在最高分隔清晰度方面具有回波消除器优化的ADSL预判定方法 根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一种装置，用于测定一个可以与所述装置直接或者间接连接的线路的一种或多种特性。
此外，本发明还涉及用于测定线路上的一种或多种特性的方法(权利要求20地前序部分)。
数据通信系统一般地具有一个发射单元或/接收单元，例如设在EWSD终端交换局中的第一调制解调器，从所述第一调制解调器起，通过传输信道，例如用户连接线路，向一个接收单元或者另一个发射/接收单元，例如向设在用户终端连接装置中的第二调制解调器，传输调制了的传输信号，并且反之亦然。
调制解调器(调制器-解调器)之间的数据通信，例如可以借助于ISDN(综合业务数字网络)，和借助于xDSL(x数字用户线)例如借助于ADSL数据传输进行。
对于xDSL数据传输，采用多个高于在POTS或者ISDN数据传输用的频带的频带(多个接收器)。
为了在一定的频带中传输数据，例如可以采用其频率在相应频带中间的余弦波(或者说正弦波)。
例如可以给每个要传输的比特或者每个要传输的比特序列(例如采用相位星，Phasenstern)分配一个一定幅度和相位的余弦波。如果这由相应的发射单元通过用户连接线路向接收单元传输，就可以在接收单元中从相应地接收的余弦波的幅度和相位确定相应地传输的比特序列。
此外还已经公知，在真正的数据传输开始前，和连接用户方的调制解调器(单端工作)前，通过相应的发射或发射/接收单元连接测定一个或多个说明相应的用户连接线路特性的参数(线路长度，终端阻抗、桥接抽头的位置，等等)(预判定方法)。
由此可以对相应的发射单元或发射/接收单元或者要连接的调制解调器的将来的使用者事先提供关于最高可达到的数据速率的信息。
一种与预判定方法相应的方法(诊断方法)还可以在连接用户方的调制解调器以后实施(双端工作)。然后在相应的发射或发射/接收单元(和被连接的用户连接调制解调器)在投入运行时就可以特定地把(真正的)有效数据的传输与相应地测定的线路参数相匹配。
例如可以依赖于相应地测定的线路参数经上述的频带，在单位时间传输或多或少的比特，就是说确定最大的ADLS传输比特率。
为了测定一或多个线路参数，例如可以采用基于时域的反射测量技术方法或者说TDR方法(TDR＝时域反射测量)。
在此方法中，在真正的数据传输开始前从相应的发射或发射/接收单元经用户连接线路传输例如狄拉克检测脉冲。从向相应的发射或发射/接收单元(回)反射的信号的时间位置和形状，就是说借助基于时域的信号分析可以估计上述的线路参数。
作为替代方案，在基于频域的反射测量技术方法(FDR＝频域反射测量)首先借助于FFT变换方法(FFT＝快速傅里叶变换)变换到频域中。从这样得到的信号频谱然后再得出上述的线路参数。
在现有技术中还已经公知，在相应的发射或发射/接收单元上设置所谓的回波补偿装置。
亦即，由相应的调制解调器输出的信号，以及还有与之伴随的真正的(有效数据)信号，(例如在用户连接线路的反射点)被反射，从中得出输出信号对相反方向的作用，也就是对对方的发射/接收单元接收的输入信号(“回波信号”)的作用。
为了消除回波信号(就是说为了得出真正的，从对方发射/接收单元起源的输入信号部分)，回波补偿装置例如可以具有带滤波器的装置，例如带可调滤波系数的数字滤波器。
这样地选择滤波系数：使得由所述的装置产生(估计的)回波信号的副本。所述的回波信号的副本从相应地接收的输入信号中提取。
本发明的任务是，提供一种新型方法，用于测定线路的一种或多种特性，以及提供一种新型装置，用于测定一条可以与所述装置直接或者间接连接的线路的一种或多种特性。
本发明通过权利要求1和20的技术内容达到所述目标和其它的目标。
本发明的有利的扩展在从属权利要求中给出。
根据本发明的基本思想提供一种装置，用于测定一个可以与所述装置直接或者间接连接的线路的一种或多种特性，其中这样地安排所述的装置：使得所述的装置可以发起向线路输出检测信号，并且从通过线路接收的回波信号中得出线路的特性，其中所述的装置具有一种信号变换装置用于把回波信号或者从回波信号得出的信号变换到频域中，其中，从代表各个频域-频谱成分强度的向量得出线路的特性，其特征在于，所述的装置具有一种信号处理装置，向所述的信号处理装置传送未变换的回波信号或者从中得到的未变换的信号，并且从代表各个频域-频谱成分的向量与多个标准向量的比较中得出线路的特性一种或多种特性，其中所述的信号处理装置这样的处理回波信号或者从中得到的信号：使得能够选取相互具有尽可能大的欧基里德间距的标准向量。
由此可以在测定线路特性时达到高的分离清晰度。
要测定的线路特性优选地涉及线路的长度，或者说例如涉及线路芯径或者终端阻抗大小，桥接抽头的位置等等。
在一个优选的方案中，除了测定一或多个线路特征以外，所述装置还附加地用于经所述线路传输有效数据比特。
优选是从所述装置输出的检测信号从伪随机比特序列得出。
特别优选地，如同从所述装置经线路传输有效数据比特那样，以相应方式调制伪随机比特序列。
特别有利的是一种实施方案，其中借助于DMT方法，特别是根据一种DSL调制标准调制所述伪随机比特序列。
优选地通过匹配设在信号处理装置中的一个(或者多个)滤波器来调节由信号处理装置进行的信号处理的特性。滤波器的匹配可以通过选择一或多个滤波系数的大小达到，和/或例如通过相应选择滤波器结构达到。
据本发明的用于测定线路特征的装置例如可以安排在终端交换局中。例如可以在真正的(有效)数据传输开始前，以及在连接用户方的调制解调器(就是说以单端的运行)前，测定线路特征(预判定方法)。
由此可以在连接相应的用户方调制解调器前，事先向使用者提供关于最高可达到的数据率的信息。
作为替代方案或者补充方法可以用所述装置在连接用户方调制解调器后测定上述的线路特征(诊断性方法)。
下面借助于多个实施例和附图详细地说明本发明。在附图中：
图1示出其中采用根据本发明的数据传榆方法的数据通信系统；
图2是示意图，示出多个在图1中所示的数据通信系统中用于DSL数据传输的频带；
图3是示意图，示出图l中所示的调制解调器，以及用户连接线路；
图4是示意图，示出图3中所示的信号处理装置；而
图5是示意图，示出根据图4的信号处理装置中含有的数字滤波器。
图1示出了数据通信系统的一个举例，在其中可以使用根据本发明的预判定方法。
数据通信系统1具有连接在电话网(在此：公共电话网2a)上的终端交换局3(在此：电子数字自动交换系统，或者说EWSD)。此外，终端交换局2连接在IP网络2b上(IP＝互连网协议)。
终端交换局3通过多个用户连接线路4与多个用户终端连接装置5连接。
在终端交换局3与相应的用户连接装置5之间(或者说在相应地在此设置的调制解调器(调制器-解调器)3a、5a)之间)的数据通信，例如可以借助于POTS(普通老式电话业务)或ISDN(综合业务数字网络)，和借助于xDSL(x数字用户线)，例如借助于ADSL数据传输进行。
对于DSL数据传输，根据图2采用多个大于频率f1的频带(多个接收器)6a、6b、6c、6d。小于频率f1(在POTS中f125kHz，以及ISDN中f1130kHz)的频率范围用于常规的POTS或ISDN(语音)数据传输。
对于下行方向，就是说，在终端交换局调制解调器3a和用户调制解调器5a之间，或者相反地沿上行方向，就是说在用户调制解调器5a和终端交换局调制解调器3a之间的DSL数据传输，例如可以采用DMT方法(DMT＝离散的多单音)。
在此为每个频带6a、6b、6c、6d例如可以采用其频率在相应频带6a、6b、6c、6d中间的余弦波。
把要传输的数据编码成余弦波例如可以以公知的方式借助于所谓的相位星的辅助下进行。
这具有多个同心圆，给所述的同心圆各分配一个余弦波振幅确定的大小。在每个圆上，在各不相同的角度，放有一或多个点，对所述的点各指定一或多个不同的比特或者比特序列。对每个上述的角分配一个相对于在用户调制解调器5a中和在终端交换局调制解调器3a中同步进行的脉冲(例如可有关由的调制解调器发送出的导频音)的余弦波相应的相移。
然后，在相应的频带(多个接收器)6a、6b、6c、6d频带内的数据传输就可例如借助于一系列预定频率的余弦波进行，通过其幅度和相移相应地标识所述的比特或者比特序列。从相应地接收的余弦波的幅度和相移，可以借助于与上述相移相应的相位星，在相应的接收调制解调器3a、5a中确定相应地传输的比特或相应地传输的比特序列。
图3是示意图，示出图1中所示的用户调制解调器5a、终端交换局调制解调器3a、以及用户连接线路4。在此所述的用户连接线以双股绞线的形式构成。
用户连接线路4具有暂时不知道的长度1，所述长度由终端交换局调制解调器3a借助于进一步在下面详细说明的预判定方法得出。
如图3中示意地示出，用户连接线路4，受用户调制解调器5a的内阻限定，终端阻抗Z。在此(暂时地)出现阻抗失配，就是说，用户调制解调器5a的阻抗Z不等于用户用户连接线路4的特征阻抗ZW。
用户调制解调器5a的阻抗Z暂时地不知道并且可以，代替或者附加于线路长度1，借助于下面说明的预判定方法得出。
知道了终端阻抗Z然后就可以例如以公知的方式进行终端交换调制解调器3a的阻抗匹配。
代替或者附加于线路长度1和/或终端阻抗Z可以借助于下面说明的预判定方法再得出其它的线路参数，例如桥接抽头的位置(分支线路)、和/或用户连接线路4的粗细，和/或其它反射点的位置(例如相互交界的不同粗细的线路段)等等。
终端交换局调制解调器3a具有信号转换装置7、信号处理装置8、信号变换装置9，以及发射/接收单元10。所述的发射/接收单元包含控制装置11、信号处理器(DSP)和存储装置12。
在信号转换装置7中(例如、在混合电路或者差动电路中)进行2线/4线转换，以及(例如在一或多个数模转换电路中)进行输入进调制解调器3a的信号的或从所述调制解调器输出的信号的模数转换。
在此把通过用户连接线路4的双线(双股绞线)接收的差分模拟信号转换成差分数字信号。所述数字信号通过线路13转发到信号处理装置8，所述信号处理装置8相应于下面的描述使接收到的数字信号受到特别地优化的“回波补偿”。
以相应的方式把由控制装置11或者由数字信号处理器(DSP)向线路14输出的数字信号S在设置于信号转换装置7中的模数转换装置中转换成相应的模拟信号，并且然后作为差分信号输出到双股绞线4。
上述的预判定方法在真正的(有效)数据传输前进行，尤其是在连接用户连接调制解调器5a(单端连接)前进行。在一个变通的实施例中，在真正的(有效的)数据传输前，在用户连接调制解调器5a已经连接的时刻实施与要说明的预判定方法相应的方法(诊断性方法)。
作为替代的方案或者附加的方案，还可以设想，在真正的有效数据传输期间实施相应的方法，例如在有效数据传输过程中预定的或者自由选择的时间段进行。
依赖于用预判定方法相应地得出的线路参数然后例如进行与真正的DSL有效数据传输相关的调节(例如在真正的DSL有效数据传输中，例如经上述的频带(多个接收器)6a、6b、6c、6d单位时间传输或多或少的比特，就是说确定最大的DSL传输比特率)。
然后可以从终端交换局调制解调器3a向用户调制解调器5a传达关于选择的调节的信息，例如地关于采用的传输比特率。
这例如可以这样地进行：在真正的有效数据传输开始前和/或在有效数据传输过程中预定的或者任选的时间段从终端交换局调制解调器3a起，把相应的消息发送到用户调制解调器5a(例如借用于在DSL标准中规定的，空闲的比特(例如通过在ADSL过顶信道中或者在嵌入的操作信道中含有的比特))。
为了实施预判定方法，首先由控制装置11或者数字信号处理器(DPS)输出伪噪音脉冲序列信号，而不是含有真正的有效数据的信号。
为此从控制装置11或者从数字信号处理器11从存储装置12中读出一个伪随机比特序列，并且，相应于前文说明的DSL调制方法，向所述的伪随机比特序列分配一个正弦波，或者一系列由正弦波确定的幅度和相位，其中对所述伪随机比特序列进行编码。
DSL编码的伪噪音脉冲序列，就是说相应的余弦波信号，由控制装置11或者由数字信号处理器(DPS)通过线路14向信号转换装置7传送，在所述信号转换装置7处相应于上面的描述进行转换，并且然后作为模拟信号向用户连接线路4输出。
由控制装置11或者由数字信号处理器(DSP)信号通过线路14a还向信号处理装置8转送。
由于用户调制解调器5a的阻抗失配伪噪音脉冲序列(至少部分地)向用户调制解调器5a反射。附加的反射例如可能通过用户连接线路4的反射点引起，以及通过设置在转换装置7中的混合电路或者差分电路引起。
由终端交换局调制解调器3a接收的、被射的信号(“回波信号”)向转换装置7传送，在所述的转换装置7用上面说明的方式转换(A/D)，并且然后通过线路13转接到信号处理装置8。
根据图4所述信号处理装置8具有数字滤波装置15，所述的数字滤波装置15带有(或者多个例如级联的)数字滤波器16，通过线路14a向所述的数字滤波器16传送由DSP或控制装置11输出的信号。
所述的数字滤波器在原理上可以用任意的方式构成，例如相当于如图5中所示的数字滤波器16。在数字滤波器16输出端输出的信号通过线路18c转接到加法器28。在所述的加法器28上把该信号与通过线路13输送的，由终端交换局调制解调器3a接收的回波信号相加。
这样得出的信号通过线路18，并且通过线路18b向控制装置11或者向数字信号处理器传送，并且通过线路18和线路18a向信号变换装置9传送(图3)。
再参见图5，数字滤波器16具有一或多个滤波器级，在此：是第一滤波器级23、和其它滤波器级24、25。每个滤波器级例如包含一个延迟元件20(替代的实施例中：两个延迟元件)，两个乘法器21，和一个加法器22、26(只有第一和最后的、N级较简单地构成)。滤波器级23、24、25上的数量N给出滤波器的阶。
乘法器21把各自相关的信号乘以可调量值的滤波系数α0、α1、α2、...、αN、β1、β2、...、βN。
滤波系数α0、α1、α2、...、αN、β1、β2、...、βN的量值，如在下文中还要详细地说明地，分别由控制装置11或者由数字信号处理器得出。
在通过控制装置11或者数字信号处理装置得出后，根据图3和4可以这样地把滤波系数α0、α1、α2、...、αN、β1、β2、...、βN调节到相应的值：通过控制线路17由控制装置11或者由数字信号处理器向数字滤波器装置15或数字滤波器16传输相应的系数调节信号。
再参见图5，由乘法器21提供的信号传送给相应的加法器22，然后从所述加法器22向相应的延迟元件20传送。最后的、第N个滤波器级25的最后一个加法器26与数字滤波器16的输出端连接，并且从而与线路18连接，并且通过线路18提供上文所述的滤波器输出信号。
如前已经说明，这个滤波器输出信号在与通过线路13提供的信号相加以后，通过线路18、18a向信号变换装置9转送。在信号变换装置9处把接收的信号变换至频域，尤其是采用离散的傅里叶变换方法(DFT)，例如FFT(FFT＝快速傅里叶变换)，或者其它的正交变换方法。
得出的信号频谱的总的或者单个的、选取的(例如数量n)频谱成分的数量借助于相应的信号通过多个(在此数量n)线路19向控制地1或者数字信号处理器转送。
在控制装置11或者数字信号处理器中把代表上述n个频谱成分的向量V与k个标准向量或者说模式向量VM1、VM2、VM3、...、VMK比较(模式匹配分析)。
所述的k个标准向量VM1、VM2、VM3、...、VMK存储在存储装置12中，并且经相应的总线线路27由控制装置11或者数字信号处理器从存储装置12中读取。
所述的k个标准向量VM1、VM2、VM3、...、VMk的每一个各代表一定的线路参数的k个不同的值之一(或者变通地两或者多不同线路参数的k个不同的组合之一)，例如k个不同的线路长度l1、l2、l3、...、lk(按任选的单位)。
不同的彼此连续的线路长度之间的间距(例如在l1与l2之间，和l2与l3之间)可以是不同大小的。
控制装置11或者数字信号处理器得出，k个标准向量VM1、VM2、VM3、...、VMk的哪个与所述的向量V最相似，并且从而以上述的k个标准向量VM1、VM2、VM3、...、VMk与一定的线路参数值(或者不同线路参数的组)之间的分配为基础得出相应的用户连接线路4的线路参数的估计值(或者多个不同的用户连接线路参数的估计值)、例如线路长度的估计值l1、l2、l3、...、lk。
滤波系数α0、α1、α2、...、αN、β1、β2、...、βN由控制装置11或者数字信号处理器这样地调节：使得属于要得出的线路参数l1、l2、l3、...、lk或者线路参数组合的标准向量或者说模式向量VM1、VM2、VM3、...、VMk在n维的向量解析空间中尽可能地不同或者说彼此之间具有尽可能大的欧基里德(或者其它适当的)间距(相应地类似于在编码方法中采用的尽可能大的相应采用的编码之间的汉明间距)。
在此应当，分别把两个任意的指派给两个任意的路线参数组合或者线路参数(例如l1和l2，或者l2和l3或者l1和l3等等)的模式向量(VM1和VM2、或者VM2和VM3、或者VM1和VM3等等)尽可能地加以区别。由此达到高的分隔清晰度。
滤波系数α0、α1、α2、...、αN、β1、β2、...、βN例如在(第一次)终端交换局调制解调器3a投入运行以前进行调节，或者在真正的数据传输开始前进行调节。在终端交换局调制解调器3a的运行过程中可例如改变、匹配，或者校正选取的滤波系数，。
为了通过控制单元11或者数字信号处理器调节滤波系数α0、α1、α2、...、αN、β1、β2、...、βN，可以在此处模拟带有各不相同的线路参数l1、l2、l3、...、lk或者线路参数组合(例如，其中借助于相应的数字信号处理器的信号处理线路中的差分比较模拟相应的线路。
在所述的模拟过程中，响应于由控制装置11或者数字信号处理器向(未示的)中继器提供的信号，把用户连接线路4与终端交换局调制解调器3a断开连接(线路长度为0)
在一个可替代的实施例中，滤波系数α0、α1、α2、...、αN、β1、β2、...、βN不是由控制装置11或者数字信号处理器调节，而是事先固定地进行调节。
在另一个可替代的实施例中可以在传输真正的有效数据信号的过程中把信号处理装置8用作常规的回波补偿装置。
然后，一或多个含在信号处理装置8中的数字滤波器的滤波系数由控制装置11或者数字信号处理器这样地调节：使得由信号处理装置8从(例如通过线路14a传送的)有效数据中产生由该有效数据信号引起的回波信号的(估计的)副本。
该信号从通过线路13由变换装置7接收的信号中提取，并且把得出的(回波补偿的)信号通过线路18b向控制装置11或者数字信号处理器转交。
作为替代方案或者补充方案，可以把信号处理装置8和(FFT)信号变换装置9体现在同一个部件中，例如体现在一个带有m个输出端的混合的横向/递归电路单元中。
在另一个可替代的实施例中，就带有尽可能大的(欧基里德)间距的标准向量VM1、VM2、VM3、...、VMk而言，上述的预判定方法的优化过程中，除了滤波系数调节之外，还可以由控制装置11或者数字信号处理器装置进行其它的调节。
例如这样地选择滤波器的结构(例如其阶(滤波器级23、24、25的数量N)递归的附加部分等等)：使得得出尽可能大的标准向量间距。
作为方案或者补充方案，上述预判定方法中的由信号处理装置8提供的信号的分析(就是说上述的向量比较或者说模式匹配)不通过控制装置在1或者数字信号处理器本身进行，而是通过(分开的)主机处理器进行(例如由安排在相应的调制解调器组件上的、其它的、满足一或多个调制解调器的一般任务的微控制器进行)。