DE69811486T2 - Verfahren zur Erzeugung von PCM-Kodesets - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steigern einer Datenübertragungsrate eines Datenübertragungssystems, welches ein digitales Modem mit einem PCM-Encoder, einen digitalen Signalübertragungspfad, einen Analog-Signalübertragungspfad mit einem zentralen Amtsleitungs-Schnittstellenabschnitt und ein analoges Modem aufweist, welches einen PCM-Code-Satz zum Encodieren von Daten durch den PCM-Encoder erzeugt.
• Die EP-A-0 833 481 beschreibt ein Kommunikationssystem, welches ein Quantisierungspegel-Abtastmodem einsetzt. Das PCM- Modem erzielt eine Übertragungsrate von mehr als 28,8 kbit/s über ein Telefonnetzwerk, welches einen AD-Wandler und eine Einbaueinrichtung aufweist. Die PCM-Daten werden digitalisiert und vor der Übertragung kompandiert.
• In letzter Zeit wurden große Fortschritte beim Steigern der Datenübertragungsrate erzielt, wenn Daten über herkömmliche analoge Telefonleitungen übertragen werden. Die Internationale Telekommunikations-Union (ITU) hat verschiedene Empfehlungen verkündet und veröffentlicht, wie V.32-, V.32 bis oder V.34, welche sich mit Datenübertragung über Telefonleitungen beschäftigen. Diese Empfehlungen basieren alle auf einer Übertragungstechnik, welche Quadratur-Amplituden-Modulation (QAM) genannt wird. QAM ist vorteilhaft für die herkömmliche alte Telefonsystem-Umgebung (POTS).
• Nichtsdestotrotz wurde das Telefonsystem-Netzwerk massiven Veränderungen unterzogen, darin, daß das Netzwerk heutzutage nahezu vollständig digital ist. Die analogen Signale, welche von einem ersten Teilnehmer- bzw. Subscriber-Modem herrühren, werden bei dem zentralen Amt des Teilnehmers bzw. Subscribers in digitale Darstellungen umgewandelt, welche durch das digi tale Telefonnetzwerk getragen werden. Bei dem zentralen Amt eines zweiten Teilnehmers werden die digitalen Signale zurück in analoge Signale umgewandelt, welche in eine Teilnehmerleitung eines zweiten Teilnehmers zu treiben sind. Das Modem des zweiten Teilnehmers übersetzt die analogen Signale auf der analogen Teilnehmerleitung durch Demodulieren der QAM-Signale, welche durch das Modem des ersten Teilnehmers hergestellt sind. Auf dieselbe Weise wird die Datenkommunikation in der umgekehrten Richtung ausgeführt.
• Stetig mehr Teilnehmer sind an das Telefonnetzwerk durch eine digitale Teilnehmer-Schnittstelle, wie ISDN, angeschlossen. Somit werden viele Datenverbindungen zwischen einem ersten Teilnehmer, welcher eine analoge Netzwerk-Schnittstelle aufweist, und einem zweiten Teilnehmer, welcher eine digitale Netzwerk-Schnittstelle aufweist, eingerichtet. In vielen Fällen wird der zweite Teilnehmer ein Internet-Dienste-Anbieter sein. Um die Datenübertragung über solche heterogenen Kommunikationskanäle zu optimieren, wurden in letzter Vergangenheit verschiedene Vorschlage gemacht. Ein solcher Vorschlag ist aus der WO 96/18261 bekannt.
• Der Vorschlag basiert auf der Idee, daß die Übertragungsrate in einem heterogenen Kommunikationskanal von dem digitalen Teilnehmer zu dem analogen Teilnehmer durch den Einsatz einer PCM-Codierungstechnik anstelle der vorherigen QAM-Modulationstechniken angehoben werden kann. Die PCM-Codierungstechnik setzt eine Vielzahl von Signalpegeln zum Encodieren von Datensymbolen ein (jedes Datensymbol, welches mehrere Bits aufweist). Diese Signalpegel werden wieder durch das empfangene Modem erkannt, welches dann zum Decodieren des Datensymbols in der Lage ist, welches in die Signalpegel encodiert ist.
• Außerdem hat die ITU einen Entwurf für eine neue Empfehlung V.90 am 6. Mai 1998 veröffentlicht. Die neue Empfehlung stützt sich ebenfalls auf eine PCM-Codierungstechnik für die Übertragung von Daten von dem digitalen Teilnehmer zu dem analogen Teilnehmer. Die Entwurfsempfehlung V.90 hängt bezüglich ihres PCM-Codierungs-Schemas von der ITU-T-Empfehlung G.711 ab, welche die Puls-Code-Modulation (PCM) von Sprachfrequenzen beschreibt, welche generell in Telefonnetzwerken auf der Welt angewendet wird, wenn analoge Signalamplitudenwerte in numerische Darstellungen umgewandelt werden, und umgekehrt. Die G.711 empfiehlt zwei PCM-Codierungs-Schemata, welche generell als u-Gesetz, das in nordamerikanischen Telefonnetzwerken angelegt wird, und als A-Gesetz, bekannt ist, welches in den meisten anderen Telefonnetzwerken angelegt ist. Beide Codierungsschemata haben gemeinsam, daß sie eine logarithmische Codierungs-charakteristik aufweisen, d. h. je niedriger die Signalamplitudenwerte sind, die zu encodieren sind, desto feinkörniger sind die verfügbaren PCM-Codes. Solch eine logarithmische Codierungs-charakteristik ist insbesondere vorteihaft zum Encodieren analoger Sprachsignale bei minimaler Verzerrung.
• Die Empfehlung G.711 macht 256 PCM-Codes (oder U-Codes, wie sie in dem Entwurf von V.90 genannt sind) verfügbar, welche in acht positive und acht negative Segmente gruppiert sind (oder U-Akkorde bzw. -Bänder, wie sie in dem Entwurf für V.90 genannt sind). Jeder PCM-Code wird acht Bits einsetzend encodiert. Aufgrund von Leistungsbeschränkungen auf der analogen Telefonleitung und aufgrund von Leitungsbeeinträchtigungen ist das analoge Modem (entsprechend der Terminologie, welche in dem Entwurf von V.90 eingesetzt wird), welches analoge Amplitudenwerte empfängt, nicht in der Lage, zwischen allen 256 verfügbaren PCM-Codes zu unterscheiden. Deshalb ist ein reduzierter Satz von PCM-Codes zum Encodieren von Datensymbolen wahrend des Aufbaus eines Datenkommunikationskanals unter Alltagsbedingungen bestimmt. Dies verringert entsprechend die Datenübertragungsrate von dem maximal theoretisch möglichen Wert von 64 kbit/s, so daß sie nicht über 56 kbit/s liegt.
• Messungen an vorliegenden V.90-Modems zeigen, daß die tatsächliche Datenrate für den PCM-Übertragungspfad von dem Digital-Modem zu dem Analog-Modem sogar beachtlich unterhalb der erwarteten 56 kbit/s liegt. Die EP 0 833 481 schlägt vor, daß eine Dämpfung in jedem analogen Übertragungspfad kompensiert werden muß. Der EP 0 833 481 mangelt es jedoch daran, detailliert zu beschreiben, wie eine solche Kompensation auszuführen ist.
• Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, die Datenübertragungsrate in einem Kommunikationssystem, welches eine PCM- Daten-Encodierungs-Technik einsetzt, zu steigern.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, welches die Merkmale von Anspruch 1 aufweist.
• In einem Beispiel der Erfindung wird ein minimaler Signalpegelabstand zwischen benachbarten PCM-Codes des PCM-Code- Satzes bestimmt. Der minimale Signalpegelabstand ist der Pegelabstand zwischen aufeinanderfolgenden Symbolen, welche sicher durch das analoge Modem des Kommunikationssystems unterschieden werden können. Dann wird eine Leitungs-Schnittstellen-Dämpfung eines zentralen Amtsleitungs-Schnittstellen- Abschnitts des Kommunikationssystems bestimmt. Daraufhin wird ein PCM-Code-Satz auf der Basis einer Leistungsgrenze erzeugt, welche durch Hinzufügen der Leitungs-Schnittstellen- Dämpfung zu einer zentralen Amtsleitungs-Schnittstellen- Leistungsgrenze berechnet wird.
• Die Ausgangsleistungsgrenzen sind generell an dem Leitungs- Schnittstellen-Terminal-Ausgang zu der Teilnehmer-Telefonleitung zu überwachen. Telefonbetreiber setzen ihre eigenen Leistungsgrenzen in Abhängigkeit von verschiedenen Eigenschaften des Netzwerks. Aus diesem Grund weist die zentrale Amtsleitungs-Schnittstelle für jede Teilnehmerleitung eine Dämpfungseinrichtung zum Sicherstellen auf, daß die Leistungsgrenzen innerhalb der spezifizierten Grenzen liegen.
• Die Erfindung kompensiert die Dämpfung, welche durch die Dämpfungseinrichtung der zentralen Amtsleitungs-Schnittstelle eingeführt wird. Das digitale Modem des Kommunikationssystems kann dann einen PCM-Code-Satz erzeugen, welcher nahe der Leistungsgrenze, gemessen am Ausgang der zentralen Amtsleitungsschnittstelle zu der Teilnehmerleitung, ist. Dies gewährleistet, daß mehr PCM-Codes in einem bestimmten PCM-Code-Satz enthalten sind, und resultiert somit in einer höheren Datenübertragungsrate von dem digitalen Modem zu dem analogen Modem.
• In einem weiteren Beispiel der Erfindung wird die Leitungs- Schnittstellen-Dämpfung durch Messen der Gesamtdämpfung des Signalpfads von dem digitalen Modem zu dem analogen Modem und durch Subtrahieren eines Dämpfungswerts davon berechnet, welcher durch die Leitungs-schnittstelle des analogen Modems und einem geschätzten Dämpfungswert verursacht wird, der durch einen Leitungsabschnitt des analogen Signalübertragungspfades verursacht wird. Das Ergebnis wird mit Werten verglichen, welche in einer Nachschlage-Tabelle enthalten sind. Die Nachschlage-Tabelle weist Werte von erwarteten Dämpfungswerten für die Leitungs-schnittstellen-Dämpfung auf, welche durch verschiedene Netzwerkbetreiber vorgeschrieben sind. Der nächstliegende Tabellenwert wird als eine Basis zum Berechnen eines angepaßten PCM-Code-Satzes gemäß der Erfindung genommen. Durch eine Messung von Dämpfungswerten und einem Vergleich ist es möglich, die PCM-Codierungs-Effizienz und somit die erreichbare Datenübertragungsrate bedeutend zu verbessern.
• In einem weiteren Beispiel der Erfindung werden die Ausgangsleistungsgrenzen der zentralen Amtsleitungs-Schnittstelle in einer Nachschlage-Tabelle gespeichert. In einem weiteren Beispiel wird das Verfahren durch das analoge Modem ausgeführt. Dies ist insbesondere vorteilhaft in einem Datenübertragungssystem gemäß der Wäre-Empfehlung V.90. Signale transferiert in Phase 2 der Kommunikations-Startsignale und -sequenzen können zum Messen der Gesamtdämpfung eingesetzt werden, welche einem Signal von dem digitalen Modem zu dem analogen Modem ausgesetzt ist.
• Ein Beispiel eines analogen Modems gemäß der Erfindung weist eine Einrichtung zum Bestimmen eines minimalen Signalpegelabstands zwischen benachbarten PCM-Codes des PCM-Code-Satzes, wobei der minimale Signalpegelabstand die Unterscheidung durch das analoge Modem ermöglicht; eine Einrichtung zum Bestimmen einer Leitungs-schnittstellen-Dämpfung des zentralen Amtsleitungs-Schnittstellen-Abschnitts; und eine Einrichtung zum Erzeugen eines PCM-Code-Satzes auf der Basis einer Leistungsgrenze auf, welche durch Addieren der Leitungs-Schnittstellen-Dämpfung zu der zentralen Amtsleitungs-Schnittstellen-Leistungsgrenze berechnet wird.
• Ein weiteres Beispiel des Modems weist außerdem eine Tabelle auf, in welcher Leitungs-Schnittstellen-Dämpfungswerte enthalten sind, die jeweils durch eine Vielzahl von zentralen Amtsbetreibern vorgeschrieben sind. Ein weiteres Beispiel des Modems weist eine Tabelle auf, in welcher Leistungsgrenzwerte, jeweils vorgeschrieben durch eine Vielzahl von zentralen Amtsbetreibern, enthalten sind.
• Weitere Vorteile, Merkmale und Einsatzgebiete der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erläutert, welche in Verbindung mit den angehängten Zeichnungen zu lesen ist. In den Zeichnungen zeigen:
• Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm eines Kommunikationssystems und Dämpfungswerte, auferlegt durch Hauptschaltungselemente;
• Fig. 2a einen PCM-Code-Satz, gemessen in dem Analog-Modem gemäß dem Stand der Technik während eines Datenaustausches; und
• Fig. 2b einen PCM-Code-Satz erzielt durch die Erfindung.
• Fig. 1 zeigt in seiner oberen Hälfte ein Schaltungsdiagramm eines Kommunikationssystems gemäß dem Wäre-Standard V.90. Dort ist ein Digital-Modem 1 bereitgestellt, welches mit einem digitalen Signalübertragungsnetzwerk 2 als einen seiner Teilnehmer verbunden ist. Das Digital-Modem 1 weist einen Decoder 8 zum Decodieren von Signalen, welche durch das Digital-Modem 2 empfangen werden, und einen Encoder 7 zum Encodieren von Daten auf, welche durch das digitale Modem 2 zu übertragen sind. Das Digital-Modem 1 ist außerdem mit einer Datenverarbeitungseinrichtung (in Fig. 1 nicht dargestellt) verbunden, welche jeweils als eine Datensenke und Quelle für Daten, gehandhabt durch das Digital-Modem 2, agiert.
• Das digitale Übertragungsnetzwerk 2 gewährleistet, daß Daten zu und von dem Digital-Modem 1 in transparenter Weise übertragen werden, wenn das Digital-Modem 1 in einem Datenaustausch mit einem anderen Teilnehmer ist, der mit dem digitalen Übertragungsnetzwerk 2 verbunden ist. Das digitale Übertragungsnetzwerk 2 ist typischerweise ein digitales Telefonnetzwerk, an welchem Teilnehmer sowohl durch digitale als auch durch analoge Schnittstellen angeschlossen sind.
• Das Kommunikationssystem gemäß Fig. 1 stellt weiterhin eine Leitungs-schnittstelle 3 dar, welche als die Schnittstelle zwischen dem Digital-Übertragungsnetzwerk 2 und einer analogen Teilnehmerleitung 4 arbeitet. Die analoge Teilnehmerleitung 4 stellt eine Zwei-Wege-Kommunikation über ein Zwei- Draht-Leitungspaar bereit. Typischerweise ist die Leitungsschnittstelle 3 in einem zentralen Amt zusammen mit einer Vielzahl anderer Leitungs-Schnittstellen des gleichen Typs für eine Vielzahl von anderen Teilnehmern untergebracht.
• Eine Hybrid-Schaltung 9 ist in der Leitungs-schnittstelle 3 zum Aufteilen der Kommunikationsrichtungen in zwei Signalpfade enthalten. In der Stromaufwärts-Richtung (von dem analogen Abschnitt zu dem digitalen Übertragungssystem 2) sind ein Verstärker 11, ein Bandpaßfilter 13 und ein Analog- zu-Digital(A/D)-Wandler 15 bereitgestellt. Der A/D-Wandler 15 weist außerdem eine Encodierungs-Einrichtung zum Encodieren analoger Signale gemäß der ITU-T-Empfehlung G.711 und zum Anlegen des encodierten Signals an das digitale Übertragungssystem 2 auf. In der Stromabwärts-Richtung (von dem digitalen Übertragungssystem 2 zu dem analogen Abschnitt) ist ein A/D- Wandler 14, ein Tiefpaßfilter 12 und ein Dämpfer 10 bereitgestellt. Der A/D-Wandler 14 weist außerdem eine Decodierungs- Einrichtung zum Empfangen encodierter digitaler Signale von dem digitalen Übertragungssystem 2 und zum Decodieren digitaler Signale gemäß der ITU-T-Empfehlung G.711 auf.
• Am Ende der analogen Teilnehmerleitung 4 gegenüberliegend der Leitungs-schnittstelle 3 ist ein analoges Modem 5 angeschlossen. Das analoge Modem 5 weist eine Direkt-Zugangsanordnung (DAA) 6 auf, welche die Funktionen einer 2-Draht-zu-4-Draht- Wandlung (ähnlich Hybrid 9 in Leitungs-schnittstelle 3) und eine Digital-zu-Analog-Umwandlung mit hoher Bit-Rate bereitstellt. Im dem Stromabwärts-Pfad ist ein Codierer/Decodierer 16 an die DAA 6 zum umwandeln der Signale angekoppelt, welche durch die DAA 6 bereitgestellt wird, in ein Signal, welches konform mit der ITU-T-Empfehlung G.711 ist. Ein gleicher Codierer/Decodierer 17 ist an die DAA 6 in dem Stromaufwärts- Pfad angekoppelt. Beide Codierer/Decodierer 16 und 17 sind an eine Signalverarbeitungseinheit (SPU) 18 angekoppelt, welche eine Signalverarbeitung durch Modulation und Demodulation jeweils in dem Stromaufwärts- und Stromabwärts-Pfad durchführt. Die SPU 18 ist an eine Datensenke und Quelle (in Fig. 1 nicht dargestellt) über eine bidirektionale Datenleitung 19 angekoppelt.
• Die untere Hälfte gemäß Fig. 1 stellt die Dämpfung eines Signals dar, welches von dem Digital-Modem 1 ausgeht und durch das Analog-Modem 5 empfangen wird. Das Diagramm verdeutlicht den Punkt des Auffindens des minimalen Signalpegelabstands Δmin zwischen benachbarten PCM-Codes. Im Verlauf des Signals, welches sich zum Analog-Modem 5 bewegt, ist es verschiedenen Dämpfungsschritten in dem analogen Abschnitt des Übertragungspfads ausgesetzt, welchen Rechnung getragen werden muß. Eine erste Dämpfung wird durch Abschnitte der Leitungs-schnittstelle 3, insbesondere dem Dämpfer 10, eingeführt, eine zweite Dämpfung wird durch die Teilnehmerleitung 4 eingeführt, und eine dritte Dämpfung wird durch die DAA 6 eingeführt. Ein Minimal-Signalpegelabstand von Δmin entspricht einem Leistungspegel von PΔmin am Referenzpunkt 20. Derselbe minimale Signalpegelabstand entspricht einem Leistungspegel von PΔmin' auf der Seite des digitalen Übertragungssystems 2. Entsprechend der Wäre-Empfehlung V.90 bildet der minimale Signalpegelabstand Δmin die Basis zum Erzeugen eines bestimmten PCM-Code-Satzes, welcher durch das Digital- Modem 1 zum Encodieren von Daten eingesetzt wird.
• Auf der anderen Seite wird die Erzeugung des Code-Satzes weiter begrenzt durch eine Ausgangsleistungsbegrenzung der Leitungs-schnittstelle 3 am Referenzpunkt 20. Diese Leistungsgrenze wird durch die Telefonnetzwerk-Betreiber auferlegt. Während bekannte Modem-Systeme sich selbst zum Bestimmen der Leistungsgrenze an dem Ausgang des Encoders 7 des digitalen Modems 1 beschränken, ersucht die Erfindung, diese Beschränkung durch Zulassen einer höheren Leistungsgrenze an dem Ausgang des Encoders 7 des digitalen Modems 1 zu überwinden. Dies ist möglich, wenn der Dämpfungsfaktor berücksichtigt wird, welcher durch die Leitungs-schnittstelle 3 eingeführt wird, welcher den Leistungspegelempfang von dem Encoder 7 des digitalen Modems 1 senkt. Somit kann das digitale Modem 1 bei einem höheren Leistungspegel übertragen und folglich die Anzahl von Codes in einem Code-Satz steigern, obwohl es noch innerhalb der vorbestimmten Leistungsgrenzen bei Referenzpunkt 20 verbleibt.
• Die Verbesserung, welche durch die Erfindung erreicht wird, ist durch die Fig. 2a und 2b verdeutlicht. Beide Fig. 2a und 2b zeigen Diagramme von Code-Sätzen, welche in einer Datenkommunikation stromabwärts in Übereinstimmung mit der Wäre-ITU-T-Empfehlung V.90 eingesetzt wird. Jede Linie bzw. Zeile in jedem Diagramm entspricht einem von acht positiven und acht negativen Segmenten gemäß der ITU-T-Empfehlung G.711 (oder entsprechend U-Akkorden bzw. -Bändern gemäß der V. 90- Technologie). Jede Zeile besteht aus 16 PCM-Codes, welche mit 8 Bits gemäß der G.711 (oder 16 U-Codes gemäß der V.90-Terminologie) encodiert sind. Linien und Spalten beider Diagramme sind mit hexadezimalen Zahlen bezeichnet. Die Code-Sätze sind symmetrisch um eine virtuelle Zeile zwischen U-Akkord 00+ und 80+, welche Zeile einen Signalpegel von Null repräsentiert. Die Signalpegel von FF und 7F repräsentieren jeweils maximale Signalpegel oberhalb und unterhalb des Null-Pegels. Ein Bindestrich bei einer Diagrammposition zeigt an, daß dieser bestimmte U-Code in diesem bestimmten Code-Satz nicht eingesetzt wird, wobei ein Sternchen bei einer Diagrammposition anzeigt, daß dieser bestimmte U-Code zu diesem bestimmten Code-Satz gehört. Die Anzahl von Codes in einem bestimmten Code-Satz entspricht der Datenrate, welche beim Übertragen von Daten mit diesem Code-Satz erzielt wird. Je höher die Anzahl von Codes, desto höher die Datenrate.
• Beide Diagramme gemäß Fig. 2a und 2b entsprechen dem allgemein beobachteten Szenario, daß nur wenige U-Codes nahe dem Null-Pegel eingesetzt werden. Der Grund liegt darin, daß aufgrund des logarithmischen PCM-Codierungs-Schemas gemäß G.711 viel mehr U-Codes für Signalpegel nahe beim Null-Pegel verfügbar sind als bei höheren Absolutwerten. Viele dieser Low-Pegel-Codes weisen einen Signalpegelabstand zu dem nächsten U-Code auf, welcher Abstand unter dem Minimal-Sig nalpegelabstand liegt, der sicher durch das Analog-Modem unterschieden werden kann, welches diese Signale empfängt.
• Wenn das Digital-Modem 1 zu dem Analog-Modem 5 zu übertragende Daten encodiert, setzt es eine Vielzahl von Verschlüsselungs- und Verschachtelungstechniken, vorbestimmt durch die V.90 und andere Empfehlungen, zum Sicherstellen ein, daß der Einsatz von Codes innerhalb eines bestimmten Code-Satzes während einer Datenübertragungsperiode so gleichmäßig wie möglich verteilt ist. Für den Zweck dieser Erfindung kann angenommen werden, daß alle Codes eines Code-Satzes mit derselben Wahrscheinlichkeit eingesetzt werden. Dann repräsentiert die Code-Verteilung eines Code-Satzes den Leistungspegel eines übertragenen Signals, welches diesen Code-Satz einsetzt. Präzise Details zum Berechnen der Leistungspegel sind in dem Entwurf der ITU-T-Empfehlung V.90 ausgewiesen.
• Zurück zu Fig. 2a repräsentiert sie ein Code-Satz-Diagramm, gemessen von einer Übertragung, welche auf dem Markt verfügbare Modems in Übereinstimmung mit der V.90 einsetzt. Aufgrund der Leistungsgrenze, welche dem Referenzpunkt 20 gemäß Fig. 1 auferlegt ist, werden die U-Akkorde 70+, 60+, E0+ und F0+ überhaupt nicht zum Encodieren von Daten eingesetzt, obwohl die U-Codes dieser U-Akkorde durch das analoge Modem 5 unterschieden werden würden. Das Diagramm gemäß Fig. 2a zeigt einen Code-Satz mit 52 PCM-Codes, Dies entspricht einer Datenrate von 45600 bits/s.
• Auf der anderen Seite repräsentiert Fig. 2b ein Code-Satz- Diagramm, welches resultiert, wenn die Erfindung auf den Übertragungspfad der Anordnung gemäß Fig. 2a angelegt wird. Da die Leistungsgrenze, welche dem Encoder 7 des digitalen Modems 1 auferlegt ist, bezüglich der Leistungsgrenze, welche bei Referenzpunkt 20 gesetzt ist, um eine durch die Leitungsschnittstelle 3 eingeführte Dämpfungsgröße erhöht ist, können mehr U-Codes bei höheren absoluten Signalwerten eingesetzt werden. Das Code-Satz-Diagramm gemäß Fig. 2b zeigt einen Code-Satz, welcher insgesamt 92 PCM-Codes aufweist, welche einer Datenrate von 52000 bit/s entsprechen. Somit stellt die Erfindung eine Verbesserung der Datenrate von dem Digital- Modem 1 zu dem Analog-Modem 5 von nahezu 15% bereit.
• Die Erfindung kann während dem Verlauf der Kommunikations- Aufbauvorgänge eines V.90-Kommunikationskanals implementiert werden. In Phase 2 des V.90-Aufbaus wird eine Gesamtdämpfung als das Verhältnis der Übertragungsleistung und der empfangenen Leistung bestimmt. Ein Signal B, wie in der ITU-T-Empfehlung V.34 definiert, wird dem digitalen Modem 1 übertragen, welches Signal B einen Dauerton bei einer gegebenen Frequenz darstellt. Vor dem Übertragen des Signals B informiert das Digital-Modem 1 das empfangende Analog-Modem 5 über den Leistungspegel, mit welchem es den Pegel B senden wird. Das Analog-Modem 5 kann dann die lineare Gesamtdämpfung über dem analogen Abschnitt des Signalübertragungspfades zwischen dem Digital-Modem 1 und dem Analog-Modem 5 berechnen.
• Die lineare Gesamtdämpfung ist eine Zusammenstellung einer durch die DAA 6 verursachten Dämpfung, einer durch die Teilnehrnerleitung 4 verursachten Dämpfung und einer durch die Leitungs-Schnittstelle 3 verursachten Dämpfung. Obwohl die durch die DAA 6 verursachte Dämpfung durch das Modem 5 von seiner bekannten Schaltungskonfiguration bestimmt werden kann, muß die verbleibende durch die Teilnehmerleitung 4 und die Leitungs-schnittstelle 3 verursachte Dämpfung bestimmt werden. Der Teilnehmer-Leitungsabschnitt wird derart geschätzt, daß der verbleibende Leitungs-Schnittstellen-Abschnitt berechnet werden kann. Das Ergebnis wird mit einem Satz von Leitungs-Schnittstellen-Dämpfungswerten verglichen, welche in einer Nachschlage-Tabelle für eine Vielzahl von Telefonnetzwerk-Betreibern gespeichert ist. Eine exemplarische Tabelle ist nachfolgend dargestellt:
• Land des Telefonbetreibers Dämpfungswert
• Deutschland, Brasilien, Portugal, Luxemburg, Südafrika - 10 dB
• Deutschland, Südafrika, Hong Kong, Commonwealth unabhängiger Staaten (CIS), Luxemburg, Portugal, Finnland, Belgien, Österreich, Spanien, Frankreich, Italien, Neuseeland - 7 dB
• Australien, Dänemark, Vereinigtes Königreich, Indien - 6 dB
• Japan - 4 dB
• die Niederlanden - 4,5 dB
• Norwegen, Schweden - 5 dB
• USA - 3 dB/0 dB
• Abhängig von dem Telefonnetzwerk, an welchem das Analog-Modem 5 angeschlossen ist, können unterschiedliche Leitungs- Schnittstellen-Dämpfungswerte erzielt werden. Der so gewonnene Leitungs-Schnittstellen-Dämpfungswert wird in dem darauffolgenden Schritt des Erzeugens eines PCM-Code-Satzes eingesetzt. Es wird vermerkt, daß die Erfindung keine nichtlineare Dämpfung berücksichtigt (z. B. verursacht durch digitale PADs), welche einige Netzwerk-Betreiber auf Abschnitten des digitalen Übertragungsnetzwerks 2 auferlegen. Solche Dämpfungen werden beispielsweise durch entsprechende Codier/Decodier-Konstellationssignale, wie beschrieben im Entwurf V.90, kompensiert.
• In Phase 3 von V.90 wird ein minimaler Signalpegelabstand während einer Trainingssequenz zum Einlernen des Entzerrers des Analog-Modems 5 bestimmt. Dies ist eine Basis zum Erzielen eines PCM-Code-Satzes, welcher mit dem gemessenen minimalen Signalabstand für eine bestimmte Verbindung übereinstimmt. Eine weitere Basis ist die erlaubte Leistungsgrenze bei Referenzpunkt 20. Gemäß der Erfindung wird die Leistungsgrenze durch Berechnen eines PCM-Code-Satzes auf der Basis der Leistungsgrenze bei Referenzpunkt 20, plus dem Dämpfungsfaktor, welcher durch die Leitungs-schnittstelle 3 eingeführt wird, erweitert. Wenn der Encoder 7 Daten mit einem solchen PCM-Code-Satz überträgt, übersteigt der Leistungspegel in dem digitalen Signalpfad 2 die Leistungsgrenze, welche bei Referenzpunkt 20 gesetzt ist. Aufgrund der durch die Leitungsschnittstelle 3 eingeführten Dämpfung wird die Leistungsgrenze bei Referenzpunkt 20 gerade getroffen. Das Analog- Modem 5 wird somit aus diesen Messungen einen erlaubten PCM- Code-Satz für diesen bestimmten Kommunikationspfad erzeugt haben.
• Das Analog-Modem 5 sendet den PCM-Code-Satz, welcher in der sich anschließenden Datensitzung während der Phase 4 der Kommunikations-Aufbauprozedur eingesetzt wird, an das Digital-Modem 1. Während herkömmliche Modems die durch die Leitungs-schnittstelle 3 verursachte Dämpfung nicht berücksichtigen und deshalb wertvolle verfügbare Übertragungsbandbreite verschwenden, stellt die Erfindung ein Verfahren zum Überwinden der Nachteile bekannter Systeme bereit.

Claims (1)

1. Verfahren zum Steigern einer Datenübertragungsrate eines Datenübertragungssystems, welches ein digitales Modem (1) aufweist, das durch ein digitales Signalübertragungsnetzwerk (2) mit einer zentralen Amtsleitungs- Schnittstelle (3) verbunden ist, mit welcher ein Analog- Modem (5) über eine analoge Teilnehmer- bzw. Subscriber- Leitung (4) verbunden ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte vorsieht:

a) Bestimmen eines minimalen Signalpegelabstands (Δmin) zwischen PCM-Codes eines PCM-Code-Satzes zum Verschlüsseln von Datensymbolen durch einen Encoder (7), welcher in dem Digital-Modem (1) vorgesehen ist, wobei der minimale Signalpegelabstand (Δmin) zwischen benachbarten PCM-Codes des PCM-Code-Satzes die Unterscheidung durch das Analog-Modem (5) ermöglicht;

b) Bestimmen einer Gesamtdämpfung eines analogen Signalübertragungspfades (3, 4, 6), welcher aus einer Direktzugangsanordnung (6) des analogen Modems (5), der analogen Subscriber-Leitung (4) und der zentralen Amtsleitungs-Schnittstelle (3) besteht;

c) Berechnen der Dämpfung der zentralen Amtsleitungsschnittstelle (3) durch Subtrahieren der Dämpfung, welche durch die Direkt-Zugangsanordnung (6) verursacht wird, und der Dämpfung, welche durch die analoge Subscriber-Leitung (4) verursacht wird, von der bestimmten Gesamtdämpfung;

d) Vergleichen der berechneten Dämpfung der zentralen Amtsleitungs-Schnittstelle (3) mit einem Satz von Leitungs-Schnittstellen-Dämpfungswerten, welcher in einer Tabelle für eine Mehrzahl von zentralen Büroanwendern zum Auffinden des nächstliegenden Leitungs-Schnittstellen-Dampfungswertes gespeichert ist;

e) Lesen der zentralen Amtsleitungs-Leistungsgrenze des entsprechenden zentralen Amtsbetreibers aus der Tabelle;

f) Addieren des nächstliegenden Leitungs-Schnittstellen- Dampfungswertes, welcher in dieser Tabelle der zentralen Amtsleitungs-Schnittstelle (3) gespeichert ist, zu der zentralen Amtsleitungs-Leistungsgrenze zum Berechnen einer angehobenen Leistungsgrenze;

g) Erzeugen eines PCM-Code-Satzes auf der Basis der erhöhten Leistungsgrenze, welcher eine gesteigerte Anzahl von PCM-Codes zum Verschlüsseln von Datensymbolen durch den Encoder (7) aufweist.