(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) T3 (1) Int. Cl. H04L/14 H04L27/26 (06.01) (06.01) (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej Europejski Biuletyn Patentowy 08/26 EP B1 (4) Tytuł wynalazku: Nadajnik modemu z wieloma nośnymi, z kontrolowaną degradacją jakości sygnału transmitowanego dla poprawienia stabilności pracy () Pierwszeństwo: (43) Zgłoszenie ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 06/13 (4) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 12/08 (73) Uprawniony z patentu: Alcatel Lucent, Paris, FR PL/EP T3 (72) Twórca (y) wynalazku: Van Bruyssel Danny E. J., Temse, BE (74) Pełnomocnik: Polservice Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o. rzecz. pat. Gromek Ewa Warszawa skr. poczt. 33 Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 1/7P22277PL00-2- Opis Niniejszy wynalazek odnosi się do systemu telekomunikacyjnego z modemem, posiadającym moduł sterujący 1 2 sprzężony z modułem transmisji danych, zawierającym nadajnik przystosowany do transmisji co najmniej jednego kanału przez linię komunikacyjną, przy czym wspomniany kanał jest dostosowany do transportu danych użytkownika za pomocą sygnałów z modulacją posiadającą bitload, który można modyfikować, przy czym wspomniany bitload jest zestawem liczb opisujących liczbę bitów informacji na symbol modulacji dla każdej nośnej, a ponadto zawierającym generator sztucznego szumu, sprzężony ze wspomnianym nadajnikiem i przystosowany do wprowadzania sztucznego szumu do nadajnika w celu wpływania na sygnały transmitowane przez wspomniany moduł transmisji danych do linii komunikacyjnej. Taki system telekomunikacyjny z modemem zdolnym do pracowania z różnymi bitload/ szybkością transmisji danych jest ogólnie znany w danej dziedzinie. W niniejszym bitload/ szybkość transmisji danych jest oparta na bieżącym stanie kanału, ogólnie uzyskiwanym z pomiarów. Bitload jest zdefiniowany następująco. Jeśli modulacja jest modulacją wąskopasmową (BBM BaseBand Modulation) lub modulacją z pojedynczą nośną (SCM - Single Carrier Modulation), bitload odpowiada liczbie bitów informacji na symbol modulacji, zwany również szczeliną czasową modulacji lub sygnalizowania. Jeśli modulacja jest modulacją na wielu nośnych (MCM Multi Carrier Modulation), bitload odpowiada zestawowi liczb, opisujących liczbę bitów informacji na symbol modulacji dla każdej

3 -3- nośnej, np. odpowiada tablicy bitów według definicji w ITU- T Recommendations G Section 8.. Modulacja wąskopasmowa (BBM) jest typem modulacji bez uprzedniego modulowania sygnału na nośnej, np. modulacją 1 2 amplitudy impulsu (PAM Pulse Amplitude Modulation); modulacja z pojedynczą nośną (SCM Single Carrier Modulation) jest typem modulacji, w której sygnał jest modulowany na pojedynczej nośnej, np. kwadraturowa modulacja amplitudy (QAM Quadrature Amplitude Modulation), modulacja amplitudowo fazowa bez fali nośnej (CAP Carrierless AM-PM); zaś modulacja na wielu nośnych (MCM) jest typem modulacji, w której jest używanych wiele nośnych, np. dyskretna modulacja wieloczęstotliwościowa (DMT Discrete MultiTone modulation). Wspomniane typy modulacji są ogólnie znane w danej dziedzinie. Proces ustalania bitload jest nazywany ustalaniem bitload. Może to być ustalanie pełnego bitload jak podczas inicjalizacji, ustalanie części bitload jak w czasie transmisji w bicie wymiany (BitSwapping), np. według definicji w ITU-T Recommendations G.992.1, lub ustalanie części bitload lub całego bitload, jak w czasie transmisji w rekonfiguracji bezpośredniej (OLR On Line Reconfiguration), np. według definicji w ITU-T Recommendations G Inicjalizacja (inaczej Przygotowywanie), jest stanem lub okresem czasu, bezpośrednio poprzedzającym czas transmisji, podczas którego sygnały są wymieniane między modemami, w celu przygotowania do czasu transmisji, ale w którym żadne dane użytkownika nie są przesyłane. czas transmisji (inaczej stan transmisji danych lub stan

4 -4- ustalony) jest stanem, podczas którego dane użytkownika są przesyłane przez modemy. Stan kanału jest dowolną charakterystyką kanału. Kanał jest określany jako zaczynający się w interfejsie, 1 2 w którym przesłane dane użytkownika są wprowadzane do modemu i kończąc się w interfejsie, w którym odebrane dane użytkownika są wyprowadzane z wyjścia modemu, dołączonego do drugiego końca linii komunikacyjnej. Zatem kanał obejmuje w ramach linii komunikacyjnej następujące funkcjonalne bloki modemu, dobrze znane w danej dziedzinie: interfejs liniowy, analogowy stopień wejściowy, przetworniki analogowo cyfrowe, przetworniki cyfrowo analogowe, filtry nadawania i odbierania, przeliczniki wzmocnienia, bloki modulacji/demodulacji, konstelacja kodowania/dekodowania, kodowania/dekodowania kanału, kodowania/dekodowania wyprzedzającej korekcji błędów, szyfrowania, generacji i weryfikacji CRC,... W ten sposób każdy parametr, który może być mierzony w dowolnym z bloków funkcjonalnych kanału stanowi stan kanału. Pomiarem stanu kanału, wykorzystywanym głównie w dotychczasowych rozwiązaniach jest stosunek sygnału do szumu (SNR Signalto-Noise Ratio), mierzony w odbiorniku dla MCM zwykle na każdej nośnej. W znanych systemach telekomunikacyjnych, występuje problem z modemem w przypadku kanałów z szybko zmieniającymi się poziomami szumu. Jeśli środowisko szumu zmienia się drastycznie po uruchomieniu tj., podczas czasu transmisji, spowodowanego na przykład w wyniku przesłuchu wywołanego przez uruchomienie sąsiedniego modemu, bitload może wymagać modyfikacji, w celu dostosowania do nowych

5 -- warunków. W pewnych przypadkach, takie procesy (jak BitSwapping lub OLR), które dostosowują bitload podczas czasu transmisji, nie są wystarczające i może być konieczna ponowna inicjalizacja. Przerywa to pracę i jest niepokojące 1 2 dla użytkownika. Inaczej mówiąc, tradycyjne ustalanie bitload nie może uwzględniać nagłych zmian w środowisku szumu. Kiedy zmiany są zbyt silne, bezpośrednia rekonfiguracje nie może poradzić sobie z nimi i jedyną opcją jest zamknięcie połączenia i wykonanie ponownej inicjalizacji. Ponowna inicjalizacja zawsze przerywa pracę, nawet jeśli może być krótsza niż pełna inicjalizacja. W celu rozwiązania tego problemu, w danej dziedzinie istnieją różne rozwiązania. Przede wszystkim należy zauważyć, że w korzystnym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku, linia komunikacyjna jest cyfrową linią abonencką (DSL Digital Subscriber Line), zaś modem jest adaptacyjnym modemem xdsl i że poniższe uwagi odnoszą się w szczególności, ale nie wyłącznie, do niego. Taki modem DSL jest modemem, który jest częścią cyfrowej linii abonenckiej (DSL), która może pracować z różnymi bitload/ szybkościami transmisji danych. Na przykład modem asymetrycznej cyfrowej linii abonenckiej (ADSL) lub modem cyfrowej linii abonenckiej dla bardzo szybkiej transmisji danych (VDSL) na przykład należą do adaptacyjnych typów modemów xdsl. Większość, ale nie wszystkie, znane rozwiązania powyższego problemu mogą być stosowane w odniesieniu do adaptacyjnego modemu xdsl.

6 -6- Pierwszym znanym rozwiązaniem ograniczania podatności modemów na uszkodzenia do szybko rosnących poziomów szumu, którego nie ma podczas inicjalizacji jest dostosowanie alokacji bitów i/lub szybkości transmisji danych podczas 1 2 pracy (tj. w czasie transmisji). W aktualnych modemach z wieloma nośnymi początkowa szybkość transmisji danych i początkowe bitload są ustalane w oparciu o SNR na nośną dla danego kanału, mierzony podczas inicjalizacji, co jest tylko wyrywkowym pomiarem odpowiadającym bieżącym poziomom szumu. Jednakże z upływem czasu (podczas transmisji), poziomy szumów w pętli mogą się zmieniać, wymagając innego profilu bitload dla tej samej szybkości transmisji danych (z obniżonym marginesem SNR) lub może nawet wymagać obniżenia szybkości transmisji danych. W przypadku małych odchyleń w poziomie szumu, określono sposoby w standardach ADSL i VDSL prowadzące do dostosowywania bitload na dwa sposoby: bitswap, tj. zmianę bitload bez zmiany szybkości transmisji danych, jak wspominano na przykład w ADSL ITU G.992.1, ADSL2 ITU G i ANSI T1.424 MCM VDSL i odpowiednio ciągłej adaptacji szybkości transmisji (SRA Seamless Rate Adaptation), tj. zmiany bitload ze zmianą szybkości transmisji danych, jak wspomniano na przykład w ADSL2 ITU G Oba te sposoby nazywane są również Rekonfiguracją na bieżąco (OLR On Line Reconfiguration). Pierwsze rozwiązanie jest dobre dla wolno zmieniających się poziomów szumu. Jednakże, w pewnych sytuacjach przesłuchu, poziom szumu zmienia się szybko i proponowane rozwiązanie jest zbyt wolne, żeby reagowało na czas, unikając błędów bitów i/lub unikając ponownej

7 -7- inicjalizacji. Powodem jest to, że szum przesłuchu z włączonego właśnie modemu xdsl rośnie w sposób nagły. Drugim znanym rozwiązaniem ograniczania podatności modemów na uszkodzenia do szybko rosnących poziomów szumu, 1 2 którego nie ma podczas inicjalizacji, jest stosowanie z góry ustalonych ograniczeń dla pewnych maksymalnych szybkości transmisji danych. Poziom ograniczenia jest ustalany przez środki spoza modemu, ale jest przesyłany do modemu przez interfejs zarządzania przed ustalaniem bitload podczas inicjalizacji. W modemach wykorzystujących modulację wąskopasmową (BBM) lub modulację z pojedynczą nośną (SCM), drugie rozwiązanie daje dostateczną kontrolę. W praktyce, w przypadku gdy modemy wykorzystują stałą szerokość pasma i adaptacyjny rozmiar konstelacji, ograniczenie do maksymalnej szybkości transmisji danych powoduje ograniczenie maksymalnej liczby bitów na symbol (tj. rozmiar konstelacji PAM lub QAM). Zatem do górnej granicy dla minimalnego wymaganego SNR (np. w celu utrzymania wymaganego bitowego współczynnika błędu (BER Bit Error Rate) na przykład równej 1E-7 z wymaganym marginesem SNR równym na przykład 6 db). Ograniczenie jest wybrane tak, że minimalne wymagane SNR jest niższe niż lub równe oczekiwanemu najgorszemu przypadkowi (tj. najniższemu) SNR, występującemu podczas najgorszego przypadku możliwych poziomów szumu. Modemy uwzględniające standard modemu z pasmem głosowym ITU-T V.32-bis są przykładami dla tego przypadku. W przypadku jeśli modemy wykorzystują stały rozmiar konstelacji i adaptacyjną szerokość pasma (daną stałą moc

8 -8- nadawania), ograniczenie szybkości transmisji danych powoduje ograniczenie szerokości pasma, a zatem zwiększenie nadawanego poziomu PSD. Ograniczenie jest wybierane tak, że różnica wymaganego nadawanego poziomu PSD i stałego, 1 wymaganego SNR jest większa niż lub równa oczekiwanemu poziomowi szumu w najgorszym przypadku, występującym podczas najgorszego przypadku poziomu szumu. Modemy uwzględniające ITU SHDSL G Recommendation są przykładami dla tego przypadku. Należy ponadto zauważyć, że modemy uwzględniające standard ANSI T1.424 SCM VDSL nie dostosowują szybkości transmisji danych, a zatem realizują koncepcję maksymalnej szybkości transmisji danych. Ponadto, w modemach wykorzystujących modulację z wieloma nośnymi (MCM), drugie rozwiązanie nie daje dostatecznej kontroli. W praktyce narzucone z góry ograniczenie na maksymalną szybkość transmisji danych powoduje tylko ograniczenie do maksymalnej liczby bitów na symbol MCM, co jest ograniczeniem tylko na SUMĘ liczb b i 2 bitów na nośną, sumowanych dla wszystkich używanych nośnych (tj. bi ograniczenie). i Ponieważ nie daje to ograniczenia na liczbę bitów dla każdej konkretnej nośnej (b i ), możliwe jest, że podczas inicjalizacji z niskim poziomem szumu, modem ustali bitload, które przypisuje b i dla niektórych nośnych o wartości zbyt dużej wymagającej większego SNR niż SNR najgorszego przypadku dla tych nośnych podczas szybkiego wzrostu poziomu szumu. Im bardziej kształt widma szumu podczas inicjalizacji różni się od kształtu szybko

9 -9- rosnącego szumu podczas pracy, tym większa podatność na uszkodzenia i tym większe prawdopodobieństwo nadmiernego BER lub ponownej inicjalizacji. Modemy uwzględniające dowolny ze znanych (dotąd) standardów MCM ITU 1 2 Recommendations ADSL ITU G.992.1, G.992.2, G.992.3, G.992.4, G.992. lub VDSL ANSI T1.424 są przykładami dla tego przypadku. Należy zauważyć, że to drugie znane rozwiązanie jest dostępne w niemal wszystkich typach modemów: wąskopasmowych, z pojedynczą nośną, z wieloma nośnymi,... Trzecim znanym rozwiązaniem ograniczenia podatności modemów na uszkodzenia do szybko rosnących poziomów szumu, którego nie ma w czasie inicjalizacji, jest stosowanie ustalonego z góry (jedna wartość) ograniczenia maksymalnego rozmiaru konstelacji do pewnej maksymalnej liczby bitów na konstelację, tj. rozmiaru konstelacji PAM lub QAM. Poziom ograniczenia jest ustalany przez środki spoza modemu, ale jest przesyłany do modemu przez interfejs zarządzania przed ustalaniem bitload podczas inicjalizacji. Trzecie rozwiązanie jest identyczne jak powyższe drugie rozwiązanie i zapewnia wystarczającą kontrolę w modemach, wykorzystujących modulację wąskopasmową (BBM) lub modulację z pojedynczą nośną (SCM). Jednakże w modemach wykorzystujących modulację z wieloma nośnymi (MCM) trzecie rozwiązanie nie daje wystarczającej kontroli. W praktyce, ustalone z góry ograniczenie do pewnej ustalonej z góry (jedna wartość) maksymalnej konstelacji lub maksymalnej liczby bitów na konstelację (tj. max b i ograniczenie), np. ograniczenie G.992.1, które jest nazywane BIMAX, nie zapewnia

10 -- wystarczającego ograniczenia na liczbę bitów dla każdej konkretnej nośnej (b i ). Ogranicza tylko b i dla nośnych z największymi konstelacjami, zaś te nośne nie muszą być nośnymi, które są podatne na uszkodzenia przy szybko 1 2 zmieniających się poziomach szumu. Również na nośne z mniejszymi konstelacjami mogą wpływać szybkie zmiany poziomów szumu. Inaczej mówiąc, max b i działa na nośne o dużych wartościach SNR podczas inicjalizacji, co nie pokrywa się z nośnymi o dużych wahaniach SNR podczas transmisji. Modemy uwzględniające dowolne ze znanych (dotąd) standardów MCM ITU Recommendations ADSL ITU G.992.1, G.992.2, G.992.3, G.992.4, G.992. i VDSL ANSI T1.424 są niedoskonałymi przykładami dla tego przypadku. BIMAX jest stały podczas fazy projektowania nadajnika modemu, zaś nie może być podawany regulacji przez interfejs zarządzania. Należy zauważyć, że trzecie znane rozwiązanie jest dostępne w niemal wszystkich typach modemów: wąskopasmowych, z pojedynczą nośną, z wieloma nośnymi,... Czwarte znane rozwiązanie ograniczenia podatności modemów na uszkodzenia do szybko zwiększających się poziomów szumu, którego może nie być podczas inicjalizacji, polega na wykorzystywaniu ustalonego z góry (jedna wartość) docelowego marginesu SNR. W tym rozwiązaniu, poziom szumu przyjęty podczas inicjalizacji dla określenia szybkości transmisji danych jest równy poziomowi szumu zmierzonemu podczas aktualnego stanu inicjalizacji, ale zwiększonemu o pewien czynnik, zwany docelowym marginesem SNR. Poziom docelowego marginesu SNR jest ustalany przez środki spoza modemu, ale jest przesyłany do modemu przez interfejs

11 -11- zarządzania przed ustalaniem bitload podczas inicjalizacji. Zwykle docelowy margines SNR jest wybierany tak, że jest większy lub równy różnicy poziomu szumów dla najgorszego przypadku i poziomu szumu dla najlepszego przypadku. W ten 1 2 sposób przyjęty poziom szumu jest zawsze większy niż poziom szumu dla najgorszego przypadku. Ponownie rozwiązanie to jest dostępne w niemal wszystkich typach modemów: wąskopasmowych, z pojedynczą nośną, z wieloma nośnymi,... Przykładami takich modemów są odpowiednio modemy uwzględniające ITU SHDSL G Recommendation, odpowiednio standard ANSI T1.424 SCM VDSL i odpowiednio ITU Recommendations ADSL G.992.x dotąd lub standard ANSI T1.424 MCM VDSL. Czwarte znane rozwiązanie jest najczęściej stosowane obecnie w przypadku modemów ADSL. Należy zauważyć, że określenie najgorszy przypadek jest używane jako skrót. Nie musi koniecznie oznaczać najgorszego przypadku np. w nieskończenie długim czasie lub dla wszystkich linii całej sieci. Odpowiada przypadkowi stanu kanału, który ma z góry ustalone, dopuszczalne prawdopodobieństwo wystąpienia tak, że operator uważa je za dopuszczalne, np. dopuszczalną stabilność łącza przez określony okres czasu lub dla podzbioru sieci. Czwarte rozwiązanie jest najczęściej stosowane obecnie. Jednakże nie jest odpowiednie dla pewnych sytuacji, jak zostanie wspomniane poniżej. Czwarte znane rozwiązanie nie jest odpowiednie dla typów szumu z szybko rosnącymi poziomami szumu, który pozostaje stabilny następnie na wysokim poziomie (dla czasu nie bez znaczenia), np. przesłuch rosnący po włączeniu układu xdsl na innej parze w tym samym kablu. Dla tego typu

12 -12- szumu jest jasne, że inicjalizacja / ponowna inicjalizacja może mieć miejsce podczas stanu szumu dla najgorszego przypadku. Przyjmowanie wysokiego docelowego marginesu SNR dla poziomów szumu odpowiadających najgorszemu 1 przypadkowi, jest niepotrzebne i prowadzi do nadmiernych strat szybkości transmisji danych. Jest to na przykład przypadek kabla dwużyłowego skręcanego z łączami ADSL, ale gdzie modemy ADSL nie zostały jeszcze włączone przez użytkowników. W tej sytuacji poziom przesłuchów ADSL w kablu jest zerowy. Poziom szumu jest równy poziomowi szumu tła. Pierwszy modem ADSL, który zostanie włączony, wykryje podczas inicjalizacji poziom szumu tła. Jednakże poziom przesłuchów zwiększy się z każdym nowym modem ADSL, który zostanie włączony. Kiedy podczas pracy pierwszego łącza liczba użytkowników wzrośnie, np. od 1 do 0, przesłuch kanału wzrośnie do maksimum najgorszego przypadku. Tabela 1 podaje w przybliżeniu liczby dla wzrostu poziomu szumu, kiedy szum ewoluuje od szumu tła, równego 140 dbm/hz do poziomu odpowiadającego przesłuchowi zdalnemu (FEXT Far-End CrossTalk) przy 0 zakłócających ADSL: Długość pętli 0.4 mm Tabela 1 Wzrost poziomu szumu [db] (w przybl.) G.992. szybkość pobierania danych [Mbps] z marginesem SNR 6 db w SELF XT (w przybl.) 00 m m m m Z rozwiązaniem z docelowym marginesem SNR operator musi przypisać duży docelowy margines SNR, równy co

13 -13- najmniej temu wzrostowi poziomu szumu, aby pierwszy użytkownik miał stabilną pracę i wytrzymał wzrost szumu. Jak można zauważyć, margines SNR, który musi zostać przyjęty dla zapewnienia stabilnej pracy, rośnie przy 1 2 większych oferowanych szybkościach transmisji danych. Dla użytkownika łączącego się, kiedy wszyscy inni użytkownicy (np. 49) są już dołączeni do linii, szum jest już maksymalny i nie zostanie bardziej zwiększony. Przyjmowanie dużego marginesu SNR nie jest konieczne w tym przypadku. Jednakże, kiedy operator nie zna kolejności, w której użytkownicy są włączeni, musi przypisać jeden docelowy margines SNR dla wszystkich użytkowników. Zatem duży docelowy margines SNR zostanie przypisany również dla ostatniego użytkownika(ów). W konsekwencji ostatni użytkownik(cy) będzie miał nadmierną stratę szybkości transmisji danych. Dla przykładu, dla 00 m, przyjmowany margines SNR jest równy 18 db. Jest to o 12 db więcej niż zwykłe 6 db, jak przedstawiono w Tabeli 1. Utrata 12 db odpowiada 4 bitom na nośną. Dla użytecznej szerokości pasma, równej 1 MHz, odpowiada to utracie szybkości transmisji danych równej 4 Mbps, czyli redukcji szybkości transmisji danych do 2 Mbps. Nie jest to również odpowiednie dla szumów typu impulsowego, tj. szybko rosnącego i szybko malejącego szumu o bardzo krótkim czasie trwania. W wyniku bardzo krótkiego czasu trwania, to ma nieistotny wpływ na wynik pomiaru szumu podczas inicjalizacji. Pomiar wskaże tylko średni poziom mocy szumu przez cały okres pomiaru, odpowiadający stacjonarnej składowej szumu, a nie poziomowi mocy szczytowej dla najgorszego przypadku podczas szumu

14 -14- impulsowego. Ponieważ szum impulsowy i szum stacjonarny pochodzą od różnych źródeł, przyjmowanie marginesu SNR w odniesieniu do składowej stacjonarnej jest problematycznym rozwiązaniem w przypadku zwalczania szumu 1 2 impulsowego. Nie jest to również odpowiednie dla typów szumu o krótkim czasie trwania, tj. z czasem trwania, który jest krótszy niż czas trwania pomiaru szumu podczas inicjalizacji, np. < 1 sek. Pomiar wskazuje tylko średni poziom mocy szumu dla całego okresu pomiaru, który w pewien sposób wpływa na wynik pomiaru, a nie poziom mocy szczytowej dla najgorszego przypadku podczas szumu o krótkim czasie trwania. Przypadek ten jest typem szumu, który mieści się między dwoma powyższymi typami szumu i w konsekwencji jego niedogodności są również mieszaniną niedogodności obu powyższych przypadków. Z drugiej strony, czwarte rozwiązanie jest odpowiednie dla szybkich, małych zmian w rzeczywistych poziomach szumu na nośną, w taki sposób, że strata szybkości transmisji danych jest nadal możliwa do przyjęcia. Jest również odpowiednie dla wolnych, ale nieco większych zmian w rzeczywistych poziomach szumu na bit nośnej, przy wciąż małych zmianach średniego poziomu szumu, np. w wyniku zjawisk termicznych. W tym przypadku, Rekonfiguracja Na Bieżąco może dostosować bitload przy pomocy wymiany bitów, zanim margines SNR na nośną spadnie poniżej zera. Jednakże średni margines SNR będzie wciąż malał wolno. Tak długo jak zmiany średniego poziomu szumu są małe, docelowy margines SNR może być akceptowalny.

15 -1- Modemy uwzględniające dowolne ze znanych (dotąd) ITU Recommendtions ADSL ITU G.992.1, G.992.2, G.992.3, G.992.4, G.992. i standard MCM VDSL ANSI T1.424 są przykładami dla tego przypadku. 1 2 Piątym znanym rozwiązaniem ograniczania podatności modemów na uszkodzenia do szybko rosnących poziomów szumu, którego nie ma podczas inicjalizacji jest wykorzystanie ustalonego z góry modelu poziomu szumów dla najgorszego przypadku, występującego podczas stanów szumu w najgorszym przypadku, który jest odnotowany w standardzie lub w jakimś innym dokumencie konstrukcyjnym, a zatem jest uwzględniony w urządzeniu. Rozwiązanie to jest znane tylko w dziedzinie modemów dostosowujących szybkość transmisji danych ITU SHDSL G.991.2, w których model oczekiwanego poziomu szumu najgorszego przypadku jest ustalony w standardzie ITU (patrz na przykład G.991.2, Tabela A-13 i Tabela B-14). Jest to możliwe ze względu na sposób wykorzystywania symetrycznej DSL lub SHDSL, przy stosowaniu w pełni nakrywania się widm pobierania wysyłania, w wyniku czego przesłuch zbliżony (NEXT Near End-CrossTalk) z systemów SHDSL pracujących z tą samą szybkością transmisji jest dominującym przesłuchem, większym niż przesłuch z dowolnego innego typu xdsl o tej samej mocy. Model szumu najgorszego przypadku nie jest przesyłany do modemu przez interfejs zarządzania przed ustalaniem bitload podczas inicjalizowania, a tylko odblokowanie tego rozwiązania jest kontrolowane przez interfejs zarządzania. Problemy, związane ze stosowaniem piątego rozwiązania, polegającego na wykorzystywaniu ustalonego

16 -16- z góry modelu poziomu szumu najgorszego przypadku, ustalonego w standardzie, w modemach z wieloma nośnymi, są następujące: - Stosowanie określonego z góry modelu jest określone 1 2 w standardzie ITU SHDSL G.991.2, ale nie dla modemów ADSL i - SHDSL opisuje tylko stosowanie z góry określonego modelu, który jest standardowym, ustalonym, nieprogramowalnym modelem i który może być tylko blokowany lub odblokowywany. Piąte rozwiązanie nie jest zatem odpowiednie dla ADSL. W rzeczywistości, w przeciwieństwie do SHDSL, dla którego jego własny przesłuch określa stan najgorszego przypadku, ze względu na stosowanie w pełni nakrywania się widm, architektura FDM w ADSL jest taka, że samo-przesłuch ADSL jest często dużo mniejszy niż przesłuch od innych xdsl. W wyniku tej zależności od innych xdsl, występujących w kablu lub linii komunikacyjnej i zmieniających się typów xdsl stosowanych zwłaszcza w sieciach, pojedynczy z góry model nie jest odpowiedni. Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie systemu telekomunikacyjnego z modemem powyższego, znanego typu, ale w którym początkowa szybkość transmisji danych i początkowe bitload są ustalane tak, że uzyskiwana jest zadowalająca stabilność pracy przez dłuższy czas z możliwie najwyższymi szybkościami transmisji danych. Podatność modemu na uszkodzenie ze względu na szybko rosnące poziomy szumu, którego może nie być podczas inicjalizowania, powinna zostać w ten sposób ograniczona. Według wynalazku, cel ten został osiągnięty dzięki temu, że wspomniany generator sztucznego szumu jest zawarty

17 -17- we wspomnianym module transmisji danych i jest dostosowany do wprowadzania sztucznego szumu, który odpowiada modelowi sumy szumów pętli, wprowadzanych przez sygnały transmitowanych w licznych z n-1 linii komunikacyjnych, 1 2 usytuowanych w kablu, zawierającym wiele z n linii komunikacyjnych, z których pierwsza wspomniana linia komunikacyjna jest jednym elementem z wielu. W ten sposób, uzyskiwana jest kontrolowana degradacja jakości sygnału transmitowanego przez wprowadzenie sztucznego szumu do przesyłanego sygnału. Degradacja ta sumuje się z degradacją sygnału wywoływaną przez kanał, np. szum transmisji dodaje się do szumu kanału. Modem odbiorczy będzie widział tylko połączony efekt i będzie ustalał bitload w oparciu o połączoną jakość sygnału, np. ustalał bitload w oparciu o poziom połączonego szumu. Dzięki tej technice, ustalanie bitload w odbiorniku zdalnego modemu nie może przypisać zbyt wysokich rozmiarów konstelacji, np. kiedy inicjalizacja występuje w czasie minimalnej transmisji z niskimi poziomami przesłuchu, w celu zagwarantowania stabilności działania w przypadku szybko zmieniającego się stanu szumu. Wspomniane powyżej znane piąte rozwiązanie wydaje się najbliższym rozwiązaniem dotychczasowym, ale nie jest wykorzystywane w aktualnych ADSL i VDSL. Niniejszy wynalazek wykorzystuje model, który może być programowany i nie jest zapisany w standardzie, a zatem staje się odpowiedni dla modemów FDM xdsl, np. ADSL i / lub VDSL. Jak już wspomniano, wspomniane powyżej znane czwarte rozwiązanie jest najczęściej używane w aktualnych ADSL i VDSL.

18 -18- Chociaż dotychczasowe rozwiązanie stara się rozwiązać ten sam problem, nie może być uważane za bliski stanowi techniki, gdyż sposób algorytmiczny jest całkowicie inny. 1 2 Należy zauważyć, że zgłoszenie patentowe US-04/ A1 KOIFMAN-a GIL-a et al.(19 lutego 04r.), zatytułowane Modem channel sharing based on frequency division (Współdzielenie kanału modemowego oparte na podziale częstotliwości) opisuje system komunikacji danych, który zawiera modem stacji czołowej. Modem jest dostosowany do transmisji pobieranych sygnałów danych przez medium komunikacyjne w pierwszym paśmie częstotliwości i do odbierania wysyłanych sygnałów danych przez medium komunikacyjne w drugim paśmie częstotliwości. Każde z pasm częstotliwości pierwsze i drugie zawiera wiele pod-pasm częstotliwości. Co najmniej pierwsze i drugie modemy w lokalu klienta są sprzężone równolegle z modemem stacji czołowej przez medium łączności tak, że odbierają pobranie sygnałów danych nadawanych w pierwszym paśmie częstotliwości przez modem stacji czołowej i nadają wysyłanie sygnałów danych w drugim paśmie częstotliwości, przy czym drugie pasmo częstotliwości jest multipleksowane między pierwszymi i drugimi modemami w lokalu klienta. Inaczej mówiąc, ten znany dokument opisuje system złożony z modemów ADSL, sprzężonych równolegle z modemem stacji czołowej. W celu zmuszenia modemu stacji czołowej do nadawania z szybkością mniejszą niż optymalna, modemy klientów wprowadzają sztuczny szum do linii podczas fazy przygotowywania. Jednakże, dokument nie opisuje wewnętrznej struktury modemów klientów. Nie opisuje również, że

19 -19- generator szumu jest zawarty w module nadawczym. Na koniec poznany dokument nie przewiduje ani nie sugeruje, że ilość wprowadzanego szumu jest równa maksymalnemu przesłuchowi. W pierwszym przykładzie wykonania, niniejszy 1 2 wynalazek charakteryzuje się tym, że wspomniany nadajnik zawiera sekcję wejściową nadajnika, zawierającą połączenie kaskadowe modułu przetwarzania w domenie częstotliwości nadawania, odwrotnej szybkości transformaty Fouriera i modułu przetwarzania w domenie czasu nadawania i tym, że wspomniany generator sztucznego szumu jest sprzężony z wejściem wspomnianego modułu przetwarzania w domenie czasu nadawania. Korzystnie, moduł przetwarzania w domenie czasu nadawania jest dostosowany do dodawania sygnałów dostarczanych przez wspomniany generator sztucznego szumu do danych użytkownika, przesyłanych do linii komunikacyjnej. W drugim przykładzie wykonania, niniejszy wynalazek charakteryzuje się tym, że wspomniany generator sztucznego szumu jest sprzężony z wejściem wspomnianego modułu przetwarzania w domenie częstotliwości nadawania. We wspomnianym drugim przykładzie wykonania, wspomniany moduł przetwarzania w domenie częstotliwości nadawania jest dostosowany korzystnie do dodawania sygnałów dostarczanych przez wspomniany generator sztucznego szumu do danych użytkownika, przesyłanych do linii komunikacyjnej. W szczególności, sygnały dostarczane przez wspomniany generator sztucznego szumu są licznymi niezależnymi sygnałami szumu, zaś wspomniany moduł przetwarzania

20 -- w domenie częstotliwości nadawania zawiera ponadto środki dostosowane do mnożenia każdego ze wspomnianych niezależnych sygnałów szumu przez z góry ustaloną wartość wzmocnienia i do dodawania każdego z wyników do sygnału 1 2 określonej podnośnej DMT. Innym charakterystycznym przykładem wykonania niniejszego wynalazku jest to, że moduł sterujący wspomnianego modemu jest sprzężony z urządzeniem zarządzania, dostosowanym do zapisywania parametrów stanu kanału dla najgorszego przypadku i do kontrolowania wspomnianego modułu sterującego w celu sterowania generacją wspomnianego sztucznego szumu przez wspomniany generator sztucznego szumu. W ten sposób, poziom degradacji jest programowany przez lokalny lub zdalny interfejs zarządzania. Również innym charakterystycznym przykładem wykonania niniejszego wynalazku jest to, że każda linia komunikacyjna wspomnianego kabla działa podobnie jak wspomniana pierwsza wymieniona linia komunikacyjna i że wspomniany generator sztucznego szumu jest dostosowany do dostarczania sygnałów w oparciu o model stosunku sygnału do szumu dla wspomnianego kanału wspomnianej pierwszej linii komunikacyjnej. Modem jest zatem mniej podatny na ponowne inicjalizowanie, kiedy pojawi się dominujący szum w linii komunikacyjnej, ponieważ ten szum został ogólnie zidentyfikowany co najmniej raz podczas poprzedniego pomiaru. Poprzedni pomiar może być pomiarem sprzed ustalania bitload w poprzedniej inicjalizacji lub może być pomiarem sprzed poprzedniego (częściowego lub całkowitego)

21 -21- ustalania bitload w czasie transmisji, lub może być pomiarem sprzed bieżących pomiarów (tj. które są bezpośrednio przed bieżącym ustalaniem bitload). Ponadto, podczas ustalania bitload, uwzględnianie wcześniejszej 1 2 historii stanów kanału lub pomiarów, w jednej postaci lub innej, nie musi wymagać koniecznie pełnej historii wszystkich poprzednich stanów kanału lub pomiarów. W innym przykładzie wykonania, wspomniany generator sztucznego szumu jest dostosowany do dostarczania sygnałów w oparciu o model poziomu szumu dla wspomnianego kanału wspomnianej pierwszej linii komunikacyjnej. Inaczej mówiąc, sztuczny szum może być oparty o ustalony z góry model stanu kanału dla najgorszego przypadku : poziomu szumu, SNR,... Niniejszy wynalazek odnosi się ponadto do sposobu poprawiania bitload dla kanału przesyłanego przez linię komunikacyjną, przy czym wspomniany kanał jest dostosowany do transportu danych użytkownika za pomocą sygnałów z modulacją posiadającą bitload, które mogą być modyfikowane, przy czym wspomniane bitload jest zestawem liczb opisujących bity informacji na symbol modulacji dla każdej nośnej i wspomniany sposób obejmuje etap wprowadzania sztucznego szumu w celu modyfikowania sygnałów przed nadawaniem wspomnianych danych użytkownika do linii komunikacyjnej. Oprócz wspomnianych powyżej dotychczasowych urządzeń i sposobów, służących poprawieniu bitload dla kanału przesyłanego przez linię komunikacyjną, istnieje inny sposób, ujawniony w europejskim zgłoszeniu patentowym , złożonym 26 lutego 04r., zatytułowanym

22 -22- Digital Subscriber Line Modem with Bitloading using Channel Condition Model (Modem dla cyfrowej linii abonenckiej z ustalaniem bitload wykorzystującym model stanu kanału. Dokument ten ujawnia sposób ustalania 1 2 bitload w modemie MCM dla poprawienia stabilności działania przy użyciu modelu kanału dla najgorszego przypadku. Jednakże sposób ten wymaga modyfikacji zainstalowanej bazy oddalonych modemów. Innym celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie sposobu ustalania początkowej szybkości transmisji danych i początkowego bitload tak, że uzyskiwana jest wystarczająca stabilność pracy przez dłuższy czas dla szybkości transmisji danych, które są możliwie jak najwyższe. Według wynalazku, wspomniany sztuczny szum odpowiada modelowi sumy szumów pętli, wnoszonych przez sygnały przesyłane przez liczne z n-1 linii komunikacyjnych, usytuowanych w kablu zawierającym liczne z n linii komunikacyjnych, z których pierwsza wspomniana linia komunikacyjna jest jednym elementem z wielu. Ponadto, wspomniany sposób obejmuje ponadto etap programowania marginesu szumu dla 3 db w algorytmie ustalania bitload w odpowiednim odbiorniku, przy czym wspomniane ustalanie bitload jest procesem określania bitload. W ten sposób, niniejszy sposób może gwarantować absolutną stabilność łącza, np. bez ponownej inicjalizacji i bez nadmiernego BER, bez nadmiernej straty szybkości transmisji danych, pracując bez modyfikacji zainstalowanej bazy oddalonych modemów. Jest tak, ponieważ stosowany

23 -23- tutaj, ustalony z góry model nie wymaga łączenia się centralnego modemu z żadnym oddalonym modemem w pierwszych etapach inicjalizacji przed ustalaniem bitload, jak jest to w przypadku ostatniego wspomnianego dokumentu dla 1 2 dotychczasowego rozwiązania. Inne charakterystyczne przykłady wykonania niniejszego systemu telekomunikacyjnego z modemem są wspomniane w dołączonych zastrzeżeniach. Należy zauważyć, że określenie zawierający, stosowane w zastrzeżeniach, nie powinno być interpretowane jako ograniczenie do środków wymienionych po nim. Zatem, zakres wyrażenia: urządzenie zawierające środki A i B nie powinno być ograniczone do urządzeń składających się tylko z komponentów A i B. Oznacza, że w stosunku do niniejszego wynalazku, jedynymi związanymi komponentami urządzenia są A i B. Podobnie, należy zauważyć, że określenie sprzężony, również używane w zastrzeżeniach, nie powinno być interpretowane jako ograniczone tylko do bezpośrednich połączeń. Zatem zakres wyrażenia urządzenie A sprzężone z urządzeniem B nie powinno być ograniczone do urządzeń lub systemów, w których wyjście urządzenia A jest bezpośrednio połączone z wejściem urządzenia B. Oznacza to, że istnieje ścieżka między wyjściem A i wejściem B, która może być ścieżką zawierającą inne urządzenia lub środki. Powyższe i inne obiekty i cechy wynalazku staną się bardziej uwidocznione, zaś sam wynalazek będzie najlepiej zrozumiały przez odniesienie do poniższego opisu przykładu wykonania wraz z towarzyszącymi rysunkami, przy czym:

24 Fig. 1 reprezentuje głównie część centrali telefonicznej CO systemu telekomunikacyjnego z modemem MCO według wynalazku; - Fig. 2 przedstawia wprowadzanie sztucznego szumu AN 1 2 w module przetwarzania TXTDP w domenie czasu nadawania, należącym do modułu transmisji danych DTM w modemie MCO; - Fig. 3a przedstawia wprowadzanie sztucznego szumu AN w module przetwarzania TSFDP w domenie częstotliwości nadawania, należącym do modułu transmisji danych DTM w modemie MCO, zaś - Fig. 3b przedstawia szczegóły wprowadzanie sztucznego szumu AN w module przetwarzania TXFDP w domenie częstotliwości nadawania według Fig. 3a. Przedstawiony na Fig. 1 system telekomunikacyjny jest korzystnie system telekomunikacyjnym xdsl cyfrowej linii abonenckiej, zawierającym linię komunikacyjną LN, która łączy centralę telefoniczną CO z wyposażeniem w lokalu klienta (CPE, nie pokazane). Centrala telefoniczna CO jest wyposażona w co najmniej jeden modem MCO, przy czym modem ten korzystnie jest typu adaptacyjnego modemu xdsl, który może pracować z różnymi szybkościami transmisji danych i bitamiload. Modem MCO zawiera moduł transmisji danych DTM, dostosowany do transmisji kanałów, transportujących dane użytkownika UD za pomocą sygnałów STX z modulacją posiadającą bitload, który może być modyfikowany. Kierunek transmisji danych od modemu MCO usytuowanego w centrali telefonicznej CO do modemu usytuowanego w lokalu klienta jest nazywany kierunkiem pobierania. Wysyłanie jest kierunkiem transmisji danych od modemu usytuowanego

25 -2- w lokalu klienta do modemu MCO, usytuowanego w centrali telefonicznej CO. Bitload jest zdefiniowane następująco. Jeśli modulacja jest modulacją wąskopasmową (BBM) lub modulacją 1 2 z pojedynczą nośną (SCM), bitload odpowiada liczbie bitów informacji na symbol modulacji, zwany również szczeliną czasową modulacji lub sygnalizowania. Jeśli modulacja jest modulacją z wieloma nośnymi (MCM), bitload odpowiada zestawowi liczb opisujących liczbę bitów informacji na symbol modulacji dla każdej nośnej, np. odpowiada tablicy bi, jak zdefiniowano w ITU-T G section 8.. Modulacja wąskopasmowa (BBM) jest typem modulacji bez uprzedniego modulowania sygnału na nośnej, np. modulacją amplitudy impulsu (PAM); modulacja z pojedynczą nośną (SCM) jest typem modulacji, w której sygnał jest modulowany na jednej nośnej, np. kwadraturowa modulacja amplitudy (QAM), modulacja bez nośnej AM-PM (CAP), zaś modulacja z wieloma nośnymi (MCM) jest typem modulacji, w którym wykorzystywanych jest wiele nośnych, np. dyskretna modulacja wieloczęstotliwościowa (DMT). Wspomniane typy modulacji są ogólnie znane w danej dziedzinie. Proces określania bitload jest nazywany ustalaniem bitload. Może to być ustalanie kompletnego bitload jak podczas inicjalizacji, ustalanie części bitload jak w wymianie bitów (Bitswapping) w czasie transmisji, np. jak zdefiniowano w ITU-T G lub ustalanie części bitload lub kompletnego bitload, jak w Rekonfiguracji na Bieżąco (OLR) podczas transmisji, np. jak zdefiniowano w ITU-T G

26 -26- Inicjalizacja (inaczej Przygotowywanie) jest stanem (lub okresem czasu) bezpośrednio poprzedzającym czas transmisji, podczas którego sygnały są wymieniane między modemami, w celu przygotowania czasu transmisji, ale 1 2 w którym dane użytkownika nie są przesyłane. Czas transmisji (inaczej stan transmisji danych lub stan ustalony) jest stanem, podczas którego dane użytkownika są przesyłane przez modemy. Określenia inicjalizacja i czas transmisji są również używane w ITU-T G i G Moduł transmisji danych DTM modemu MCO jest sprzężony z modułem sterowania CCO, zdolnym modyfikować bitload, wykorzystywane przez związany moduł odbiorczy jako funkcja bieżących pomiarów stanu kanału, wykonywanych przez modem MCO bezpośrednio przed bieżącym ustalaniem bitload. Ponadto, moduł sterujący CCO jest również zdolny modyfikować bitload w funkcji modelu DMGSSM1 stanu kanału dla ustalania bitload, który jest niezależny od bieżących pomiarów. Stan kanału jest dowolną charakterystyką kanału. Kanał jest zdefiniowany jako rozpoczynający się w interfejsie, w którym przeznaczone do przesłania dane użytkownika są wprowadzane do wejścia modemu i kończący się w interfejsie, w którym odebrane dane użytkownika są wyprowadzane jako wyjście przez modem, dołączonego w drugim końcu linii komunikacyjnej LN. Zatem kanał zawiera, w ramach linii komunikacyjnej, następujące bloki funkcjonalne modemu, dobrze znane w danej dziedzinie: interfejs liniowy, analogową sekcję wejściową, przetworniki analogowo cyfrowe, przetworniki cyfrowo analogowe, filtry nadawcze i odbiorcze, przeliczniki wzmocnienia, modulatory

27 -27- / demodulatory, bloki kodowania/dekodowania konstelacji, kodowania/dekodowania kanału, kodowania/dekodowania wyprzedzającej korekcji błędów, szyfratory, bloki generowania i weryfikowania CRC itd. W tym sensie każdy 1 2 parametr, który może zostać zmierzony w dowolnym z bloków funkcjonalnych kanału stanowi stan kanału. Pomiarem stanu kanału, przeważnie wykorzystywany w dotychczasowych konstrukcjach jest stosunek sygnału do szumu (SNR), mierzony w odbiorniku dla MCM zwykle na każdej nośnej. Idea niniejszego wynalazku polega na dostarczeniu kontrolowanej degradacji jakości sygnału transmitowanego. Poziom degradacji jest zwykle programowany przez lokalny lub zdalny interfejs zarządzania, jak zostanie opisane poniżej. Korzystnym jest, żeby wspomniana degradacja była aktywna przez cały czas, tj. podczas INICJALIZACJI i pracy (W CZASIE TRANSMISJI). Jednakże dla pewnych typów modemów wystarczy uaktywniać degradację tylko podczas określonych okresów czasu, np. dla pewnych sygnałów inicjalizowania. W systemie telekomunikacyjnym przedstawionym na Fig. 1, model DMGCCM1 stanu kanału dla ustalania bitload, niezależny od bieżących pomiarów jest albo funkcją jednego lub większej liczby modeli zmierzonych stanów kanałów dla ustalania bitload, wcześniej uzyskanych przez pomiary modemu, funkcją pierwszego zarządzanego modelu stanu kanału, który sam jest funkcją drugiego zarządzanego modelu UMGCCM2 stanu kanału przesłanego do modemu MCO przez urządzenie zarządzania MGCO sprzężone z modemem, ale zewnętrzne w stosunku do modemu, przed bieżącym ustalaniem bitload lub ich kombinacją.

28 -28- Dokładniej moduł sterujący CCO w CO zawiera środki zapamiętujące DMS modemu, dostosowane do zapisywania modelu DMGCCM1 stanu kanału dla ustalania bitload jako funkcji pierwszego zarządzanego modelu stanu kanału, który jest 1 2 funkcją drugiego zarządzanego modelu DMGCCM2 stanu kanału. Urządzenie zarządzające MGCO ma środki zapamiętujące DSN zarządzania, dostosowane do zapisu drugiego zarządzanego modelu DMGCCM2 stanu kanału. Hipotetycznie możliwe jest, że zestaw układów scalonych modemu automatycznie ustali programowany poziom, a zatem nie będzie wyróżnionego interfejsu zarządzania. Moduł odbiorczy modemu MCO, usytuowany w części centrali telefonicznej CO systemu telekomunikacyjnego jest modułem transmisji danych DTM pobierania, sprzężonym z modułem sterującym CCO modemu MCO. Środki zapisujące modemu DMS modułu sterującego CCO są zdolne zapisywać model DMGCCM1 stanu kanału dla ustalania bitload, który jest modelem stanu kanału dla ustalania pobierania bitload. Korzystnie, urządzenie zarządzania MGCO jest również usytuowane w centrali telefonicznej CO i ma środki zapisu DSN zarządzania pobieraniem, służące do zapisywania drugiego zarządzanego modelu stanu kanału, który jest drugim modelem DMGCCM2 stanu kanału zarządzania wysyłaniem. Zmierzony model stanu kanału dla ustalania bitload i pierwszy zarządzany model stanu kanału wspomnianego ustalania pobieranego bitload modelu DMGCCM1 stanu kanału są odpowiednio modelem zmierzonego stanu kanału dla ustalania pobieranego bitload i pierwszym modelem DMGCCM1 stanu kanału zarządzanego pobieraniem.

29 -29- Urządzenie zarządzania MGCO jest korzystnie usytuowane w centrali telefonicznej CO i jest sprzężone z modemem MCPE, usytuowanym w wyposażeniu lokalu klienta CPE przy pomocy linii komunikacyjnej LN. Urządzenie 1 2 zarządzania MGCO zawiera zatem środki zapisu DSN zarządzania pobieraniem, służące do zapisywania drugiego zarządzanego modelu stanu kanału, w celu wykorzystywania przez moduł sterujący CPE jako drugi zarządzany pobieraniem model stanu kanału. Niektóre z różnych możliwych przykładów wykonania i operacji niniejszego systemu telekomunikacyjnego xdsl z kontrolowaną degradacją jakości sygnału transmitowanego zostaną opisane poniżej. Określona degradacja jest uzyskiwana przez wprowadzenie sztucznego szumu AN, który jest generowany lokalnie w nadajniku przez generator sztucznego szumu ANG i jest dodawany do oryginalnego sygnału transmisji, w celu uzyskiwania zdegradowanego sygnału transmisji. Sztuczny szum jest zdefiniowany jako losowy sygnał, który nie jest skorelowany z oryginalnym sygnałem transmisji i ma niższy poziom niż oryginalny sygnał transmisji. Należy zauważyć, że dodanie sztucznego szumu do transmitowanego sygnału jest ogólnie korzystne, chociaż dowolne inne kombinacje tych sygnałów są również możliwe. Można stosować kilka odmian sztucznego szumu. Na przykład z różnymi funkcjami gęstości prawdopodobieństwa (PDF), np. PDF Gaussa, PDF brikwall, PDF dyskretnego itd. W korzystnym przykładzie wykonania i ponownie odnosząc się do Fig. 1, sposób jest stosowany do pobierania sygnału transmitowanego, tj. od centralnego modemu MCO do

30 -- zdalnego modemu, w którym poziom sztucznego szumu jest programowany i przesyłany do centralnego modemu przez lokalny interfejs zarządzania (np. interfejs Q G.997.1) przez zewnętrzną jednostkę centralną, przed rozpoczęciem 1 2 INICJALIZACJI. W szczególności i jak przedstawiono Fig. 1, sztuczny szum AN jest dostarczany przez generator sztucznego szumu ANG, usytuowany w module transmisji danych DTM trybu MCO. Generator sztucznego szumu ANG jest sprzężony z nadajnikiem TX, a w szczególności z jego sekcją wejściową TXFE. Nadajnik TX stanowi interfejs dla danych użytkownika UD i linii komunikacyjnej LN. TX zawiera sekcję wejściową TXFE nadajnika, która zawiera kaskadowe połączenie modułu przetwarzania TXFDP w domenie częstotliwości nadawania, odwrotną transformatę Fouriera IFFT i modułu przetwarzania TXTDP w domenie czasu nadawania. W pierwszym przykładzie wykonania, przedstawionym na Fig. 2, generator sztucznego szumu ANG jest sprzężony z wejściem modułu przetwarzania TXTDP w domenie czasu nadawania w sekcji wejściowej TXFE nadajnika. Sygnały, tj. sztuczny szum AN, dostarczane przez generator sztucznego szumu ANG, są następnie dodawane przez moduł przetwarzania TXTDP w domenie czasu nadawania do danych użytkownika UD, przesyłanych do linii komunikacyjnej LN. Dla modemów MCM, ten sztuczny szum można łatwo uzależnić od częstotliwości przez wprowadzanie szumu AN w domenie częstotliwości przed blokiem IDFT/DFT procedury IFFT. W drugim przykładzie wykonania, przedstawionym na Fig. 3a, generator sztucznego szumu ANG jest sprzężone z wejściem modułu przetwarzania TXFDP w domenie

31 -31- częstotliwości nadawania w sekcji wejściowej TXFE nadajnika. Sygnały generatora sztucznego szumu ANG są następnie dodawane przez moduł przetwarzania TXFDP w domenie częstotliwości nadawania do danych użytkownika 1 2 UD, przesyłanych do linii komunikacyjnej LN. W drugim przykładzie wykonania, inny poziom szumu może być wprowadzany dla każdej pod-nośnej MCM. W szczególności, jak przedstawiono na Fig. 3b, liczne niezależne sygnały szumowe dostarczane przez generator sztucznego szumu ANG są przepuszczane przez przelicznik wzmocnienia G zanim zostaną wprowadzone do sumatora +. Sumatory + również odbierają specyficzne dla DMT sygnały podnośnych QAM, zaś ich wyjścia są połączone z wejściami odwrotnej transformaty Fouriera IFFT. Programowany poziom sztucznego szumu może być oparty na ustalonym z góry modelu stanów kanału dla najgorszego przypadku (poziom szumu, SNR,...). Można zaproponować kilka odmian takiego, z góry ustalonego modelu: 1. Ustalony z góry model SNR dla najgorszego przypadku, który może odnosić się do wszystkich modemów XDSL. Zwykle model jest definiowany pod względem SNR, widzianego przez wejście oddalonego odbiornika. Poziom wirtualnego szumu, który należy dodać do transmitowanego sygnału jest taki, że powoduje taki sam SNR na wyjściu nadajnika. Ponieważ kanał tłumi sygnał i wirtualny szum w ten sam sposób, stosunek sygnału do wirtualnego szumu w nadajniku będzie identyczny jak stosunek sygnału do

32 -32- wirtualnego szumu w odbiorniku. W odbiorniku stłumiony wirtualny szum jest połączony z rzeczywistym szumem kanału. Ustalony z góry model SNR dla najgorszego przypadku zawiera informacje, pozwalające ustalić poziom SNR dla 1 2 najgorszego przypadku : - Ogólnie, dla całego zakresu częstotliwości lub dla części zakresu częstotliwości - W szczególności dla modemów MCM, informacja może być przekazywana w formacie na nośną MCM. Opis modelu SNR dla najgorszego przypadku może przyjmować różne formaty. Poniżej przedstawiono kilka przykładów: - Wyrażenie analityczne zdefiniowane w standardzie, dla którego tylko parametry są przesyłane do modemów - Opisy algorytmiczne, zdefiniowane w standardzie i dla których tylko parametry są przesyłane do modemów - Tabela poziomów dla punktów częstotliwościowych równo oddalonych, ewentualnie odpowiadająca z każdą częstotliwością nośnej MCM. - Tabela poziomów dla punktów częstotliwościowych równo oddalonych lub nierówno oddalonych, przy czym informacja dla innych punktów częstotliwościowych może być wydzielona przez jakąś z góry ustaloną metodę inter/ekstrapolacji. Należy zauważyć, że określenie najgorszy przypadek jest używane w tym opisie jako skrót. Nie musi koniecznie oznaczać najgorszego przypadku w ogóle, np. w ciągu nieskończonego czasu lub dla wszystkich linii całej sieci. Odpowiada raczej przypadkowi stanu szumu, który operator

33 -33- uważa za dopuszczalny, np. dopuszczalna stabilność łącza przez określony okres czasu, dla podzbioru sieci, Ustalony z góry model poziomu szumu dla najgorszego przypadku, który również może być odniesiony do wszystkich modemów XDSL. Zwykle, model jest zdefiniowany pod względem poziomów szumu, widocznych na wejściu zdalnego odbiornika ( szum odniesiony do odbiornika ). Wirtualny szum dodawany do transmitowanego sygnału jest szumem odniesionym do nadajnika ). Szum odniesiony do nadajnika można obliczyć jako: TX_reffered_N(f) = RX_reffered_N(f) / ( H(f) ^2) 1 gdzie - TX_reffered_N(f) Gęstość Widmowa Mocy (PSD Power Spectral Density) wirtualnego szumu w nadawczym interfejsie linii; - RX_reffered_N(f) Gęstość Widmowa Mocy (PSD) szumu w odbiorczym interfejsie linii, zaś - H(f) Funkcja przeniesienia dla kanału. Ogólnie, sposób ten może gwarantować absolutną 2 stabilność łącza (np. bez PONOWNYCH INICJALIZACJI i bez nadmiernego BER) bez nadmiernej straty szybkości transmisji danych pracującej bez modyfikacji zainstalowanej bazy zdalnych modemów. Zapewnia również pełną kontrolę nad zewnętrznymi jednostkami. Tylko taka zewnętrzna jednostka może mieć dostateczną orientację, aby ustalić długookresowe