WIEDERHOLTE üBERTRAGUNG EIHES DURCH PERIODISCH AUFTRETENDES RAUSCHEN BESCHäDIGTEN DMT SYMBOLS

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Unterdrücken eines periodisch auftretenden Störsignals bei ei- ner bidirektionalen Datenübertragung von Datensymbolen zwischen zwei xDSL-Transceivern.

Unter dem Oberbegriff xDSL wird eine Vielzahl von übertra- gungssystemen für die Kupferdoppelader des Telefonanschluss- Leitungsnetzes zusammengefasst . Die Abkürzung DSL (Digital Subscriber Line = digitale Teilnehmerleitung) weist daraufhin, dass Informationen in digitaler Form übertragen werden. Die bekanntesten xDSL-Technologien sind ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line) , HDSL (High Rate Digital Subscriber Line) und VDSL (Very High-Bit Rate Digital Subscriber Line) .

Figur 1 zeigt die bidirektionale Datenübertragung zwischen zwei xDSL-Transceivern über ein Datenübertragungsmedium nach dem Stand der Technik. Bei DSL erfolgt die Datenübertragung in einem Voll-Duplex-Betrieb, der ergänzend zu der bisherigen

Telefonsignalübertragung ohne gegenseitige Beeinflussung realisierbar ist. Bei DSL werden in einem ersten Datenübertragungskanal, nämlich dem Vorwärtskanal, Daten von einem Netz- knoten zu einem Teilnehmeranschluss übertragen und umgekehrt Daten von dem Teilnehmeranschluss in einen Rückkanal an den Netzknoten übertragen. Abhängig von der Bitrate des Vorwärts- kanals sind verschiedene Varianten unterscheidbar . Weisen Vorwärts- und Rückwärtskanal die gleiche Bitrate auf, handelt es sich um SDSL (Symmetrical DSL) . Da DSL in den meisten Fäl- len für Abrufdienste konzipiert ist, wird für den Rückkanal im Regelfall eine geringere Bitrate als im Vorwärtskanal benötigt. Daher weist bei einem ADSL-System der Vorwärtskanal eine Bitrate auf, die höher ist als die Bitrate im Rückkanal. VDSL-Systeme überbrücken vor allem die Datenübertragungsstre- cke zwischen Kabelverzweigungen und Kunden, während HDSL und ADSL Daten vor allem von der Vermittlungsstelle bis hin zum Kunden bzw. Teilnehmer übertragen.

Das genormte übertragungsverfahren zur Datenübertragung bei ADSL und VDSL2 ist das Mehrträgerverfahren DMT (Discrete MuI- titone Technology) . Das Frequenzband ist dabei in mehrere Be- reiche aufgeteilt, wobei der unterste Frequenzbereich zur ü- bertragung des herkömmlichen Telefonsignals POTS (Piain Old Telefon Service) vorgesehen ist. Daran schließen sich die Frequenzbereiche für den Aufwärts- bzw. Rückkanal und die Abwärts- bzw. Vorwärtskanal an. Bei DMT werden die Frequenz- bänder in bis zu 4095 Teilkanäle unterteilt, wobei jeder

Teilkanal eine Frequenzbandbreite von 4,3125 KHz aufweist. In jedem Teilkanal erfolgt eine Modulation mittels QAM (Quadratur-Amplitudenmodulation) .

Figur 2 zeigt einen xDSL-Transceiver nach dem Stand der Technik.

Der xDSL-Transceiver weist einen Sendesignalpfad und einen Empfangssignalpfad auf. In dem Sendesignal gibt eine Daten- quelle ein Datensignal an einen Scrambler ab, der die Daten verwürfelt. Der Scrambler beseitigt lange Folgen von Nullen oder Einsen. Beim Scrambling bzw. Verwürfelung wird die ursprüngliche Reihenfolge des Datenbitstroms nach einem ausgewählten Algorithmus geändert. Dabei werden lange Folgen von Nullen oder Einsen derart umgewandelt, dass häufige Signal- Wechsel auftreten. Das Sendesignal enthält ferner eine Vorwärts-Fehlerkorrektureinheit FEC (Forward Error Correction) , die beispielsweise eine Reed-Solomon-Codierung durchführt. Die Reed-Solomon-Codierung ermöglicht die Korrektur fehler- haft übertragener Daten. Insbesondere gestatten die Reed- Solomon-Codes die Korrektur von Fehlerbündeln, wie sie beispielsweise bei DMT entstehen. Mit Reed-Solomon-Codes wird eine sogenannte Vorwärts-Fehlerkorrektur ermöglicht, d. h. man benötigt zur Fehlerkorrektur keinen Rückkanal . Es werden PrüfZiffern berechnet, die an einem zu schützenden Datenblock angehängt und mit diesem zusammen übertragen werden. Das ü-

bertragene Reed-Solomon-Codewort besteht daher aus Nutzdaten und Prüfdaten.

Eine Verschachtelung bzw. Interleaving-Einheit verschachtelt die zu übertragenden Datenbits im Zeitbereich. Der Interlea- ver verteilt die Codeworte des Reed-Solomon-Endeoders über einen größeren Zeitbereich, damit eventuell auftretende übertragungsstörungen auf mehrere Codeworte aufgeteilt werden.

Ein Trellis-Encoder fügt weitere Redundanz in den Datenstrom ein. Die zusätzlichen Bits werden dann im Empfänger zur Fehlerkorrektur eingesetzt. Während der Reed-Solomon-Encoder blockweise arbeitet, d. h. , einem definierten Datenblock einen Block von Prüfbytes hinzufügt und somit eine Blockcodie- rung durchführt, wird mittels des Trellis-Codierers eine Faltungscodierung vorgenommen. Die zu sichernden Daten werden dabei durchlaufend mit einem Sicherungspolynom verknüpft, so- dass in dem Datenstrom permanent Redundanz-Bits eingefügt werden .

Mit dem Sendesignal wird ein zu übertragender Block von Datenbits, der von dem Trellis-Encoder abgegeben wird, in einem Datenpuffer zwischengespeichert . In einem QAM-Encoder wird für jeden Träger des DMT-Datenübertragungssystems ein QAM- Symbol erzeugt, d. h. es wird ein Zeiger im Konstellationsdiagramm bzw. eine komplexe Zahl generiert. Ein QAM-Encoder führt die Spektrallinien des zu sendenden Signals mit komplexen Zahlenwerten auf. Das so erzeugte Spektrum wird mit einer IFFT-Einheit (IFFT - Inverse Fourier Transformation vom Fre- quenzbereich in den Zeitbereich) in ein Zeitsignal überführt. Die so entstandenen Abtastwerte des Zeitsignals werden nacheinander durch ein Interpolationsfilter IF interpoliert und in Analogsignale umgewandelt und nach einer Tiefpassfilterung ausgesendet .

Umgekehrt wird auf der Empfangsseite des xDSL-Transceivers ein tiefpassgefiltertes Zeitsignal abgetastet und nach Dezi-

mation mittels eines Dezimationsfilters in einen Signalpuffer eingelesen. Das Tiefpassfilter vermindert Aliasing-Effekte, sodass Spektralanteile ausserhalb des genutzten Frequenzbereiches das abgetastete Signal nicht merklich verfälschen. Jeweils ein Datenblock von N-Abtastwerten wird mittels FFT (Fast Fourier Transformation) in den Frequenzbereich transformiert. Jede Spektrallinie des so berechneten diskreten Spektrums stellt ein QAM-Datensymbol dar, aus dem dann eine Bit-Kombination gewonnen wird. Die in dem Sendesignalpfad vorgenommenen Operationen erfolgen in umgekehrter Reihenfolge im Empfangssignalpfad. Der Empfangssignalpfad enthält daher einen Frequenz -Equalizer, einen Trellis-Decoder, eine De- Interleaving-Einheit , einen Decoder und einen Descrambler.

über eine Hybrid- bzw. Gabelschaltung sind der Sendesignalpfad und der Empfangssignalpfad an die Zweidrahttelefonleitung angeschlossen. Signalanteile des von dem Sender des xDSL-Transceivers ausgesendeten Signals werden auf der über- tragungsstrecke reflektiert und bilden Echosignale. Diese E- chosignale gelangen über die Gabelschaltung in den Empfangs- signalpfad und führen dort zu Störungen. Daher enthält der xDSL-Transceiver ein Echokompensationsfilter EC, das aus dem gesendeten Signal das zu erwartende Echosignal berechnet, wobei das berechnete Echosignal mittels eines Subtrahierers von dem Empfangssignal abgezogen wird. Die Form und die Dauer des Echosignals hängen von dem Aufbau der Anschlussleitung ab. Daher ist das Echokompensationsfilter EC vorzugsweise adaptiv ausgeführt und kann das an das jeweilige zu erwartende Echosignalverhalten angepasst werden.

Ferner enthält der xDSL-Transceiver im Empfangssignalpfad einen Entzerrer bzw. Equalizer EQ zur Kompensation von linearen Verzerrungen des Empfangssignals im Zeitbereich.

Bei der Datenübertragung zwischen zwei xDSL-Transceivern über

Zweidrahttelefonleitungen innerhalb eines Kabelbündels treten durch elektrische Einkopplungen von anderen Systemen, die Da-

ten in dem gleichen Kabelbündel übertragen, oder von sonstigen Systemen, wie beispielsweise Radio- oder TV-Sendern oder sonstigen elektrischen Geräten, elektromagnetische Störungen auf, die zu Bitfehlern bei der Datenübertragung führen kön- nen. Die in ADSL- und VDSL-Transceivern vorgesehenen Reed- Solomon-Codierer fügen in den Datenstrom Redundanz ein, um eine bestimmte Dichte an Fehlern korrigieren zu können. Der Großteil der in die Zweidraht-Telefonleitung eingekoppelten Störsignale besteht aus periodisch auftretenden Störimpulsen, die beispielsweise durch SchaltVorgänge in Geräten erzeugt werden. Diese Störsignale werden beim Teilnehmer in die Telefonleitungen, die in der Nähe geführt werden, eingekoppelt. Typische Geräte, welche periodische Störsignale erzeugen, sind Dimmer, Neonröhren und Schaltnetzteile.

Selbst kurze Störimpulse können ein vollständiges DMT-Daten- symbol verfälschen bzw. zerstören, sodass eine große Anzahl von Datenbit-Fehlern entstehen. Periodisch auftretende Störsignale werden auch als REIN- (Repetitive Electrical Impulse Noise) Signale bezeichnet.

Die bisher eingesetzten Verfahren zum Unterdrücken von Störsignalen nutzen nicht die Periodität der Störimpulse aus, um den Aufwand zu reduzieren, um übertragungsfehler zu minimie- ren bzw. zu verhindern. Die in xDSL-Transceivern eingesetzten Codierverfahren, wie beispielsweise FEC-Codierverfahren, lokalisieren das Störsignal nicht, sondern fügen lediglich genügend Redundanz zur Fehlerkorrektur in den Bitstrom ein. Während der redundanten Codierung verteilt der Interleaver die gestörten Daten auf möglichst viele Codewörter, da jedes Codewort nur eine begrenzte Möglichkeit zur Fehlerkorrektur aufweist. Durch das Hinzufügen von Redundanz und die Ver- schachtelung mittels Interleaver nimmt die Laufzeit bei der Datenübertragung zu.

Zur Minimierung der Laufzeiten und zur Minimierung des technischen Aufwandes bzw. der Komplexität bei der Codierung wur-

de daher ein Verfahren zur Unterdrückung von Störsignalen bei ADSL- und VDSL-Datenübertragung in 2Wire, „Periodic Impulse Noise: How predictable is it?" ITU SG15/Q4 contribution D- 035, Geneva, Switzerland, November 2004, in 2Wire, „Multi- Rate Impulse Protection", ITU SG15/Q4 contribution HH-081, Waikiki, Hawaii, Januar 2005, 2Wire, „When to Incorporate frame-blanking in VDSL2", ITU SG15/Q4 contribution HA- 094, Huntsville, Alabama, März 2005 und in 2Wire, „Frame-Blanking: A Simple and Effective Method of REIN Protection", ITU SG15/Q4 contribution HA-093, Huntsville, Alabama, März 2005 vorgeschlagen, bei dem bestimmte Datenübertragungssymbole nicht zur Datenübertragung verwendet werden, wenn das Auftreten eines Störimpulses erwartet wird.

Figur 3 zeigt ein Datenübertragungssystem zur Datenübertragung zwischen zwei xDSL-Transceivern gemäß dem Stand der Technik, wobei nach Echokompensation und der Entzerrung im Transceiver B ein Signal zur Störsignalerfassung abgegriffen wird. Wenn das periodische Auftreten eines Störimpulses bzw. eines Störsignals erfasst wird, wird dessen Lage und Periode an den Transceiver A am anderen Ende der DSL-Leitung über einen Overhead-Channel mitgeteilt. Der Transceiver A erzeugt daraus intern ein Synchronisationssignal und gibt periodisch ein Disable-Steuersignal an die IFFT-Einheit in seinem Sen- designalpfad ab. Anstelle des Sende-Datensymbols, welches vermutlich bei der Datenübertragung über den Datenübertragungskanal aufgrund des Störsignals verfälscht wird, wird entweder kein Datensymbol, ein fest definiertes Datensymbol oder ein zufällig erzeugtes Datensymbol übertragen. Das Zu- falldatensymbol enthält Zufallswerte. In keinem der genannten Fälle enthält das Datensymbol Nutzdaten.

Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens zur Störsignalunterdrückung gemäß dem Stand der Technik besteht darin, dass für den Fall, dass ein Störimpuls an der Grenze zwischen zwei aufeinander folgenden Datensymbolen liegt bzw. die beiden Datensymbole überlappt, beide aufeinander folgenden Datensymbo-

Ie nicht mehr für Nutzdaten genutzt werden können, selbst wenn der Störimpuls kürzer ist als ein Datensymbol.

Die Netzfrequenz /N beträgt in Europa 50 Hz und in den USA 60 Hz. Ein Dimmer, der mit einer Frequenz /N von 50 Hz schaltet, und bei jeder aufsteigenden Schaltflanke und jeder abfallenden Schaltflanke ein Störsignal verursacht, generiert ein Störsignal mit einer Störfrequenz /S von 100 Hz in Europa und 120 Hz in den USA. Auf der Datenübertragungsleitung tritt da- her alle 10 ms (in Europa) ein Störimpuls auf, der beispielsweise durch einen Dimmer verursacht wird. Wenn die Datensym- bollänge T _D , beispielsweise bei ADSL, eine Dauer von 250 μs aufweist, tritt alle 40 Datensymbole ein Störimpuls auf. Liegt der Störimpuls an der Grenze zu zwei Datensymbolen bzw. überlappt er zwei Datensymbole, werden bei einem herkömmlichen Verfahren zwei Datensymbole nicht gesendet. Somit werden zwei von 40 Datensymbolen werden nicht gesendet. Dies entspricht einem Datenverlust von 5 %.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Unterdrücken eines Störsignals zu schaffen, bei dem der Datenverlust minimiert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die Erfindung schafft also ein Verfahren zum Unterdrücken eines Störsignals bei einer Datenübertragung von Datensymbolen zwischen zwei Transceivern mit den folgenden Schritten: - Senden einer Sende-Datensymbolfolge von einem ersten Transceiver zu einem zweiten Transceiver; Erkennen eines bei der Datenübertragung aufgetretenen Störsignals in Abhängigkeit von einer Empfangs- Datensymbolfolge; - wiederholtes Senden des zuletzt gesendeten Datensymbols der Sende-Datensymbolfolge von dem ersten Transceiver zu dem zweiten Transceiver, wenn das Störsignal auftritt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüche sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus dem mindestens zweimal gesendeten Daten- symbol der Sende-Datensymbolfolge ein ungestörtes Empfangs- Datensymbol in dem zweiten Transceiver zur weiteren Datenver- arbeitung gewonnen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Störsignal durch eine in dem ersten Transceiver vorgesehene Störsignalerfassungsschaltung in Abhängigkeit von mindestens einem durch den ersten Transceiver empfangenen gestörten Datensymbol der Datensymbolfolge detektiert .

Vorzugsweise wird die Lage der Wiederholung von einem oder mehreren Symbolen zum Zeitpunkt des Störsignals in einem O- verhead-Channel (= OHC) von dem ersten Transceiver zu dem zweiten Transceiver übertragen.

Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Störsignal durch eine in dem zweiten

Transceiver vorgesehenen Störsignalerfassungsschaltung in Abhängigkeit von mindestens einem durch den ersten Transceiver empfangenen gestörten Datensymbol der Datensymbolfolge detektiert. Die Lage der Wiederholung von einem oder mehreren Symbolen zum Zeitpunkt des Störsignals wird in einem 0- verhead-Channel von dem zweiten Transceiver zu dem ersten Transceiver übertragen.

Bei den Datensymbolen handelt es sich vorzugsweise um DMT- Datensymbole.

Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Auftreten eines Störsignals

bei Empfang einer vorbestimmten Nachricht, die in einem O- verhead-Channel von dem zweiten Transceiver zu dem ersten Transceiver übertragen wird, erkannt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das ungestörte Empfangsdatensymbol gewonnen, indem aus den mindestens zweimal gesendeten Datensymbolen durch Zusammensetzen von ungestörten Datensymbolabschnitten der beiden Datensymbole das ungestörte Empfangsdatensymbol rekonstruiert wird.

Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das ungestörte Empfangsdatensymbol gewonnen, indem aus einem mindestens zweimal gesendeten Datensymbol ein ungestörtes Datensymbol selektiert wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Datenübertragung über eine Telefonleitung.

Bei einer alternativen Ausführungsform erfolgt die Datenübertragung zwischen den Transceivern drahtlos.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus dem mindestens zweimal gesendeten Datensymbol der Sende-Datensymbolfolge das aufgetretene Störsignal in dem zweiten Transceiver rekonstruiert .

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bildet das rekonstruierte Störsignal ein Synchronisationssignal SYNC zur Synchronisation des Sendevorgangs der Sende-Datensymbolfolge .

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht das Störsignal aus periodisch auftretenden Störimpulsen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Transceiver durch xDSL-Transceiver gebildet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Transceiver durch VDSL-Transceiver gebildet.

Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die xDSL-Transceiver durch ADSL-Transceiver gebildet.

Die Erfindung schafft ferner einen Transceiver, der periodisch auftretende Störsignale, die bei einer bidirektionalen Datenübertragung auftreten, unterdrückt.

Die Erfindung schafft ferner einen Transceiver mit den im Patentanspruch 16 angegebenen Merkmalen. Demgemäß ist ein xDSL- Transceiver zur Datenübertragung von Datensymbolen vorgese- hen, der aufweist: einen Sender zum Senden eines Datensymbols einer Sende- Datensymbolfolge über einen Datenübertragungskanal zu einem entfernten xDSL-Transceiver; einen Empfänger, der ein bei der Datenübertragung aufge- tretenes Störsignal in Abhängigkeit von mindestens einem durch den xDSL-Transceiver empfangenen Datensymbol einer Empfangs-Datensymbolfolge erkennt,

- wobei der Sender des xDSL-Transceivers das zuletzt gesendete Datensymbol der Sende-Datensymbolfolge wiederholt sendet, wenn das Störsignal durch den Empfänger erkannt wird.

Das erfindungsgemäße System ist somit dazu ausgelegt, Störsignale, die bei einer bidirektionalen Datenübertragung von Datensymbolen zwischen zwei Transceivern auftreten können, zu unterdrücken.

Die Erfindung schafft ferner ein DatenübertragungsSystem mit den im Patentanspruch 17 angegebenen Merkmalen. Demgemäß ist System zur Datenübertragung von Datensymbolen zwischen zwei xDSL-Transceivern, die jeweils einen Sender und einen Empfän- ger aufweisen, vorgesehen. Das System weist einen ersten xDSL-Transceiver, der einen Sender, welcher ein Datensymbol einer Sende-Datensymbolfolge über einen Datenübertragungskanal zu einem zweiten xDSL-Transceiver sendet, und einen Empfänger auf, der ein bei der Datenübertragung aufgetretenes Störsignal erkennt, aufweist, wobei der Sender des ersten xDSL-Transceivers das zuletzt gesendete Datensymbol der Sende-Datensymbolfolge über den Datenübertragungskanal zu dem zweiten xDSL-Transceiver wiederholt sendet, wenn das Störsignal auftritt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems gewinnt der Empfänger des zweiten xDSL-Transceivers aus dem mindestens zweimal gesendeten Datensymbol der Sendedaten- symbolfolge ein ungestörtes Empfangsdatensymbol zur weiteren Datenverarbeitung.

In einer weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung sind der erste xDSL-Transceiver und der zweite xDSL-Transceiver dazu ausgelegt, über jeweilige Datenübertragungskanäle die jeweiligen Datensymbole synchron und zeitgleich zu senden, wobei eine Wiederholung eines Datensymbols gleichzeitig für beide Datenübertragungskanäle erfolgt. Auf diese Weise erfolgt in beide übertragungsrichtungen jeweils ein synchrones und zeitgleiches Senden von Datensymbolen.

Im Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Unterdrücken von Störsignalen bei einer bidirektionalen Datenübertragung von Datensymbolen zwischen zwei xDSL-Transceivern unter Bezugnahme auf die beige- fügten Figuren der Zeichnung zur Erläuterung erfindungswe- sentlicher Merkmale beschrieben. Es zeigen dabei:

Figur 1: die Datenübertragung zwischen zwei xDSL- Transceivern nach dem Stand der Technik;

Figur 2: ein Blockschaltbild eines xDSL-Transceivers nach dem Stand der Technik;

Figur 3: ein Blockschaltbild eines Datenübertragungssys- tems nach dem Stand der Technik;

Figur 4A: ein Blockschaltbild zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Unterdrücken eines Störspeichers bei einer bidirektionalen Datenübertragung von Datensymbolen zwischen zwei Transceivern;

Figur 4B: ein weiteres Blockschaltbild zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Unterdrücken eines Störspeichers bei einer bidirektionalen Datenübertragung von Datensymbolen zwischen zwei Transceivern;

Figur 5 : ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Unterdrücken eines Störsignals bei einer bidirektionalen Datenübertragung von Datensymbolen zwischen zwei Transceivern.

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche und funktionsglei- che Elemente, Merkmale und Signale - sofern nichts Anderes ausgeführt ist - mit denselben Bezugszeichen versehen worden.

Die Figuren 4A und 4B zeigen zwei Blockschaltbilder zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Unterdrücken eines Störspeichers bei einer bidirektionalen Datenübertragung von Datensymbolen zwischen zwei Transceivern.

In Figur 4A ist dabei eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems mit xDSL- Transceivern l, l ^λ , bei dem das Störsignal S bei einer bidirektionalen Datenübertragung unterdrückt wird, dargestellt.

Ein erster xDSL-Transceiver 1 ist über eine Zweidrahttelefonleitung 2 an ein Datenübertragungssystem angeschlossen, bei dem Daten von dem ersten xDSL-Transceiver 1 bidirektional mit einem entfernt gelegenen identisch aufgebauten zweiten xDSL- Transceiver 1' ausgetauscht werden. Der erste xDSL-

Transceiver 1 enthält einen Sendesignalpfad 3 und einen Empfangssignalpfad 4. Der Sendesignalpfad 3 und der Empfangssignalpfad 4 sind über eine Hybrid- bzw. Gabelschaltung 5 an die Zweidrahttelefonleitung 2 angeschlossen.

Im Sendesignalpfad 3 wird ein von einer Datenquelle abgegebene Sendesignal-Bitfolge durch einen Scrambler mittels eines Generatorpolynoms verwürfelt. Ein Reed-Solomon-Codierer führt eine Vorwärts-Fehlerkorrektur FEC durch, d. h. es werden Prüfwerte bzw. Prüfbytes berechnet, die an einen zu schützenden Nutzdatenblock angehängt werden. Ein Interleaver verteilt dann die Codeworte, die durch den Reed-Solomon-Encoder generiert werden, über einen größeren Zeitbereich, damit eventuell auftretende übertragungsStörungen auf mehrere Codeworte aufgeteilt bzw. verteilt werden.

Ein Trellis-Encoder fügt weitere Redundanz mittels Faltungscodierung in den Datenstrom ein.

Eine IFFT-Einheit 3-6 transformiert die durch den Trellis- Encoder codierten Datensymbole in ein Zeitsignal, das nach Parallel- und Seriellwandlung und Interpolation durch einen Digital-Analog-Wandler DAC in ein analoges Ausgangssignal umgewandelt wird. Nach einer Tiefpassfilterung wird das gefil- terte analoge Sendesignal durch eine Treiberschaltung bzw. Linedriver verstärkt und über die Hybridschaltung 5 an die Telefonleitung 2 abgegeben.

Im Empfangssignalpfad 4 des xDSL-Transceivers 1 wird das empfangene Signal zunächst zur Verminderung von Aliasing- Effekten durch ein Tiefpassfilter gefiltert und durch einen Analog-Digital-Wandler ADC in ein digitales EmpfangsSignal umgewandelt. Das digitale Empfangssignal wird durch ein Dezi- mationsfilter dezimiert.

Ein am Ausgang der IFFT-Einheit angeschlossenes Echo- Kompensationsfilter 6 gibt ein digitales Echokompensations- signal an einen Subtrahierer innerhalb des Empfangssignalpfades 4 ab. Ausgangsseitig ist der Subtrahierer an einen Zeit- bereich-Equalizer EQ angeschlossen. Anschließend durchläuft das entzerrte Empfangssignal eine FFT-Einheit, einen Trellis- Decoder, einen Deinterleaver, einen Reed-Solomon-Decoder und einen Descrambler. Nach erfolgtem De-Framing wird das Empfangssignal verarbeitet. Erkennt eine in dem zweiten Trans- ceiver 1' vorgesehene Schaltung 7' zur Störsignalerfassung und Datensymbolrekonstruktion, die an dem Ausgang des Entzer- rers EQ angeschlossen ist, ein periodisch auftretendes Störsignal S, dann generiert sie einen Sychronisationsimpuls (SYNC) und überträgt die Synchronisationsinformation mittels eines Overhead-Nachrichtenübertragungskanals an den ersten Transceiver 1 über die Telefonleitung 2. Für den Overhead- Nachrichtenübertragungskanal sind eine bestimmte Anzahl von Bytes der Nutzdaten eines Codewortes vorgesehen. Erkennt der erste Transceiver 1 nach Empfang des Codewortes, dass in dem Overhead-Nachrichtenübertragungskanal eine Synchronisations- information übertragen worden ist, dann wird ein Repeat- Steuersignal an die in dem Sendesignalpfad 3 des ersten

Transceivers 1 vorgesehene IFFT-Einheit abgegeben. Das zuletzt von dem ersten Transceiver 1 gesendete Datensymbol wird dann wiederholt ausgesendet.

Das Auftreten eines Störsignals S kann durch den ersten

Transceiver 1 mittels der Schaltung 7 erfasst werden. Bei einer alternativen Ausführungsform wird das Vorhandensein

bzw. das Auftreten eines periodischen Störsignals S im Trans- ceiver 1 mittels eines Nachrichtenprotokolls mitgeteilt.

Bei einer möglichen weiteren, ebenfalls vorteilhaften Ausfüh- rungsform überträgt der zweite entfernt gelegene Transceiver 1 ^% ein vorbestimmtes Markierungsdatensymbol MDS an den ersten Transceiver 1. Dieser vergleicht die empfangenen Datensymbole und erkennt das Auftreten eines Störsignals S, wenn das empfangene Datensymbol mit dem vorgegebenen Markierungs- datensymbol MDS übereinstimmt.

Bei einer bevorzugten alternativen Ausführungsform wird dem ersten Transceiver 1 das Auftreten eines Störsignals S durch das übersenden einer speziellen Nachricht innerhalb eines Codewortes mittels des dafür vorgesehenen Overhead-

Datenübertragungskanals mitgeteilt. Die FEC-Codiereinheit im Sendesignalpfad empfängt Nutzdaten N von einem Scrambler und fügt Redundanzdaten R hinzu. Die Nutzdaten und die Redundanz- daten ergeben zusammen ein zu übertragendes Codewort. Eine bestimmte Anzahl von Bytes innerhalb der Nutzdaten wird als Overhead-Channel OHC zur übertragung von Nachrichten reserviert. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird über diesen Overhead-Channel OHC dem anderen Transceiver mitgeteilt, dass bei der Datenübertragung ein periodisches Störsignal S aufge- treten ist. Erhält der Transceiver 1 diese Nachricht, löst dies ein wiederholtes Senden des zuletzt von ihm gesendeten Datensymbols aus.

Figur 5 zeigt ein Diagramm zur Verdeutlichung einer bevorzug- ten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Unterdrücken eines Störsignals S bzw. die Funktionsweise eines erfindungsgemäßen xDSL-Transceivers 1 wie er in Figur 4 dargestellt ist.

Zunächst sendet der erste xDSL-Transceiver 1 ein Datensymbol oder Sendedatensymbole aus dem Sendesignalpfad 3 über die

Hybridschaltung 5 zu dem zweiten xDSL-Transceiver l ^λ . Die Datensymbole sind vorzugsweise DMT-Datensymbole .

Erkennt die Erfassungsschaltung 7 * des zweiten xDSL- Transceivers 1 ' , dass bei der Datenübertragung ein Störsignal S aufgetreten ist, generiert sie ein Synchronisationssignal SYNC. Die Störsignalerfassungsschaltung 7 ^λ erkennt das Auftreten eines Störsignals S in Abhängigkeit von mindestens einem durch den zweiten Transceiver l ^λ empfangenen Datensym- bol einer Empfangsdatensymbolfolge, das von dem ersten

Transceiver 1 zu dem zweiten Transceiver 1 ^λ über die Datenübertragungsleitung 2 übertragen wird.

Sobald der erste Transceiver 1 das Synchronisationssignal SYNC von der von dem zweiten Transceiver l ^λ über den O- verhead-Kanal erhalten hat, generiert er ein Repeat- Steuersignal für seine IFFT-Einheit . Das Repeat- Steuersignal veranlasst die IFFT-Einheit des ersten Transceivers 1 dazu, das zuletzt gesendete Datensymbol der Sende- Datensymbolfolge erneut zu senden. Dabei wird das Sende-

Datensymbol mindestens einmal wiederholt, so dass es insgesamt mindestens zweimal gesendet wird.

Die Schaltung 7 ^λ des zweiten xDSL-Transceivers 1\ der ty- pischerweise identisch aufgebaut ist zu dem ersten xDSL-

Transceiver 1, rekonstruiert aus dem mindestens zweimal gesendeten Datensymbol der Sende-Datensymbolfolge ein ungestörtes Empfangsdatensymbol E zur weiteren Datenverarbeitung. Das rekonstruierte bzw. gewonnene Datensymbol E wird in die Emp- fangs-Datensymbolfolge eingefügt, indem ein Schalter innerhalb des Empfangssignalpfades 4 ' des zweiten Transceivers 1 ^x für die Dauer eines Symbols an den Ausgang der Schaltung l ^s zur Symbolrekonstruktions geschaltet wird. Nachdem das gewonnene Datensymbol E in die Empfangsdatensymbolfolge eingefügt worden ist, schaltet der Schalter den Eingang der FFT-Einheit zurück an den Ausgang des Equalizers EQ.

Figur 4B verdeutlicht die Störsignalerkennung im ersten Transceiver 1.

Eine weitere Variante ergibt sich aus der Kombination der Va- rianten gemäß der Figuren 4A und 4B . Hier wird die Wiederholung der Datensymbole in beiden übertragungsrichtungen immer gleichzeitig durchgeführt. Dies ist vorteilhaft, wenn bei einer kurzen übertragungsstrecke ohnehin beide Transceiver immer gleichzeitig gestört werden. Auch ein Restecho aus dem Sendesignal würde die weitere Verarbeitung zweier aufeinander folgender Symbole dann nicht beeinflussen, da das Echo sich auch synchron wiederholt.

Figur 5 zeigt die Verarbeitung der empfangenen Datensymbole durch den xDSL-Transceiver 1 bei Auftreten des Störsignals S bzw. eines Störimpulses . Bei Auftreten eines Störimpulses S bei der bidirektionalen Datenübertragung wird einerseits im Sendesignalpfad 3 das zuletzt aufgetretene Sendedatensymbol erneut gesendet und andererseits kann bei der Symbolverarbei- tung davon ausgegangen werden, dass das gestörte Datensymbol von dem zweiten xDSL-Transceiver 1 * ebenfalls zweimal gesendet worden ist. Bei dem in Figur 5 dargestellten Beispiel wird das Datensymbol 2 durch einen periodisch auftretenden Störimpuls S gestört und zweimal durch den Empfangssignalpfad 4 empfangen. Jedes Datensymbol besteht aus einer Vielzahl von Bits. Bei einer Symboldauer von 250 μs bzw. einer Symbolrate von 4000 Symbolen pro Sekunde beträgt bei einer Datenübertragungsrate von 8 Mb/Sek. die Anzahl von Bits pro Symbol beispielsweise 2000 Bit.

Wie man aus Figur 5 erkennen kann, wird das Datensymbol 2 zweimal übertragen, nämlich als Symbol 2A und als Symbol 2B, wobei das Symbol 2B eine exakte Kopie des Symbols 2A ist.

Der Anfang des Symbols 2A zwischen dem Zeitpunkt t ₀ und dem Zeitpunkt t _λ wird durch den Störimpuls S nicht gestört und fehlerfrei übertragen. Der Endabschnitt des Symbols 2A, d. h.

zwischen den Zeitpunkten ti, t ₂ , wird durch den Störimpuls gestört. In gleicher Weise ist der Anfang des Datensymbols 2B, d. h. zwischen den Zeitpunkten t ₂ , t ₃ durch den an der Grenze der Symbole 2A, 2B überlappenden Störimpuls S gestört.

Der Endabschnitt des Datensymbols 2B, d. h. zwischen den Zeitpunkten t ₃ , t ₄ , ist wiederum ungestört und wird fehlerfrei übertragen. Typische Störsignale S weisen eine Dauer T _s auf, die geringer ist als die Dauer T _D eines übertragenen Da- tensymbolen. Die Dauer T _D eines übertragenen Datensymbols beträgt bei ADSL 250 μs und bei VDSL 125 μs bzw. 250 μs . Typische Störsignale bzw. Störimpulse, wie sie beispielsweise durch Dimmer erzeugt werden, weisen eine Dauer T _ξ von weniger als 100 μs auf. Ist die Dauer T _s des Störimpulses S geringer als die Dauer T _D eines Datensymbols, kann davon ausgegangen werden, dass der Anfang des Datensymbols 2A, d. h. zwischen den Zeitpunkten t ₀ , t _x und das Ende des wiederholt gesendeten Datensymbols 2B, d. h. zwischen den Zeitpunkten t ₃ , t ₄ ungestört bzw. fehlerfrei ist, selbst wenn der Störimpuls S an der Grenze zwischen den beiden Datensymbolen 2A, 2B auftritt.

Die Symbolrekonstruktionsschaltung 7, wie sie in Figur 4 dargestellt ist, rekonstruiert bei Auftreten eines Störimpulses S aus dem mindestens zweimal gesendeten Datensymbol 2, d. h. aus den zwei Datensymbolen 2A, 2B ein ungestörtes Empfangsdatensymbol E, indem sie den ersten Teil des Datensymbols 2A zwischen den Zeitpunkten t ₀ , ti und dem zweiten Teil des Datensymbols 2B, d. h. zwischen den Zeitpunkten t ₃ , t ₄ zu einem ungestörten Datensymbol E zusammensetzt, wie dies in Figur 5 dargestellt ist. Der Zeitpunkt ti wird durch den Beginn des auftretenden Störimpulses S bestimmt. Die Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt t ₃ und dem Zeitpunkt ti wird durch die Datensymboldauer T _D festgelegt. Das rekonstruierte Empfangsdatensymbol E wird im Empfangssignalpfad 4 ausgewer- tet und daraus die Nutzdaten zur weiteren Datenverarbeitung gewonnen. Sobald eine Störung S aufgetreten ist, wird der Schalter im Empfangssignalpfad 4 an den Ausgang der Symbolre-

konstruktionsschaltung angelegt, sodass das rekonstruierte Empfangsdatensymbol E an die FFT-Einheit abgegeben werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zusätzlich aus dem mindestens zweimal gesendeten Datensymbol 2 das aufgetretene Störsignal S durch die -Symbolrekonstruktionsschaltung 7 rekonstruiert. Das ü- bertra-gene Signal an der Position des Störers wird rekon- struiert, indem das Signal an dem tatsächlich empfangenen

Signal subtrahiert wird. Die Symbolrekonstruktionsschaltung 7 subtrahiert von dem empfangenen gestörten Signal zwischen den Zeitpunkten t _lt t ₃ das rekonstruierte ungestörte Datensymbol E und regeneriert so das Störsignal S, wie dies in Fi- gur 5 schematisch dargestellt ist. Dies hat den Vorteil, dass das Störsignal S rekonstruiert und somit auch identifiziert werden kann.

Die meisten Störsignale S erstrecken sich über einen Zeitraum von weniger als 100 μs, d. h. sie sind erheblich kürzer als die Datensymboldauer T _D bei VDSL oder ADSL-Datenübertragungs- verfahren, die eine Dauer von 250 bzw. 125 μs aufweisen.

Zur Fehlervermeidung wird bei Datenübertragungsverfahren, die Datensymbole übertragen, welche eine kürzere Datensymboldauer T _D aufweisen als potenzielle Störsignale S, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Datensymbole nicht nur einmal wiederholt, sondern mehrfach wiederholt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird anstelle des vermutlich gestörten Daten- symbols das vorhergehende Datensymbol wiederholt übertragen. Dies hat den Vorteil, dass ein auftretender Störimpuls, welcher Datensymbole überlappt, d. h. der zwischen an der Grenze von zwei Datensymbolen liegt, zu keinem Datenverlust führt. Darüber hinaus kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Störsignal S selbst bestimmt werden, sodass die Synchronisierung auf diesen Störimpuls einfach möglich ist.

Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei Erkennen eines Störsignals S das Datensymbol mindestens dreimal übertragen. Auf der Empfangsseite wird dann das ungestörte Empfangsdatensymbol aus der Gruppe der empfangenen mindestens drei Datensymbole gewonnen, indem man ein ungestörtes Datensymbol selektiert. Dies ist möglich, da die Dauer des Störimpulses kürzer ist als die Dauer T _D eines Datensymbols, d. h. ein Störimpuls kann maximal zwei hintereinander gesendete Datensymbole verfälschen. Das dritte Datensymbol ist selbst bei Auftreten eines Störimpulses fehlerfrei. Auf der Empfangsseite wird dann bei Auftreten bzw. Erkennen eines Störsignals S dasjenige Datensymbol aus der Gruppe von drei Datensymbolen selektiert, welches ungestört ist.

Obgleich die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert worden ist, sei sie nicht darauf beschränkt, sondern lässt sich auf mannigfaltige Art und Weise modifizieren, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen.

Bezugszeichenliste

1 xDSL-Transceiver

2 Telefonleitung 3 Sendesignalpfad

4 Empfangssignalpfad

5 Hybridschaltung

6 Echokompensationsfilter

7 Störsignal- und Symbolrekonstruktionsschaltung