Robert Fischer


Mehrkanal- und Mehrträgerverfahren für die schnelle digitale Übertragung im Ortsanschlußleitungsnetz

Band 2, Kommunikations- und Informationstechnik, Herausgeber: B. Girod und J. Huber, Shaker Verlag, Aachen, ISBN 3-8265-2081-5

Zusammenfassung

Die Arbeit "Mehrkanal- und Mehrträgerverfahren für die schnelle digitale Übertragung im Ortsanschlußleitungsnetz" befaßt sich mit Methoden für die effiziente Nutzung der Kupferleitungen des Ortsanschlußleitungsnetzes. Dieses Netz, ursprünglich nur für die analoge Sprachübermittlung konzipiert, stellt ein enormes Kapital dar und bietet sich an, neue Dienste schnell und nahezu flächendeckend bereitzustellen. Nach einem grundlegenden Kapitel werden zwei mögliche Anwendungsfälle ausführlich behandelt: die koordinierte digitale Übertragung und die Mehrträgerübertragung.

Die vorgestellten Verfahren zur koordinierten Mehrfach-Duplex-Übertragung gliedern sich dabei in 2 Gruppen. Zunächst wird die statische Koordination, d.h. die Ausnutzung von Korrelationen zu einem festen Zeitpunkt bzw. einer Störleistungsdifferenz betrachtet. Neben der optimalen Lösung werden suboptimale, aber sehr einfach zu realisierende Varianten vorgestellt, welche sich durch Rotation und Skalierung der Signalkonstellation ergeben. Dabei steht jeweils speziell die Dual-Duplex-Übertragung im Mittelpunkt. Für diesen Fall werden auch die erreichbaren Feldlängengewinne abgeschätzt. Es schließt sich die dynamische Koordination an, bei welcher der gesamte Verlauf der Kreuzkorrelierten als Gewinn nutzbar gemacht werden kann. Auch hier wird sowohl die optimale Methode, als auch aufwandsreduzierte Varianten beschrieben. Weiterhin wird bewiesen, daß mit den vorgeschlagenen Verfahren die Kanalkapazität prinzipiell erreichbar ist. Das Kapitel schließt mit realistischen Beispielen, welche aus den Nebensprechübertragungsfunktionen berechnet werden. Die Ergebnisse wurden durch eine breit angelegte Meßkampagne am Forschungs- und Technologiezentrum der Deutschen Telekom AG bestätigt.

Anschließend wird die diskrete Mehrträgermodulation, ein sehr aufwandsgünstiges Verfahren, im Detail analysiert. Die gefundenen Ergebnisse sind Grundlage für die nachfolgende Systemoptimierung. Breiten Raum nimmt die adaptive Raten- und Leistungsverteilung ein. Dabei wird ein Algorithmus vorgeschlagen, welcher den in der Literatur bekannten überlegen, aber dennoch einfacher zu realisieren ist. Ausgehend von der Optimierung des Systems wird danach die asymptotische Äquivalenz von Mehrträgerverfahren mit der entscheidungsrückgekoppelten Entzerrung gezeigt. Auch hier werden die Ergebnisse auf praxisrelevante Beispiele der hochratigen Übertragung über symmetrische Leitungen angewandt. Simulationsbeispiele belegen die Praxisrelevanz der theoretischen Aussagen.

Schließlich erfolgt die Kombination der vorgestellten Verfahren mit Kanalcodierung, um die Reichweite noch weiter zu steigern. Dabei ist zunächst die Ratenverteilung erneut zu diskutieren und die Codekonstruktion geeignet zu ermitteln. Bei der koordinierten Übertragung kommt exemplarisch eine Mehrstufencodierung zum Einsatz, welche eine sehr feinquantisierte Ratenwahl ermöglicht. Als Komponentencodes werden ausschließlich Reed-Solomon-Codes eingesetzt. Bei den Mehrträgerverfahren wird die Anwendung trelliscodierter Modulation betrachtet, wie auch deren Verkettung mit einem äußeren Blockcode. Es wird der Einfluß der Systemkomponenten auf die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems analysiert. Erneut belegen Simulationsbeispiele die Praxisrelevanz der getroffenen, theoretischen Aussagen.