mit hoher
Datenrate, wie Video-Konferenzhaltung
und Internetzugang, mehreren Privat- und mittelständischen
Geschäftskunden
zugänglich
zu machen, sind Hochleistungskommunikationswege erforderlich. Obwohl
das Glasfaseroptikkabel das bevorzugte Übertragungsmedium für derartige
Dienste mit hoher Datenrate ist, ist es in vorhandenen Kommunikationsnetzwerken
nicht griffbereit, und die Einbaukosten für Glasfaseroptikkabel sind
unerschwinglich. Aktuelle Telefondrahtverbindungen, die aus verdrill ten
Doppelleitungsmedien bestehen, waren nicht zur Unterstützung von
benötigten
hohen Datenraten für
interaktive Dienste, wie Video auf Anforderung oder sogar schnelle
Verbundschaltungen, konstruiert. In Erwiderung darauf ist die asymmetrische
digitale Teilnehmerleitungs ("Asymmetrical
Digital Subscriber Line" (ADSL))-Technologie
entwickelt worden, um die Übertragungsfähigkeiten
innerhalb der feststehenden Bandbreite von vorhandenen gedrillten
Doppelleitungsverbindungen zu erhöhen, was die Bereitstellung
von interaktiven Diensten ermöglicht,
ohne die Installation neuer Glasfaseroptikkabel zu erfordern.
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Diskreter Mehrton ("Discrete Multi-Tone" (DMT)) ist eine
Mehrträger-ADSL-Technik,
die die vorhandene Bandbreite eines Übertragungskanals, wie einer
gedrillten Doppelleitungsverbindung, in eine Anzahl von Frequenzunterkanälen aufteilt.
Diese Unterkanäle
werden auch als Frequenzbins(- träger) bezeichnet. Die DMT-Technik
ist durch das ANSI T1E1.4 (ADSL)-Komitee zur Verwendung in ADSL-Systemen übernommen
worden. In ADSL wird DMT verwendet, um 250 getrennte 4,3125 kHz
Unterkanäle
von 260 kHz bis 1,1 MHz für
die stromabwärtige Übertragung
an den Endanwender und 26 Unterkanäle von 26 kHz bis 138 kHz für die stromaufwärtige Übertragung
durch den Endanwender zu erzeugen. Jedem Bin ist zum Senden mit
jeder Übertragung
eine Anzahl von Bits zugeordnet. Die einem ADSL-System zugeordnete
Anzahl von Bits ist 0 und 2–15
Bits.
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Vor dem Übertragen von Echtzeitdaten
mit einem ADSL-System
findet ein Initialisierungsprozess statt. Während eines ersten Bereichs
des Initialisierungsprozesses findet ein Aktivierungs- und Bestätigungsschritt
statt. Während
diesem Schritt geschieht es, dass im Anschluss an das Ein schalten des
ADSL-Systems ein Sendeaktivierungston erzeugt wird. Transceivertraining
ist der nächste
Schritt des Initialisierungsprozesses. Während dem Transceivertraining
werden die Entzerrungsfilter des ADSL-Systems trainiert und Systemsynchronisation wird
erzielt. Als nächstes
werden die bzw. der Kanalanalyse und -austausch als Teil des Intitialisierungsprozesses
ausgeführt.
während
der bzw. dem Kanalanalyse und -austausch wird das Signal-zu-Rausch-Verhältnis der
Kanäle
festgestellt und Bitladekonfigurationen der Bins und weitere Konfigurationsinformationen
werden übertragen.
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Im Anschluss an den Initialisierungsprozess beginnt
die Echtzeit-Datenübertragung.
Während
der Echtzeit-Datenübertragung
können
sich die mit dem Übertragungsmedium
zusammenhängenden
Merkmale verändern,
was eine variierende Bitfehlerrate (BFR) zur Folge hat. Zwei Faktoren,
die die Merkmale des Übertragungsmediums
beeinflussen können, würden Temperaturveränderungen
und eine variable Rauschquelle einschließen. Beispielsweise kann ein Übertragungsmedium
durch direktes Aussetzen an das Sonnenlicht oder durch mechanisches
Erwärmen
im Allgemeinen während
dem Starten erwärmt werden,
wenn der ADSL-Transceiver vor dem Ende des Initialisierungsprozesses
keine Betriebsbeharrungstemperatur ("steady state operating temperature") erreicht hat. Ein
Beispiel einer variablen Rauschquelle würde einen angrenzenden Dienst,
wie weitere ADSL-Leitungskarten, die innerhalb des gleichen Frequenzspektrums
eine Störung
verursachen, einschließen.
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Veränderungen in den Merkmalen
des Übertragungsmediums
können
durch Beeinflussung der BFR einzelner Träger die Gesamtleistung des ADSL-Systems
beeinflussen. Die Anwendung des Bitwechselns ist vorgeschlagen worden,
um die System leistungsfähigkeit
zu erhalten, wenn eine Veränderung
in der Systemumgebung einzelne Träger beeinflusst hat. Im Stand
der Technik ist der einzelnen Bins zugeordnete mittlere Quadratische
Fehler, ("mean-squared
error" (MSE)) durch
die empfangenden Bereiche des ADSL-Systems überwacht worden. Der MSE stellt
den Fehler an dem Decoder einer übertragenen
Datenkonstellation dar. Jedoch ist der MSE nur für die aktuelle Anzahl von Bits
mit der Konstellation verbunden.
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Das für eine erfolgreiche Datenübertragung bei
einer spezifischen BFR erforderliche SNR beruht auf dem Konstellationsschema.
Aktuelle DMT-Codierkonzepte sind für Bitzuordnungen unterschiedlicher
Größe nicht
einheitlich, wie beispielsweise in 2 gezeigt,
d. h. die SNR-Erhöhung,
die erforderlich ist, um von einer Zweibit- zu einer Dreibitübertragung
zu kommen, ist nicht die gleiche, wie die SNR-Erhöhung, die
erforderlich ist, um von einer Dreibitzu einer Vierbitübertragung
zu kommen. Mit wesentlich unterschiedlichen SNR-Intervallen werden
ausschließlich
auf MSE beruhende Beurteilung in einigen Situationen schlechte Wechsel
zur Folge haben.
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Deshalb kann es sein, dass der Bin
mit dem niedrigsten MSE nicht der beste Kandidat für den Empfang
eines Bins ist. Als Folge kann im Stand der Technik das Wechseln
immer von dem Bin mit dem höchsten
MSE zu dem Bin mit dem niedrigsten MSE eine niedrigere Systemleistung
ergeben. Um dieses anzugehen hat der Stand der Technik einen Schwellenwert
eingestellt, der zwischen den Bestfall- und den Schlimmstfall-MSE-Bins
existieren muss, der ausreichend hoch ist, so dass der niedrigste
MSE-Bin viel besser ist als der höchste MSE, bevor ein Wechsel
stattfindet. Auf diese Weise wird garantiert, dass der Wechsel vorteilhaft
sein wird. Jedoch bedeutet ein großer Schwellenwert, dass die
Systemleistung stark verringert sein muss, bevor ein vorteilhafter Wechsel
stattfinden kann. Als Folge ist die dem Stand der Technik entsprechende
Systemleistung nicht optimal. Außerdem sind die vorgeschlagenen Bitwechselverfahren
gemäß dem Stand
der Technik nicht fähig
zur Ausführung
eines Bitwechsels zwischen Bins, denen null oder zwei Bits zugeordnet sind.
Deshalb wäre
ein wirkungsvolles Verfahren zum Durchführen des Bitwechsels in einem DMT-System
vorteilhaft. Ein weiteres mit dem Bitwechselverfahren gemäß dem Stand
der Technik zusammenhängendes
Problem ist, dass keine Voraussetzungen für einen Bitwechsel geschaffen
sind, wo Fehlerkorrekturtechniken verwendet werden.
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Die EP-A-0 753 948 lehrt das Zuordnen
einer Anzahl von Datenelementen zu einem Satz von Trägern, wobei
die Träger
gemäß einem
vorbestimmten Trägerkriterium
in N Teilsätze
von Trägern
aufgeteilt sind, während
die Datenelemente gemäß einem
vorbestimmten Datenkriterium in N Gruppen von Datenelementen aufgegliedert
sind. Für
jeden Teilsatz von Trägern
und jeder verwandten Gruppe von Datenelementen wird die Verteilung
mittels Informationen von teilsatzabhängigen "erforderliches SNR ("Signal Noise Ratio" = Signal-zu-Rausch-Verhältnis) pro Datenelement"-Tabellen und früher für jeden
Träger
ausgeführten
SNR-Messungen bezogen.
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Die US-A-5 479 447 lehrt ein Verfahren
und Gerät
für adaptive,
bandbreitenvariable, Hochleistungsdatenübertragung eines Mehrträgersignals über digitale
Teilnehmerleitungen, wobei die anfängliche optimale Übertragungsbandbreite
auf der Grundlage anfänglicher
Signal-zu-Rausch- Verhältnis (SNR)-Schätzungen
der orthogonalen Träger
des Mehrträgersystems
identifiziert wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 veranschaulicht
in Blockform ein ADSL-System.
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2 veranschaulicht
eine SNR-Bezugstabelle.
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3–6 veranschaulichen in Flussdiagrammform
ein Verfahren zum Ausführen
eines Bitwechsels.
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Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
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1 veranschaulicht
ein ADSL-System 10. Das ADSL-System 10 umfasst einen entfernten
Terminal 20 und ein durch ein gedrilltes Doppelleitungs-Übertragungsmedium 15 verbundenes
Zentralamt 30. Der entfernte Terminal 20 und das
Zentralamt 30 umfassen jeder eine Systemsteuerung/- regelung 22 bzw. 34.
Außerdem
umfassen der entfernte Terminal 20 und das Zentralamt 30 jeder
einen Transceiver 24 bzw. 32. Das ADSL-System 10 ist
fähig,
die vorliegende Erfindung zu implementieren. In Betrieb überträgt das Zentralamt 30 stromabwärtige Daten über das Übertragungsmedium 15 an
den entfernten Terminal 20. Die Daten werden an dem entfernten
Terminal 20 durch den Transceiver 24 empfangen,
der die empfangenen Daten zur weiteren Verarbeitung an die Systemsteuerung/-regelung 22 liefert.
Die Systemsteuerung/- regelung kann zum Verarbeiten der empfangenen
Daten entweder Software, Firmware oder Hardware verwenden. Auf eine ebensolche
Weise würden
die aufwärtigen
Daten von dem entfernten Terminal 20 über das Übertragungsmedium 15 übertra gen
und von dem Zentralamt-Transceiver 32 empfangen werden,
der Daten an die Systemsteuerung/-regelung 34 liefert.
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2 veranschaulicht
eine SNR-Bezugstabelle zur Verwendung innerhalb des ADSL-Systems 10.
Die SNR-Bezugstabelle
zeigt einen SNR-Bezugs- bzw. -Referenzwert SNRref an, der das SNR ist,
das ein Bin zum Übertragen
einer spezifizierten Anzahl von Bits bei einer spezifizierten Bitfehlerrate (BFR)
benötigt.
Beispielsweise würde
ein als ein SNR von 32 aufweisend festgestellter Bin gemäß der Tabelle
von 2 in der Lage sein,
7 Bits von Daten zu übertragen.
Ferner werden abhängig
von dem Typ der verwendeten Fehlerkorrektur, falls überhaupt,
für eine
spezifische Bitfehlerrate die Werte der SNR-Bezugstabelle variieren.
Zum Beispiel könnte
die Verwendung von Fehlerkorrektur je den SNRref-Wert in 2 um 3 verringern. Für eine BFR
größer als
die von der Tabelle von 2 ist
zu beachten, dass eine spezifische BFR nicht für die Tabelle von 2 spezifiziert ist, wodurch
ebenfalls jeder SNRref-Wert verringert werden würde. Diese Verringerung würde es einem
Bin mit einem SNR von 32 ermöglichen,
8 Bits zu übertragen.
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3–6 veranschaulichen ein Verfahren zum
Implementieren der vorliegenden Erfindung. Bei Schritt 310 kommt
ein Initialisierungsschritt vor. Während diesem Initialisierungsschritt
finden die Aktivierungs- und Bestätigungs-, Transceivertrainings-,
Kanalanalyse- und Wechselfunktionen statt. Im Anschluss an den Initialisierungsprozess 310 beginnt die Übertragung
von Echtzeitdaten.
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Bei Schritt 311 überwacht
das ADSL-System 10 die SNR-Werte der Träger. Durch Überwachen der SNR-Werte der
Träger
kann festgestellt werden, ob sich Merkmale des ADSL-Systems so verändert haben,
dass sie die Datenkapazität
oder die Bitfehlerrate des ADSL-Systems 10 beeinflussen.
Als nächstes
wird bei Schritt 312 für
jeden Bin die aktuelle Spanne festgestellt. Ein bestimmtes Verfahren
zum Feststellen der aktuellen Spanne für einen einzelnen Bin wird
durch folgende Gleichung bestimmt: SNR (i) – SNRref(ANZi), wobei SNR(i)
der SNR-Wert aus Schritt 311 für
einen spezifischen Bin (i) ist, ANZi die dem Bin (i) zugeordnete
Anzahl von Bits ist und SNRref(ANZi) der SNRref-Wert aus der SNR-Tabelle
für die
Anzahl von Bits ANZi ist. Diese Gleichung liefert eine aktuelle
Spanne (AS), die für
die Qualität
des Kanals indikativ ist. Zum Beispiel würde ein Bin mit einer aktuellen
Spanne von 7 eine bessere ihm zugeordnete Fehlerrate aufweisen,
als ein Bin mit einer aktuellen Spanne von 4.
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Als nächstes wird bei Schritt 313 für jeden Bin
eine projizierte Spanne (PS) festgestellt. In einer Ausführungsform
der Erfindung wird für
jeden Bin die PS errechnet durch Nehmen des SNR-Wertes aus Schritt 311 für jeden
Bin und Subtrahieren des SNRref-Wertes für eine projizierte Anzahl von
Bits von diesem, wie durch die folgende Gleichung bestimmt: SNR(i) – SNRref(ANZi
+ inc). Zu beachten ist, dass der Wert von (inc) ein erhöhender Betrag
ist, wobei inc die kleinste Anzahl von Bits ist, um die der aktuelle
Bin (i) erhöht
werden kann. Da die ANSI T1E1-Beschreibung es nicht zulässt, dass
ein einzelner Bit einem Bin zugeordnet wird, wird der erhöhende Betrag (inc)
für einen
Bin mit null ihm zugeordneten Bits zwei sein, während der erhöhende Betrag
für einen
Bin mit zwei bis 14 ihm zugeordneten Bits eins und für Bins mit
15 ihm zugeordneten Bits null sein wird.
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Wenn zum Beispiel ein Bin null ihm
zugeordnete Bits aufweist, beruht die projizierte Spanne auf einer
erhöhen den
Zuordnung von zwei Bits. Deshalb würde die projizierte Spanne
das SNR des Bins minus den SNRref-Wert für zwei Bits sein. Mit Bezugnahme
auf 2 ist das SNRref
für zwei
Bits 14, deshalb würde
die PS das SNR des Bins minus 14 sein. Wenn ein Bin aktuell insgesamt
sechs ihm zugeordnete Bits aufweist, würde die nächste projizierte Anzahl zugeordneter
Bits 7 Bits für
eine Zuordnungserhöhung
von einem Bit sein. Deshalb würde
ein Bin mit aktuell zugeordneten 6 Bits eine projizierte Signal-zu-Rausch-Spanne
von SNR – 30
haben. Zu beachten ist, dass angenommen wird, dass das anängliche
SNR für
jeden einzelnen Bin während
dem Initialisierungsschritt 310 festgestellt und durch
Schritt 311 aktualisiert worden ist.
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Als nächstes wird bei Schritt 314 für eine vorgegebene Übertragungsrichtung,
stromaufwärts
oder stromabwärts,
estgestellt, welche Bins die maximale projizierte Spanne aufweisen
und welche Bins die minimale aktuelle Spanne aufweisen. Wenn zum
Beispiel die Stromabwärts-Bins
erwogen werden, würde MAX1
der Stromabwärts-Bin
mit der größten projizierten
Spanne aller Stromabwärts-Bins
sein, und MAX2 würde
den Bin mit der zweitgrößten projizierten
Spanne der Stromabwärts-Bins
darstellen. Diese Bins stellen die besten Bins für eine zusätzliche Bitzuordnung dar. Wo
die projizierte Spanne eines einzelnen Bins im Verhältnis zu
allen anderen Bins groß ist,
sollte jedoch beachtet werden, dass es möglich ist, dass der MAX1-Bin
und der MAX2-Bin derselbe Bin sind. Bei Schritt 314 werden
Bins, die 15 ihnen zugeordnete Bits aufweisen, aus der MAX-Binberücksichtigung
entfernt, da sie keine Kandidaten für eine zusätzliche Zuordnung sind.
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Im Gegensatz dazu würde bei
Schritt 314 der MIN1-Bin der Bin mit der kleinsten aktuellen
Spanne sein, während
der MIN2-Bin der Bin mit der nächst kleinsten
aktuellen Spanne sein würde.
Diese stellen die besten Bins für
das Entfernen von Bits von ihnen dar. wie mit den MAX-Bits wäre es sowohl
für den MIN1-Bin
als auch den MIN2-Bin möglich,
derselbe Bin zu sein. Zu Erörterungszwecken
wird die spezifische Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf eine Abwärtsübertragung
erörtert.
Ein Fachmann in der Technik wird erkennen, dass die vorliegende
Erfindung gleichermaßen
auf Aufwärtsübertragungen
anwendbar ist. Bei Schritt 314 werden Bins, die null Bits
aufweisen, aus der Berücksichtigung
als MIN-BIN entfernt, weil aus einem Bin mit null Bits keine Bits
entfernt werden können.
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Bei Schritt 320 wird eine
Feststellung getroffen, ob die projizierte Spanne des MAX1-Bins
größer als
die aktuelle Spanne des MIN1-Bins plus einen bestimmten Schwellenwert
ist. Falls der Schwellenwert auf null gesetzt wird, stellt der Schritt 320 fest,
ob ein Bitwechsel zwischen den MAX1- und MIN1- Bins die Leistung des Systems
verbessern wird. Da es möglich
wäre, eine
Verbesserung zu erlangen, die so gering ist, dass sie die mit einem
Wechsel zusammenhängende
Verarbeitungszeit nicht gewährleistet, kann
zum Spezifizieren eines minimalen Verbesserungspegels ein Schwellenwert
verwendet werden. Anders als der Stand der Technik lässt die
vorliegende Erfindung die Verwendung eines geringen Schwellenwertes
zu. Wenn bei Schritt 320 festgestellt wird, das sich der
vorgeschlagene Wechsel nicht lohnt, findet kein Wechsel statt, und
der Ablauf schreitet weiter zu Schritt 333, wo die Feinverstärkungen
des Systems eingestellt werden können
und im Anschluss an Schritt 333 zu Schritt 311,
wo das Überwachen
der SNR-Werte der Träger
fortgesetzt wird. Wenn festgestellt wird, dass ein Bitwechsel potentiell
vorteilhaft ist, schreitet der Ablauf von Schritt 320 zu
Schritt 321.
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Bei Schritt 321 wird festgestellt,
ob im Anschluss an einen potentiellen Wechsel die Anzahl benutzter
Bins gleich bleibt. Jedoch sollte beachtet werden, dass der Wechsel
später
im Ablauf noch annulliert werden kann. Ein Bin wird als "benutzter" Bin definiert, wenn
er während
einer Übertragung
Daten überträgt. Falls
der Bin null ihm zugeordnete Bits aufweist, wird er als "unbenutzter" Bin definiert. Im
Allgemeinen wird zum Speichern von Binladeinformationen eine Bitzuordnungstabelle
(BZT) verwendet. Die Verwendung einer BZT wird in den Abläufen angezeigt,
wo BZT(MIN1) die dem MIN1-Bin zugeordnete Anzahl von Bits darstellen
würde.
Falls die Anzahl benutzter Bins im Anschluss an einen Wechsel gleich bleibt,
wird das als einfacher Wechsel betrachtet, und der Ablauf schreitet
zu Schritt 330, der mit FALL A gekennzeichnet ist, und
weiter mit Bezugnahme auf 4.
Ein einfacher Wechsel findet statt, wenn entweder ein einzelnes
Bit zwischen zwei Bins gewechselt wird, oder wenn zwei Bits zwischen
zwei Bins gewechselt werden. Ein einfacher Wechsel zwischen zwei
Bins findet statt, wenn die dem MAX1-Bin zugeordnete Anzahl von
Bits gleich null ist und die dem MIN1-Bin zugeordnete Anzahl von
Bits gleich 2 ist oder wenn eine dem MAX1-Bin zugeordnete Anzahl von
Bits größer als
0 ist und die dem MIN1-Bin zugeordnete Anzahl von Bits größer als
2 ist.
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Falls die Bedingung von Schritt 321 nicht
erfüllt
wird, dann findet kein einfacher Wechsel statt, und der Ablauf schreitet
zu Schritt 322. Bei Schritt 322 wird die für den Wechsel
benötigte
Anzahl von Bins vermutlich eine Veränderung in der Anzahl benutzter
Bins bewirken. Dies findet statt, weil ein unbenutzter Bin als MAX1
identifiziert worden ist oder ein benutzter Bin mit zwei ihm zugeordneten
Bits als MIN1 identifiziert worden ist. Unbenutzten Bins müssen zwei
Bits zugeordnet werden, weil die ANSI-Beschreibung Einzelbitzuordnungen nicht
zulässt.
Deshalb müssen
der MIN1- und der MIN2-Bin zum Entfernen des von dem MAX1-Bin benötigten zweiten Bits
verwendet werden, es sei denn, der MIN1-Bin weist exakt zwei Bits
auf, eine Situation die, Schritt 321 vorausgesetzt, nun
ausgeschlossen ist. Gleichfalls müssen zwei Bits aus Bins mit
zwei Bits entfernt werden. Falls der MIN1-Bin exakt 2 Bits zum Entfernen
hat, werden deshalb die MAX1- und MAX2-Bins bei Schritt 322 benötigt werden.
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Bei Schritt 322 wird eine
Feststellung getroffen, ob die dem MAX1-Bin zugeordnete Anzahl von Bits
gleich null ist. Falls die dem MAX1-Bin zugeordnete Anzahl von Bits
gleich null ist, werden insgesamt zwei Bits benötigt werden, eines aus dem
MIN1-Bin und eines aus dem MIN2-Bin, und der Ablauf schreitet zu
FALL B von Schritt 331, der in weiteren Einzelheiten in 5 veranschaulicht wird.
Falls die dem MAX1-Bin zugeordnete Anzahl von Bits nicht gleich null
ist, muss jedem der MAX1- und MAX2-Bins ein Bit zugeordnet werden
und der Ablauf schreitet zu FALL C von Schritt 332, der
in 6 weiter veranschaulicht
wird. Im Anschluss an die Rückkehr
von den Fällen
A, B und C schreitet der Ablauf zu Schritt 333, wo die
Verstärkungsfeinveränderungen
implementiert werden können,
wie später
erörtert
werden wird.
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4 veranschaulicht
ausführlicher
den einfachen Wechsel von FALL A 330 von 3. Bei Schritt 410 wird eine
Feststellung getroffen, ob null dem MAX1-Bin zugeordnete Bits bestehen.
Falls der MAX1-Bin nicht null ihm zugeordnete Bits aufweist, dann
ist es möglich,
dass ein einzelnes Bit dem MAX1-Bin hinzugefügt wird, wie in Schritt 403 angezeigt.
Bei Schritt 403 wird die Kapazität des MAX1-Bins um 1 erhöht, während die
Bitkapazität des
MIN1-Bins in der Bitzuordnungstabelle um 1 verringert wird. Deshalb
wird, wenn bei Schritt 410 festgestellt wird, dass der
MAX1-Bin nicht null gleicht, ein einzelnes Bit gewechselt oder zwischen
den MAX1- und MIN1-Bins wieder zugeordnet. Zu Schritt 410 zurückkehrend,
wenn die Feststellung getroffen wird, dass die Anzahl von Bits in
dem MAX1-Bin gleich null ist, dann ist bekannt, dass zwischen den
MAX1- und MAX2-Bins zwei Bits gewechselt werden müssen, und
der Ablauf schreitet zu Schritt 402. Bei Schritt 402 wird
die in der Bitzuordnungstabelle dem MAX1-Bin zugeordnete Bitladung
um zwei erhöht, während die
in der Bitzuordnungstabelle dem MIN1-Bin zugeordnete Bitladung um zwei verringert wird.
Als nächstes
schreitet der Ablauf von beiden Schritten 402 und 403 aus
zu Schritt 333 von 3.
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5 veranschaulicht
den FALL B 331 von 3 ausführlicher.
Bei Schritt 510 wird eine Feststellung getroffen, ob Fehlerkorrigieren,
wie Trellis-Codieren, verwendet wird. Wenn Trellis-Codieren als
Fehlerkorrekturverfahren verwendet wird, ist es für unsere
Ausführungsform
des Trellis-Codierens notwendig, festzustellen, ob eine gerade Anzahl
benutzter Bins besteht. Wenn Fehlerkorrektur verwendet wird und
irgendein mit der Fehlerkorrektur in Zusammenhang stehendes spezifisches
Kriterium erfüllt
wird, wie vorste hend vorgebracht, schreitet der Ablauf von 5 zu Schritt 503.
Eine WEI 4D Trellis-Fehlerkorrektur angenommen, wird bei Schritt 503 die
mit dem MAX1-Bin zusammenhängende
Datenzuordnung um 2 erhöht,
während
die mit dem MIN1-Bin
zusammenhängende
Bitzuordnung um 1 verringert wird. Der MAX1-Bin wird einmal für den Zuordnungsbit
erhöht,
der aus dem MIN1-Bin gewechselt wird und noch einmal zum Berücksichtigen
eines durch den Trellis-Codieralgorithmus verwendeten zusätzlichen
Fehlerkorrekturbits. Zu beachten ist, dass andere Implementierungen
von Trellis andere Fehlerkorrekturbit-Anforderungen haben können. Als nächstes wird
ein Zähler,
der die Gesamtzahl der benutzten Bins, BIN_ANZ, um 1 erhöht. Die
Gesamtzahl benutzter Bins wird verfolgt, um die Trellis-Codierung
zu unterstützen,
die in einer Implementierung für
jede 2 benutzte Bins die Zuordnung eines zusätzlichen Overheadbits erfordert.
Da MAX1 vorher unbenutzt war, wurde es vorher in der Zählung von BIN_ANZ
nicht reflektiert.
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Zurückkehrend zu Schritt 510,
wenn Fehlerkorrektur nicht verwendet wird oder, wie beim Trellis-Codieren,
irgendein anderes Kriterium nicht erfüllt wird, schreitet der Ablauf
zu Schritt 511. Bei Schritt 511 wird eine Feststellung
getroffen, ob mehr als zwei dem MIN2-Bin zugeordnete Bits bestehen
oder nicht. Im Falle, dass mehr als 2 Bits dem MIN2-Bin zugeordnet
sind, schreitet der Ablauf zu Schritt 502. Bei Schritt
502 wird die Zuordnung zu dem MAX1-Bin um 2 erhöht. Wie vorhergehend erörtert, ist
es erforderlich, den MAX1-Bin um 2 zu erhöhen, weil der MAX1-Bin vorher
unbenutzt war und einem unbenutzten Bin ein Minimum von 2 Bits zugeordnet
werden müssen.
Außerdem
wird BIN_ANZ um 1 erhöht, um
den MAX1-Bin zu berücksichtigen,
der vorher unbenutzt war. Als nächstes
werden der MIN1-Bin und der MIN2-Bin beide um 1 Bit verringert.
Durch das Verringern des MIN1- und des MIN2-Bins bleibt die Gesamtzahl
der allen Bins zugeordneten Bits gleich. Als nächstes schreitet der Ablauf
von Schritt 502 aus zu Schritt 333 von 3.
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Zurückkehrend zu Schritt 511,
falls bei Schritt 511 festgestellt wird, dass der MIN2-Bin
nicht größer als
zwei ist, schreitet der Ablauf zu Schritt 512. Zu beachten
ist, dass die Möglichkeit
der Zuordnung von null Bits zu dem MIN2-Bin bei Schritt 314 beseitigt wurde.
Deshalb ist bei Schritt 512 die MIN2-Zuordnung gleich zwei.
Sobald der Ablauf zu Schritt 512 geschritten ist, wird
jeder Wechsel, der stattfindet, eine Zuordnung eines Datenbits zu
dem MAX2-Bin erfordern. Der Schritt 512 stellt fest, ob
dem MAX2-Bin Daten hinzugefügt
werden können,
ohne dass die Gesamtsystemleistung nachteilig beeinflusst wird.
Dies wird bewerkstelligt mittels Vergleichen der projizierten Spanne
des MAX2-Bins mit der aktuellen Spanne des MIN1-Bins und Feststellen,
ob er größer als
die aktuelle Spanne des MIN1-Bins
plus einen bestimmten Schwellenwert ist oder nicht. Außerdem wird
bei Schritt 512 eine Feststellung getroffen, ob die Zuordnung
zu dem MAX2-Bin größer als null
ist. Falls die Zuordnung zu dem MAX2-Bin gleich null ist, dem MAX2-Bin
zwei Bits zugeordnet werden müssten
und nur ein Bit verfügbar
ist, kann deshalb kein Wechsel stattfinden, und der Ablauf schreitet
direkt zu Schritt 333. Falls gleichfalls festgestellt wird, dass
es nicht vorteilhaft ist, den Wechsel auszuführen, schreitet der Ablauf
von Schritt 512 aus ebenfalls direkt zu Schritt 333 von 3.
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Wenn jedoch die Bitladung des MAX2-Bins größer als
null ist und der Wechsel als vorteilhaft festgestellt wird, schreitet
der Ablauf zu Schritt 501. Bei Schritt 501 wird
die Datenzuordnung an den MAX1-Bin um 2 erhöht. Die Zuordnung zu dem MIN1-Bin
wird um 1 verringert. Falls keine weiteren Wechsel stattfinden sollten,
wäre eine
Situation gegeben, wo ein Zusatzbit zugeordnet worden ist. Dieses
Zusatzbit wird aus dem MIN2-Bin verringert, weil jedoch bei Schritt 501 exakt
zwei Bits dem MIN2-Bin zugeordnet werden, ist es nicht möglich, ein
einzelnes Bit aus dem MIN2-Bin zu verringern. Deshalb werden 2 Bits
aus dem MIN2-Bin abgezogen, was zur Folge hat, dass ein Zusatzbit
entfernt wird. Wie in 5 veranschaulicht,
wird dieses Bit dem MAX2-Bin zugeordnet. Die Gesamtauswirkung ist, dass
insgesamt 3 Bits gewechselt worden sind, um die Leistung des ADSL-Systems 10 zu
verbessern. Im Anschluss an Schritt 501 schreitet der Ablauf
zu Schritt 333 von 3.
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6 veranschaulicht
den FALL C 332 von 3 ausführlicher.
Bei Schritt 611 wird eine Feststellung getroffen, ob eine
Fehlerkorrektur, wie das Trellis-Codieren, eingeschaltet ist. wenn
Trellis-Codieren als Fehlerkorrekturverfahren verwendet wird, ist
es ebenfalls erforderlich, festzustellen, ob sich eine ungerade
Anzahl benutzter Bins in dem Kanal befindet. Falls die Fehlerkorrekturbedingungen
von Schritt 611 zutreffen, schreitet der Ablauf zu Schritt 601.
Bei Schritt 601 wird die mit dem MAX1-Bin zusammenhängende Bitzuordnung
um 1 erhöht,
während
die mit dem MIN1-Bin
zusammenhängende
Bitzuordnung um 2 verringert wird. Die Bitzuordnung zu dem MIN1-Bin
wird einmal wegen dem Bitwechsel verringert und ein zweites Mal
weil ein Trellis-Bit nicht länger
benötigt
wird. Das Trellis-Bit wird nicht länger benötigt, weil sich die Anzahl
benutzter Bins von einer ungeraden Anzahl von Bins in eine gerade
Anzahl von Bins verändert.
Um die Veränderung
in der Anzahl von Bins zu dokumentieren, wird die Binzählung BIN_ANZ
um eins verringert. Im Anschluss an Schritt 601 schreitet
der Ablauf zu Schritt 333 von 3.
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Falls bei Schritt 611 die
Fehlerkorrektur nicht verwendet wird oder andere Fehlerkorrekturkriterien nicht
erfüllt
werden, schreitet der Ablauf zu Schritt 612. Bei Schritt 612 wird
eine Feststellung getroffen, ob die projizierte Spanne des MAX2-Bins (PS(MAX2))
größer ist
als die aktuelle Spanne des MIN1-Bins (AS(MIN1)) plus einen bestimmten Schwellenwert.
Die Feststellung von Schritt 612 wird durchgeführt, um
festzustellen, ob ein in den MAX2-Bin gewechseltes Bit eine Gesamtoptimierung ergeben
wird, deren Verfolgung sich lohnt. Falls die Optimierung nicht wert
ist, verfolgt zu werden; weil der Wechsel eine Verschlechterung
oder unbedeutende Veränderung
in der Leistung verursachen würde,
schreitet der Ablauf zu Schritt 333 von 3. Falls jedoch bei 612 festgestellt
wird, dass der Bitwechsel eine wünschenswerte
verbessert Leistung erbringen würde,
schreitet der Ablauf zu Schritt 613.
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Bei Schritt 613 wird eine
Feststellung getroffen, ob der MAX2-Bin gegenwärtig benutzt wird oder nicht.
Falls der MAX2-Bin benutzt wird, schreitet der Ablauf zu Schritt 602.
Bei Schritt 602 wird die Zuordnung zu dem MIN1-Bin um 2
Bits verringert und ein zusätzliches
Bit wird beiden MAX1- und
MAX2-Bins zugeordnet. Dadurch sind von dem einzelnen MIN1-Bin 2
Bits zu den Bins MAX1 und MAX2 gewechselt worden. Ferner wird BIN_ANZ
um eins verringert, um zu reflektieren, dass um eins weniger Bins benutzt
werden. Im Anschluss an Schritt 602, schreitet der Ablauf
zu Schritt 333 von 3.
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Zurückkehrend zu Schritt 613 schreitet
der Ablauf zu Schritt 604, falls festgestellt wird, dass
die aktuelle Bitzuordnung an den MAX2-Bin gleich null ist. Bei Schritt 604 wird
festgestellt, ob die Zuordnung zu dem MIN2-Bin größer als
2 ist. Falls der MIN2-Bin nicht größer als zwei ist, ist es nicht
möglich,
ein einzelnes Bit von dem MIN2-Bin
zu verringern und der Ablauf schreitet ohne Stattfinden eines Wechsels
zu Schritt 333. Falls bei Schritt 604 festgestellt
wird, dass die Zuordnung zu dem MIN2-Bin größer als zwei ist, schreitet
der Ablauf zu Schritt 603. Bei Schritt 603 findet
zwischen den MIN1-, MIN2-, MAX1- und MAX2-Bins ein Bitwechsel statt.
Dies findet statt durch Verringern der Bitzuordnungen zu den MIN1- und
MIN2-Bins um zwei Bits bzw. ein Bit und Erhöhen der Bitzuordnungen zu den
MAX1- und MAX2-Bins um ein Bit bzw. zwei Bits. In Wirklichkeit sind
bei Schritt 603 insgesamt 3 Bits gewechselt worden, was eine
wirkungsvolle Abwicklung der Bitwechseleinstellungen ermöglicht.
Von Schritt 603 aus schreitet der Ablauf zu Schritt 333 von 3.
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Zurückkehrend zu Schritt 333 von 3 wird, wie erforderlich,
eine Verstärkungsfeinstellung an
dem ADSL-System
durchgeführt.
Die ADSL-Beschreibung lässt
insgesamt 6 Nachrichtenfelder pro Rahmen zu. Für einen Einzelbitwechsel, was
eine Erhöhung
und eine Verringerung einschließt,
sind zwei Nachrichtenfelder erforderlich. Falls ein einzelnes Bit gewechselt
wird, verbleiben deshalb vier Felder zum Einstellen der Feinverstärkungen
der Bins. Auf ähnliche
Weise sind, falls keine Bits gewechselt werden oder zwei Bits gewechselt
werden, 6 oder 2 Nachrichtenfelder für Feinverstärkungsmitteilungen verfügbar. Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
für irgendeinen
Bin in dem Kanal, nicht nur für
die mit einem Wechsel zusammenhängenden
Bins, die Einstellung seines Gewinns, wenn Zusatzfelder verfügbar sind.
Zum Feststellen des tatsächlich
einzustellenden Bins und des Umfangs des Gewinns kann irgendein
Verstärkungs-Einstellungsalgorithmus
verwendet werden. Dies ist ein Vorteil gegenüber dem Stand der Technik,
der die mit dem Bitwechsel in Zusammenhang stehende spezielle Nachrichtenbandbreite
nicht ausgenützt
hat.
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Die vorliegende Erfindung schafft
Vorteile gegenüber
dem Stand der Technik. Zum Beispiel ist es möglich, einen Bitwechsel zu
unbenutzten Bins und von Bins mit exakt zwei zugeordneten Bins ohne die
Nachteile des Standes der Technik, der Verwendung eines großen Schwellenwertes,
durchzuführen. Als
nächstes
ermöglicht
die vorliegende Erfindung eine richtige Abwicklung der Fehlerkorrektur
während
dem Wechselprozess. Außerdem
lässt die
vorliegende Erfindung zu, dass der Gewinn irgendeines Bins modifiziert
wird, wenn eine spezielle Bandbreite zur Verfügung steht, ohne eine zusätzliche
Bandbreite zu erfordern.
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In der vorhergehenden Beschreibung
ist die Erfindung mit Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen
beschrieben worden. Jedoch ist einem Fachmann in der Technik klar,
dass verschiedene Modifikationen und Veränderungen durchgeführt werden
können,
ohne von dem Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie in den nachstehenden
Ansprüchen
dargelegt, abzuweichen. Zum Beispiel ist die spezifische Ausführungsform
hinsichtlich des Stromabwärtskanals
erörtert
worden, jedoch würde einem
Fachmann in der Technik klar sein, dass die Erfindung gleichfalls
auf eine Übertragung
auf dem Stromaufwärtskanal
anwendbar ist. Auf ähnliche Weise
wird die vorliegende Erfindung mit Bezugnahme auf einen oder zwei
Bits beschrieben, die tatsächlich
gewechselt werden, wobei andere Implementierungen mehrere Bits wechseln
könnten.
Außerdem können andere
Fehlerkorrekturalgorithmen, einschließlich anderer Versionen des
Trellis-Codierens, erwogen werden. Bei den Schritten 510 und 611 könnte beispielsweise
anstelle einer durchgeführten MOD
(2) Funktion eine MOD (N) Funktion verwendet werden, Die eigentliche
Implementierung der vorliegenden Erfindung könnte durch Firmware, Software oder
Hardware bewerkstelligt werden. Dementsprechend sind die Beschreibung
und Figuren in einem veranschaulichenden anstatt einem beschränkenden Sinn
zu betrachten und alle derartigen Modifikationen sind als im Rahmen
der vorliegenden Erfindung enthalten beabsichtigt.