VDSL bezeichnet ein Übertragungsverfahren, dessen Übertragungsgeschwindigkeit höher als diejenige von ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) ist. In herkömmlicher Weise wird ein VDSL-System für ein Hybridnetz eingesetzt, das aus Glasfaser-und Kupferleitungen besteht, wobei insbesondere der Einsatz von Glasfaserkabeln hohe Übertragungsraten bereitstellt.

Bei einem Hybridnetz wird ein Glasfaserkabel bis zu Vermittlungsstellen im Ortsbereich oder sogar bis zu Kabelverzweigern an einem Straßenrand geführt, wobei derartige herkömmliche Anwendungen beispielsweise aus der Internet-Adresse"http ://www. e- online. de/sites/kom/0305237. htm bekannt sind.

Ein wesentliches Merkmal digitaler Übertragungssysteme ist eine Analog-Digital-Umsetzung, eine digitale Übertragung und eine anschließende Digital-Analog-Umsetzung relevanter Datenströme. Hierbei werden in herkömmlicher Weise vielfältige Verfahren einer Überabtastung (engl.

Oversampling) eingesetzt, wie beispielsweise in der Internet- Literaturstelle"http ://www. hoer-wege. de/over+upsamp. htm beschrieben.

Um bei herkömmlichen Verfahren zur digitalen Datenübertragung eine effektive Bit-Zahl zu erhöhen, wird in herkömmlicher

Weise ein Verfahren einer Rauschformung (engl. Noise Shaping) eingesetzt.

Figur 3 zeigt eine Schaltungsanordnung eines herkömmlichen Analog-Digital-Umsetzers, wie er beispielsweise in digitalen Übertragungssystemen eingesetzt wird. Ein Analogeingangssignal 100 wird einem Eingangsanschluss 102 zugeführt. Der Analog-Digital-Umsetzer 101 beinhaltet eine Summationseinrichtung 104 und eine Quantisierungseinrichtung 111, wobei an einem Ausgangsanschluss 106 ein Digitalsignal 105 als Ausgangssignal abnehmbar ist, und an einem zweiten Eingangsanschluss, einem Rauschquellenanschluss 103, ein Rauschsignal 113 anschließbar ist.

Das Analogeingangssignal 100 und ein an den Rauschquellenanschluss 103 angeschlossenes Rauschsignal 113 werden in der Summationseinrichtung 104 überlagert, wobei das summierte Signal der Quantisierungseinrichtung 111 zugeführt wird. Der Ausgang der Quantisierungseinrichtung 111 ist mit dem Ausgangsanschluss 106 verbunden, wobei als Ausgangssignal ein Digitalsignal 105 bereitgestellt wird.

Derartige Analog-Digital-Umsetzer nach dem Stand der Technik weisen eine Reihe von Nachteilen auf. In VDSL-Systemen werden Analog-Digital-Umsetzer und Digital-Analog-Umsetzer mit einer effektiven Auflösung von 9 Bits bis 12 Bits verwendet. Bei einer Auslegung eines integrierten Schaltkreises beeinflusst die Auflösung dieser Umsetzer Kosten bzw. Chipfläche und eine Energieaufnahme in hohem Maße. Auf der anderen Seite gestatten es Umsetzer mit einer hohen Auflösung, die Komplexität externer, an den integrierten Schaltkreis anschließbarer Komponenten, wie etwa Duplex-Filter, zu verringern.

Somit muss bei einer Schaltungsauslegung eine Abwägung zwischen den Kosten eines integrierten Schaltkreises (bzw.

einer Chipfläche) und einer Komplexität (und damit auch von Kosten) externer Komponenten getroffen werden.

Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Analog- Digital-Umsetzer und Digital-Analog-Umsetzer mit einer hohen Auflösung bereitzustellen, ohne einen Energieverbrauch und eine Chipfläche zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum digitalen Übertragen von analogen Signalen, bei dem eine Überabtastung durchgeführt wird, nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum digitalen Übertragen von analogen Signalen, bei dem eine Überabtastung durchgeführt wird, nach Anspruch 1 bzw. die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 weisen folgende Vorteile auf.

In vorteilhafter Weise wird das erfindungsgemäße Verfahren zusammen mit einem Rauschformungs-Konzept in VDSL (Very High Data Rate DSL)-Systemen eingesetzt, wodurch eine effektive Bit-Zahl erhöht wird.

Es ist weiter vorteilhaft, dass durch eine Erhöhung einer Auflösung um 1 Bit eine Chipfläche von etwa einem Faktor 2 eingespart wird.

Kern der Erfindung ist ein Verfahren zum Überabtasten in Analog-Digital-und Digital-Analog-Umsetzern, bei welchem eine Überabtastung mit einer ersten Rauschformung, die mittels einer ersten Rauschformungseinrichtung bei einer Analog-Digital-Umsetzung durchgeführt wird, mit einer zweiten Rauschformung, die mittels einer zweiten Rauschformungseinrichtung bei einer Digital-Analog-Umsetzung durchgeführt wird, kombiniert wird.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfindung.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird eine Kombination einer Überabtastung und eines Rauschformungs-Konzeptes in VDSL-Systemen eingesetzt, wodurch eine Verringerung eines Energieverbrauches eines integrierten Schaltkreises und eine Verringerung einer Chipfläche eines integrierten Schaltkreises erreichbar wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird eine Kombination einer Überabtastung und eines Rauschformungs-Konzeptes für integrierte Schaltkreise verwendet, die für das VDSLA-4 Band, für 10BaseS und für VDSLA-4port-Einheiten eingesetzt werden.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird als Dezimationsfiltereinheit ein Kammfilter zweiter Ordnung eingesetzt.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird ein Überabtastfaktor größer als eins bereitgestellt.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die erste Rauschformungseinrichtung eine Rauschformungseinrichtung erster Ordnung.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die zweite Rauschformungseinrichtung eine Rauschformungseinrichtung erster Ordnung.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird eine Nachfilterungseinrichtung

zur Eliminierung hoher Frequenzen eingesetzt, die aufgrund einer Treppenfunktion am Ausgang eines Digital-Analog- Umsetzers auftreten.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist eine Interpolationsfiltereinheit ein Kammfilter zweiter Ordnung.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist ein Digital-Analog-Umsetzer ein 10-Bit-Stromsteuer-Umsetzer.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird eine Rauschformung durch eine adaptive Rauschformungseinrichtung bereitgestellt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen : Figur la eine Schaltungsanordnung für eine Analog-Digital- Umsetzung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ; Figur lb eine weitere Schaltungsanordnung für eine Analog- Digital-Umsetzung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die im Vergleich zu der in Figur la gezeigten Schaltungsanordnung um eine erste Rauschformungseinrichtung erweitert ist ; Figur 2 eine Schaltungsanordnung für eine Digital-Analog- Umsetzung mit einer zweiten Rauschformungseinrichtung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ; und

Figur 3 eine herkömmliche Schaltungsanordnung für eine Analog-Digital-Umsetzung.

Figur la zeigt eine Schaltungsanordnung für eine Analog- Digital-Umsetzung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Bei der in Figur la gezeigten Schaltungsanordnung ist ein herkömmlicher Analog-Digital-Umsetzer 101 eingesetzt, der um eine Dezimationsfiltereinheit 107 erweitert ist. Ein, Ausgangssignal des Analog-Digital-Umsetzer 101 wird an einem Ausgangsanschluss 106 als ein Digitalsignal 105 bereitgestellt und der Dezimationsfiltereinheit 107 wird ein einem analogen Eingangssignal 100 entsprechendes Digitalsignal 105 zugeführt.

Die Umsetzung des Analogeingangssignals 100 in das Digitalsignal 105 geschieht in herkömmlicher Weise, indem das Analogeingangssignal 100 einem Eingangsanschluss 102 des Analog-Digital-Umsetzers 101 zugeführt wird. Weiterhin wird an einem Rauschquellenanschluss 103 ein Rauschsignal 113 zugeführt, wobei das Analogeingangssignal 100 und das dem Rauschquellenanschluss 103 zugeführte Rauschsignal 113 in einer Summationseinrichtung 104 überlagert werden. Das Ausgangssignal der Summationseinrichtung 104 wird in einer Quantisierungseinrichtung 111 quantisiert, um das Ausgangssignal als ein Digitalsignal 105 bereitzustellen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Dezimationsfiltereinheit 107 nachgeschaltet, in welcher eine Tiefpassfilterung durchgeführt wird. Die Dezimationsfiltereinheit 107 ist beispielsweise durch ein digitales Tiefpassfilter bereitgestellt, welches eine Frequenzbandbreite von beispielsweise 260 MHz auf eine Frequenzbandbreite von 40 MHz reduziert, wobei ein Überabtastfaktor von ca. 6,6 erreicht wird.

In vorteilhafter Weise wird, wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, eine Auflösung des Analog- Digital-Umsetzers von 10 Bit auf 11 Bit erhöht. Als Ausgangssignal der Gesamtschaltungsanordnung, die in Figur la gezeigt ist, wird am Ausgang der Dezimationsfiltereinheit 107 ein digitales Übertragungssignal 110 bereitgestellt.

Die in Figur 1b gezeigte Schaltungsanordnung entspricht der in Figur la gezeigten Schaltungsanordnung mit der Ausnahme, dass zwischen dem Analog-Digital-Umsetzer 101 und der Dezimationsfiltereinheit 107 eine erste Rauschformungseinrichtung 112 angeordnet ist.

Gleiche Bezugszeichen wie in Figur la entsprechen gleichen oder ähnlichen Komponenten, die nicht erneut erläutert werden, um eine überlappende Beschreibung zu vermeiden.

Die erste Rauschformungseinrichtung 112 dient einer weiteren Erhöhung der Auflösung der Gesamtschaltungsanordnung. Bei einer gleichförmigen Quantisierung wird Teilfrequenzbereichen im gesamten Spektrum jeweils eine gleiche Rauschenergie (weißes Rauschen) hinzugefügt, so dass bei einer Quantisierung immer die im jeweiligen Frequenzband geringste erlaubte Verzerrung als ein Maß für die Rauschenergie verwendet werden muss. Hierbei kann eine maximale Bitrate nachteiligerweise nicht vollständig genutzt werden, weil spezifische Frequenzunterbänder eine geringere Rauschenergie zulassen als die übrigen Frequenzunterbänder.

Durch eine in der ersten Rauschformungseinrichtung 112 durchgeführte Rauschformung wird es ermöglicht, dass eine Zuweisung von Rauschen in einzelne Frequenzbänder spezifizierbar wird.

Die Kombination der ersten Rauschformungseinrichtung 112 mit der durch die Dezimationsfiltereinheit 107 bereitgestellten

Überabtastung bietet insbesondere für VDSL-Systeme erhebliche Vorteile, wobei beispielsweise eine Reduktion einer benötigten Chipfläche, eine Reduktion eines Energieverbrauchs, eine verbesserte Auflösung, etc. bereitgestellt werden.

Figur 2 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung für eine Digital-Analog-Umsetzung mit einer zweiten Rauschformungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Bei der in Figur 2 gezeigten Schaltungsanordnung wird eine Digital-Analog-Umsetzung durchgeführt, die insbesondere für VDSL-Systeme geeignet ist. Ein übertragenes digitales Übertragungssignal 110 wird einer Mischungseinheit 201 zugeführt. In der Mischungseinheit 201 wird das digitale Übertragungssignal 110 mit einem an einen Empfangsrauschquellenanschluss 209 angelegten Empfangsrauschsignal 211 überlagert. Das Ausgangssignal der Mischungseinheit 201 wird einer Nachquantisierungseinrichtung 202 zugeführt, wobei ein durch die Nachquantisierungseinrichtung 202 quantisiertes Ausgangssignal einer Interpolationsfiltereinheit 203 zugeführt wird.

In umgekehrter Weise wie die unter Bezugnahme auf Figur la, b beschriebene Dezimationsfiltereinheit 107 stellt eine Interpolationsfiltereinheit 203 eine Erhöhung der Frequenzbandbreite um den gleichen Faktor bereit, um den die Frequenzbandbreite in dem in Figur la, b gezeigten Beispiel reduziert wurde, in diesem Fall um einen Faktor, der ca. 6,6 beträgt.

Das Ausgangssignal der Nachquantisierungseinheit 202 wird der Interpolationsfiltereinheit 203 zugeführt, die eine geeignete Überabtastung bereitstellt. Ein Ausgangssignal der Interpolationsfiltereinheit 203 wird einer Verstärkereinheit

204 zugeführt, in welcher das Ausgangssignal der Interpolationsfiltereinheit 203 um einen spezifizierbaren Faktor verstärkt wird, der insbesondere dazu geeignet ist, eine nachfolgende zweite Rauschformungseinrichtung 205 anzusteuern.

Ein Ausgangssignal der Verstärkereinheit 204 wird dem Eingang der zweiten Rauschformungseinrichtung 205 zugeführt. In der zweiten Rauschformungseinrichtung 205 wird eine wie unter Bezugnahme auf die erste Rauschformungseinrichtung 112, wie in Figur lb beschrieben, beschriebene Rauschformung durchgeführt.

Ein Ausgangssignal der Rauschformungseinrichtung 205 wird schließlich einem Digital-Analog-Umsetzer 206 zugeführt, welcher das digitale Ausgangssignal der zweiten Rauschformungseinrichtung 205 in einen analogen Wert umsetzt.

Das Ausgangssignal des Digital-Analog-Umsetzers 206 wird einer Nachfilterungseinrichtung 207 zugeführt, die eine Herausfilterung hoher Frequenzanteile, die durch einen treppenförmigen Verlauf der analogen Ausgangsspannung aufgrund des Digital-Analog-Umsetzungsprozesses in dem Digital-Analog-Umsetzer 206 hervorgerufen werden, bereitstellt. Ein gefiltertes Ausgangssignal der Nachfilterungseinrichtung 207 wird als ein Analogausgangssignal 208 für eine weitere Verarbeitung bereitgestellt.

Mit dem in diesem Ausführungsbeispiel bereitgestellten Überabtastfaktor von 6,6 und einer als Kammfilter zweiter Ordnung ausgebildeten Interpolationsfiltereinheit 203, einer zweiten Rauschformungseinrichtung 205 erster Ordnung und einem Digital-Analog-Umsetzer 206, der als ein 10-Bit- Stromsteuer-Umsetzer ausgebildet ist, ergibt sich eine Erhöhung einer Auflösung um 2 Bits, wobei in der unter Bezugnahme auf die Figuren la, b beschriebenen

Schaltungsanordnung eine Einsparung in einer Chipfläche um ungefähr den Faktor 2 bereitgestellt wird.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.

Bezugszeichenliste In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten.

100 Analogeingangssignal 101 Analog-Digital-Umsetzer 102 Eingangsanschluss 103 Rauschquellenanschluss 104 Summationseinrichtung 105 Digitalsignal 106 Ausgangsanschluss 107 Dezimationsfiltereinheit 110 Digitales Übertragungssignal 111 Quantisierungseinrichtung 112 Erste Rauschformungseinrichtung 113 Rauschsignal 201 Mischungseinheit 202 Nachquantisierungseinrichtung 203 Interpolationsfiltereinheit 204 Verstärkereinheit 205 Zweite Rauschformungseinrichtung 206 Digital-Analog-Umsetzer 207 Nachfilterungseinrichtung 208 Analogausgangssignal 209 Empfangsrauschquellenanschluss 210 Verstärkerausgangssignal 211 Empfangsrauschsignal