DD159930A5

DD159930A5 - Verfahren mit fehlerkorrektur in seriell uebertragenen datenwoertern mit paritaetswoertern und anordnung zum durchfuehren eines derartigen verfahrens

Info

Publication number: DD159930A5
Application number: DD81230158A
Authority: DD
Inventors: Kentaro Odaka; Yoichiro Sako; Ikuo Iwamoto; Toshitada Doi; Lodewijk B Vries
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1980-05-21
Filing date: 1981-05-21
Publication date: 1983-04-13
Also published as: US4413340A; ZA813156B; SE8103081L; ES502320A0; HK27485A; SU1271382A3; IT1135849B; AT395794B; ES8301541A1; KR830006744A; NO162000C; YU129981A; DE3119669C2; CS375181A3; AU7080481A; NO811687L; NL8102441A; FI811526L; JPH0376051B2; DK218781A

Abstract

Bei einem Verfahren mit Fehlerkorrektur für die Übertragung von Daten wird eine Anzahl serien/parallelumgesetzter Datenwörter in einer ersten relativen Zeitlage in einem ersten Fehlerkorrekturcoder 8 zur Bildung einer Anzahl von Paritätswörtern zugefüh rt. Anschließend werden die Paritätswörter und Datenwörter mit gegenseitig verschiedenen Laufzeiten (9) verzögert und einem zweiten Fehlerkorrekturcoder (10) zugeführt. So wird eine weitere Anzahl von Paritätswörtern gebildet. Anschließend werden die zwei Gruppen von Paritätswörtern und die Datenwörter parallel/serienweise zu einem Datenblock umgesetzt. Weitere Verzögerungslemente (11) streuen bestimmte Datenwörter und/oder Paritätswörter auf benachbarte Datenblöcke. Der Fehlerkorrekturcode ermöglicht die Korrektur sowohl von Fehlerhäufungen als auch von einzelnen Fehlern. Fig. 1

Description

Berlin, 6. 7. 1982 59 286 /13

230 158 6

Verfahren mit Fehlerkorrektur in seriell übertragenen Datenwörtern mit Paritätswörtern und Anordnung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von Daten mit einer erweiterten Möglichkeit zum Korrigieren von Fehlern, d* h· sov/ohl Fehlerhäufungen als auch vereinzelt auftretende Fehler· Bei einem bereits früher beschriebenen Verfahren zum Übertragen von Daten mit der Möglichkeit zur Korrektur von Fehlerhäufungen wird eine sogenannte Zweirichtungsverflechtung in der Zeitdomäne benutzt (crosgr-interleave). Bei dieser Verflechtung wird ein PCM-Wort (pulscodemoduliert) eines jeden einer Anzahl paralleler Kanäle in eine erste relative Zeitlage gebracht und einem ersten Zählerkorrekturcoder zugeführt, um daraus eine erste Paritätswortreihe zu bilden; diese erste Reihe von Paritätswörtern und die PCM-Datenreihe der erwähnten Kanäle werden in eine zweite relative Zeitlage umgesetzt, wobei ein einziges Wort in einer jeden der PCM-Datenreihen der erwähnten Kanäle in der zweiten relativen Zeitlage einem zweiten Zählerkorrekturcoder zur Bildung einer zweiten Paritätswortreihe.zugeführt wird, so daß in jeder Worteinheit eine Döppelverflechtung (Neupositionierung) durchgeführt wird. Die Verflechtung dient der Reduktion der Anzahl fehlerhafter Wörter in einem Fehlerkorrekturblock dadurch, daß die 'im Fehlerkorrekturblock enthaltenen Paritätswörter und die PCM-Daten für die Übertragung an der Empfangsseite gestreut und in ihre ursprüngliche

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Zeitlage zurückgeführt werden. Mit anderen Worten, beim Auftreten einer Fehlerhäufung während der Übertragung wird diese Fehlerhäufung gestreut· Wenn· die erwähnte Verflechtung zweimal durchgeführt wird, bilden die ersten und zweiten Paritätswörter je einen Fehlerkorrekturblock. Sogar wenn ein Fehler beispielsweise durch die ersten Paritätswörter nicht korrigiert werden kann, ist diese Korrektur oft mit den zweiten Paritätswörtern möglich und umgekehrt. Sogar wenn beim erwähnten Datenübertragungsverfahren ein Wort nur ein einziges fehlerhaftes Bit enthält, wird das vollständige Wort als fehlerhaft betrachtet. Deshalb schafft die erwähnte Verflechtung in der Zeitdömäne in zwei Richtungen nicht immer eine ausreichende Korrektur von Fehlern, wenn die erhaltenen Daten ziemlich große Anzahlen einzelner Fehler enthalten.

Ziel der Erfindung ·

Ziel der Erfindung ist es, die Uachteile des Standes der Technik zu vermeiden,

Darlegung des Wesens der Erfindung;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit Fehlerkorrektur in seriell übertragenen Datenwörtern mit Paritätswörtern und eine Anordnung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens zu schaffen, wobei sowohl .Fehlerhäufungen als auch Einzelfehler korrigierbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Verfahren mit. Fehlerkorrektur zum Übertragen von Daten folgende Schritte enthält: .

KQ OQi; / 1 O

-3-230158 6

a) den Empfang eines Datenflusses durch, den Empfang jeweils eines Datenwortes aus einer Reihe von Datenwör- . tern in einem jeden einer ersten Anzahl paralleler Kanäle in einer ersten relativen Zeitlage

b) das Übertragen eines einzigen Wortes eines jeden Kanals der erwähnten ersten Anzahl paralleler Kanäle an einen ersten Fehlerkorrekturcoder zur Bildung einer ersten Reihe von Paritätswörtern auf der Basis einer Generatormatrix

c.) die Verzögerung der Reihe von Paritätswörtern und der Wörter der Datenwortreihe nach der Übertragung an den · ersten Fehlerkorrekturcoder mit untereinander verschiedenen Laufzeiten zur Überführung dieser Y/örter in eine zweite relative Zeitlage

d) die Übertragung eines einzigen Wortes eines jeden Kanals der ersten Anzahl von Kanälen und der ersten Reihe von Paritätswörtern in der zweiten relativen Zeitlage an einen zweiten Fehlerkorrekturcoder zur Bildung einer zweiten Reihe von Paritätswörtern auf der Basis einer Generatormatrix

e) die jeweilige Übertragung eines einzigen Datenwortes auf einen jeden einer Anzahl von Ausgangskanälen gleich der ersten Anzahl sov/ie einer ersten Reihe von Paritätswörtern und einer zweiten Reihe von Paritätswörtem auf einen jeden einer zweiten Anzahl von Ausgangskanälen, wobei im ersten und zweiten Korrekturcoder jedes Wort ius m Bits gebildet wird und eine in einem Coder gebildete Reihe von Paritätswörtern den Fehlerkorrekturblock auf eine Gesamtheit von η Wörtern ergänzt, wobei

η £ ¹

59 286/ 13 - 4 - 9 % Π

f) die wortweise, parallel/serielle Umsetzung zum Übertragen von Datenwärtern und Paritätswörtern, wobei das Verfahren mit Fehlerkorrektur, dadurch gekennzeichnet ist, daß empfangsseitig eine wortweise, seriell/ parallele Umsetzung, auf eine Anzahl, die gleich ist der Summe der ersten und zweiten Anzahl von Kanälen der Datenwörter und Paritätswörter zur Wiederherstellung der zweiten relativen Zeitlage, erfolgt, die folgende Verfahrensschritte enthält:

g) das Reproduzieren "bzw· korrigierende Reproduzieren einer Anzahl, die gleich der ersten Anzahl von Datenwörtern· und einer Anzahl, die· gleich der ersten Reihe von Paritätswörtern ist, mittels einer der Generatormatrix nach (G2) χ (H2) = 0 zugeordneten Paritätsdetektormatrix

h) die Verzögerung der reproduzierten Datenwörter und Paritätswörter.mit zwischen den zugehörigen Kanälen untereinander verschiedenen Verzögerungszeiten zur . Wiederherstellung der ersten relativen Zeitlage

i) das Reproduzieren bzw· korrigierende Reproduzieren einer Anzahl, die gleich der ersten Anzahl von Datenwörtern ist, mittels einer der Generatormatrix nach (G1) χ (H1) ss 0 zugeordneten Paritätsdetektormatrix

j) das Abgeben der reproduzierten Datenwörter, wobei die Paritätsdetektormatrizen gebildet sind als

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-5- 23015 8 6

1 1

cd3 ^n-1

11 1 — 1 1

•j oL¹oC² ot ⁿ~² "odn-1

1 J² oC⁴

• ·

wobei OCeine Wurzel entsprechend 3?(χ) = 0 ist, und wobei P(x) ein unzerlegbares und primitives Polynom des m-ten Grades in einem Galois-Körper GP(2) ist. Häufig ist für den zweiten Fehlerkorrekturcoder der V/ert von η größer als der für den ersten Pehlerkorrekturcoder·

Es hat sicsh gezeigt, daß das Übertragungsverfahren nach der Erfindung (der Gattung mit der Bezeichnung "adjacent codes" oder "b-adjacent code") eine erweiterte Möglichkeit zum Korrigieren vieler Fehler bis zu zwei T/ortfehlern

286

je Block bietet· Weiter können drei Wortfehler oder vier Wortfehler noch korrigiert werden, wenn die Lage eines Fehlers bekannt ist lind die mehrfache Verflechtung angewandt wird· Außerdem kann ein Decoder mit einem besonders einfachen Aufbau benutzt werden, wenn der Pehlerkorrekturcode für nur ein falsches Wort benutzt wird·

Das Verfahren ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Reihe von Paritätswörtern nach der Übertragung-zurückinvertiert werden, .

Das Verfahren ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt h. eine erste Gruppe der Reihe von Datenwörtern Laufzeiten aufweist, die"in einem ersten Vorrat von Lauf-Zeitwerten liegen, wobei die erste Reihe von Paritätswörtern Laufzeiten aufweist, die in einem zweiten Vorrat von Laufzeitwerten liegen, und wobei die weiteren Wörter, deren Anzahl .gleich der Anzahl der ersten Gruppe der Reihe von Datenwörtern ist, Laufzeiten aufweisen,' die in einem dritten Vorrat von Laufzeitwerten liegen, wobei jedes Element des dritten Vorrats einen Wert besitzt, der größer ist als. der eines jeden Elements des zweiten Vorrats, und T/obei jedes Element des zweiten Vorrats einen Wert besitzt, der größer als der eines jeden Elements des ersten Vorrats ist·

Nach dem Reproduzieren mit der Matrix wird eine untereinander gleiche, relative Verzögerung einer vorbestimmten Zahl von Wortintervallen zwischen geradzahligen und ungeradzahligen Dat-env/örtern eingeführt* Uach der Übertragung wird eine relative Verzögerung um eine vorbestimmte Zahl.von Wortintervallen zwischen den Daten an den geradzahligen und ungeradzahligen Kanälen eingeführt·

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-τ- 230 1586

Die Erfindung bezieht sich weiter auf einen Decoder für die Verwendung beim beschriebenen Verfahren, der folgende Mittel enthält:

a) Eingangsmittel zum jeweiligen Empfangen einer Reihe von Datenwörtern in einer Anzahl von Empfangskanälen gleich der der ersten Anzahl und - parallel zu dieser Reihe einer ersten und einer zweiten Reihe von Paritätswb'rtern in einer Anzahl von Empfangskanälen gleich der zweiten Anzahl

b) einen ersten Decoder zum jeweiligen Erzeugen einer ersten Anzahl von Datenwörtem und einer ersten Reihe" von Paritätswörtern mittels eines darin gebildeten ersten Syndroms unter der Steuerung der zweiten Reihe von Paritätswörtern

c) Verzögerungsmittel zum zeitlichen Neupositionieren der Datenv/örter und der ersten Reihe von Paritätswörtern mittels gegenseitig verschiedener Laufzeiten

d) einen zweiten Decoder zum jeweiligen Erzeugen einer ersten Anzahl von Datenwörtern mittels eines darin erzeugten zweiten Syndroms unter der Steuerung der ersten Reihe von Paritätswörtern

e) Ausgangsmittel zum jeweiligen Ausgeben eines Datenwortes aus einer Reihe von Datenwörtern.in einer Anzahl von Ausgangskanälen gleich der ersten Anzahl von Ausgangskanälen, wobei.eine Reihe von Datenwörtern einen Datenfluß darstellt. Auf diese Weise wird ein vorteilhafter und einfacher Decoder "erhalten·

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Der Decoder ist dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsmittel erneut invertierende Mittel enthalten, die auf ankommende invertierte Paritätswörter ansprechen, und daß die Eingangsmittel zweite Verzögerungsmittel enthalten, um die relative Verzögerung zwischen geradzahligen und ungeradzahligen Datenkanälen auszugleichen* Die Ausgangsmittel enthalten dritte Verzögerungsmittel zum Ausgleichen der relativen Verzögerung zv/ischen geradzahligen und ungeradzahligen Datenwörtern. ·

Die Erfindung betrifft weiter eine Anordnung mit einem Decoder nach obiger Beschreibung, die folgende Teile enthält:

vierte Mittel zum Empfangen eines seriellen·Datenflusses und zum Bilden paralleler Daten daraus'für einen jeden der betreffenden Kanäle der Eingangsmittel,

einen Parallel-/Serienrückumsetzer zürn Serienschalten der von den Ausgangskanälen ausgegebenen Datenwörter und einen Digital-/Analogwandler zur Bildung eines kontinuierlichen Audiosignals daraus. Eine derartige Anordnung kann z. B. ein HiFi-Plattenspieler hoher Güte sein.

Der Datenträger für die Zusammenarbeit mit einem Decoder enthält eine Reihe von Blöcken und ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder Block folgende Informationen enthält:

eine dritte Anzahl von Wörtern gleich der Hälfte der ersten Anzahl für die Abgabe von geradzahligen Datenwörtern der Reihe von Datenwörtern, eine vierte Anzahl von Wörtern zur Abgabe einer ersten Reihe von Paritätswörtern, eine weitere dritte Anzahl von Wörtern zur Abgabe von ungeradzahligen Datenwörtern der Reihe von Datenwörtem und eine weitere vierte Anzahl von Wörtern zur Abgabe einer zweiten Reihe von' Paritätswörtern.

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-⁹- 230158 6

;Auf diese Weise wird ein Träger für Datenspeicherung mit ., der Möglichkeit zur Fehlerkorrektur für die Speicherung beispielsweise von Audiosignalen mit einer sehr hohen Güte erhalten. ·

Jeder Block enthält einen Synchronisationsvorlauf, Ausführungsbeispiel

nachstehend wird zunächst ein Fehlerkorrekturcode beschrieben, der sich zur Verwendung nach der Erfindung eignet» Anschließend folgt eine Beschreibung der Erfindung mit weiteren Einzelheiten anhand der Zeichnung und einiger bevorzugter Ausführungsformen, ohne daß si.ch die Erfindung darauf beschränkt. Es zeigen: " · '.

Fig. 1: ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Fehlerkorrekturcoders nach der Erfindung,

Fig. 2: die zeitliche Position bei der Übertragung,

Fig. 3: ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Fehlerkorrekturdecoders,

Fig. 4 und 5: Diagramme zur Erläuterung der Wirkung eines Fehlerkorrekturcoders,

Fig. 6: ein Blockschaltbild eines zweiten Coders, Fig. 7: ein Blockschaltbild eines zweiten Decoders, Fig. 8: ein Blockschaltbild eines dritten Coders,

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Fig. 9: ein Blockschaltbild eines dritten Decoders; Fig. 10: ein Blockschaltbild eines, vierten Coders; Fig, 11: ein Blockschaltbild eines vierten Decoders«

Für die Erläuterung des Fehlerkorrekturcodes wird eine Vektordarstellung oder die Darstellung mit einer zyklischen Gruppe benutzt* Zunächst wird ein unzerlegbares und primitives Polynom F(x) vom Grad m in einem Galois-Körper GF(2) betrachtet· Die Theorie der Galois-Körper ist bekannt und 'wird nachstehend nicht weiter erläutert· Der Körper GF(2) besteht nur aus den Elementen "0" und "l". Angenommen sei, daß eine Wurzel ©< besteht, die der Gleichung F.'(x) = 0 entspricht.. Es läßt sich nunmehr ein erweiterter Körper GF(2 ) aus 2¹ verschiedenen Elementen mittels der Größen «C , oL _t &t , ··., ©& " aufbauen, die je eine verschiedene Potenz der Wurzel ·£ sind(die Gesamtheit dieser Größen wird mit der "Basis" des Körpers GF(2^m) bezeichnet). Es sei bemerkt, daß der Körper GF(2^m) auch das Element enthält. Der erweiterte Körper GF(2 ) ist ein polynomischer Ring mit einem unzerlegbaren Polynom F(x) vom Grade m im Körper GF(2) als ein Modulo. Oedes Element von GF(2^m) kann als eine lineare Kombination folgender Gleichung ausgedrückt werden: '

Die allgemeine Form dieses Ausdrucks ist wie folgt:

^{2 1}

^a0 ^{+ a}l [ ^x J ^{+ a} β a₀ + Q₁ eC+ a₂

^am-2' ···· ^a2» ^al

^am2' ···· ^a2» ^al*

230 1

«.2* ··«» ^ai» ^aQ Elemente von GF(2) sind*

Beispielsweise wird GF(2 ) herangezogen, wobei das primitive und irreduzible Polynom F(x) beispielsweise F(x) = x⁸ + x⁴ + x³ + χ + 1 ist. Alle 8-Bit-Datenwörter können wie folgt ausgedrückt werden:

a-,x + a_cx + a_cx + a,x + a,x + a_ox + a„x + a_n oder (^a7* ^a5» ^a5» ^a4» ^a3* ^a2* ^al* ^aO^*

Auf diese Weise wird beispielsweise a-, der MSB-Seite (bedeutsamstes Bit) und a_Q der LSB-Seite (unbedeutsamstes Bit) zugeordnet.

Da'a. zu GF(2) gehört, ist dabei das Element .0 oder 1«

Weiter kann aus dem Polynom F(x) folgende Matrix T von (m χ m) gewonnen werden:

T =

O 0 1

O O O

O ³2

m-1

Auch können die Elemente von GF(2^m) mit Hilfe einer zyklischen Gruppe ausgedrückt werden, indem berücksichtigt wird, daß der Rest von GF(2™) außer dem Element Null eine vervielfachende Gruppe vom Grade 2^m bildet. Wenn die Elemente von GF(2^rci) durch die Verwendung einer derartigen

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zyklischen Gruppe ausgedrückt werden, wird folgender Ausdruck erhalten: . '

Nach der vorliegenden Erfindung, in der m Bits ein Wort und η Wörter einen Block bilden, werden k "Paritätswörter auf Basis nachstehender Paritätsprüfmatrix H gebildet:

*(k-l)n /

Die Paritätsprüfmatrix H kann auch durch die Verwendung der Matrix T ausgedrückt werden:

I,. I · „ _Tn~l _Tn

^(n-1) -^n H=

I	I	I
T¹	T²	T³
T²	T⁴	T⁶

_T(kr-1)2 _T(k-1)3

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wobei I eine Einheitsmatrix yon (m χ m) Elementen ist.

Wie bereits beschrieben, sind die Ausdrücke,, die die Wurzel φ benutzen, grundsätzlich gleich denen, die eine Matrix benutzen· In diesem Fall können alle Elemente der ersten Spalte einer jeden Matrix als 1 oder I gewählt werden und kann die letzte Spalte einer jeden Matrix unterbleiben»

Der Fehlerkorrekturcode wird an Hand eines Beispiels beschrieben, bei dem vier (k = 4) Paritätswörter benutzt werden. Wenn ein einziger Block erhaltener Daten als ein Spaltenvektor V = (W., W₂, W , ·.#', W ) genommen wird, werden in diesem Fall an der Empfangsseite vier Syndrome S^, S₂, S₃ und S₄ gebildet entsprechend

^Sl =

^S3 ⁼ Σ

⁰ i

χ = η

s ^S2

= H.V¹

W.

T²¹W.

_T3i,, T W.

230158

üeder Block enthält vier Paritätswörter

(p = VV_n-3, q = W_n-2,. r. = W_n-1, s = W_n). Diese Paritätswörter werden senderseitig entsprechend folgender Gleichung gebildet:

ρ+ q+ r + s = _Tn-3_{p + T}n~2_{q +}

W₁

_T3n-9_p

ρ + q + r + s * ρ + Tq + ITr + T²Q + T⁴r π

_T2n-2

Tⁿs »

r +

T²¹VL

-3n-3_ _T3n _

i-n+3

T³¹

= a = b

W.

T⁶s =

T³q + T⁶r + T⁹s =

T²Ci-n⁺³)_Wl =c _T3(i-n+3)_{w B d}

JU

n-4

wobei

ist

Die Paritätswörter können durch Lösung dieser Gruppe von Gleichungen erhalten werden. Die Berechnung ist in GF(2 ) definiert, und das Ergebnis ist wie folgt:

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* T⁶a ₊ (T³H-T⁴^T⁵ )b + (T+T²+T³)c + d

(1+T) (1+T²) (1+T³)

= T⁵a + (T?+T³+T⁵-)b + (1+T²+T³)c +' d

Γ = T⁴a + (T+T³4-T⁴)b + (1+T+T³)c + d T³Cl₊T⁴) '

s = T³a + ( T₊T²^-T³ )b +

T³Cl₊T) (I₊T²) (I₊T³)

ρ = [T⁶Z W₁ + (I₊T₊T²). f ST T¹-"-^ +^(i-n+S)+! _WJ

q = /"T⁵^W₁ + (I₊T₊T³ )^^>Tⁱ"ⁿ⁺⁵ VV₁.+

w₁ + (ΐ₊τ²+τ³)Γτ¹-^η+4 . νν_± + (1+τ+τ³) ·

_{w +r T}3(x-n₊3) _W/J T"³ . (I₊T⁴)'¹;

1 X

= fT³r W₁ + (I₊T₊T²J[Tt¹-"⁴⁴ W_{1 +}f t²^

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Nachstehend wird eine Fehlerkorrektur für den Fall beschrieben, bei dem die Daten einschließlich der auf obige Weise gebildeten Paritätswörter abgesandt und anschließend wieder empfangen werden.

In diesem Fall sei angenommen, daß keine Anzeigegröße benutzt wird, die eine Fehlerposition angibt«

= S_ = S₄ = O_#

(1) Wenn es keinen Fehler gibt, S^ =

(2) Wenn es einen einzigen Wortfehler gibt (ein Fehler muster^wird als ei genommen), S. = ei, S₀ = T^xei/

_2i ^i "*· *

S₃ = Tel und S₄ = T⁵Si.

So werden folgende Gleichungen bestimmt:

^{T 8}I = ^S2

= S

3 ⁵4 .

Detzt ist das Syndrom S₁ gleich dem Fehlerrauster ei»

(3) Wenn es zwei V/ortfehler (ei und ej) gibt:

S₂ =

ei + ej T^xei +

ii + Ί

= T³¹ei

Obige Gleichungen lassen sich wie folgt ändern: ^S₁ + S₂ = (T¹ + T^) ei

₂ ₃

+ S₃ = T^3-(T¹ + T^) ei

= T²ⁱ(

T¹ +

ei.

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-it- 2 30 158 6

Entsprechend werden zwei.Wortfehler durch die Bestimmung folgender Gleichungen bestimmt:

+ S₂) =

= T⁰S₃ + S₄ .

Fehlermuster werden wie folgt ausgedrückt:

ei

1 + T^J

+ T^-1S

1 + T⁰"

C4) Wenn· es drei Wortfehler Cei, ej und ek) gibt:

= ei + e;j + ek

S₂ =

T^xei T^2lei

T^kek

T^2k2k T^3kek

Obige Gleichungen lassen sich wie folgt ändern:

Α., + S₂ = CT¹ + T^k)ei +

T^kS₂ + S₃ = T¹CT¹ + T^k)ei + ^Λ* ?i i k

+ T^k) ej CT⁰ + T^k)

T^k) ej

Entsprechend können drei Wortfehler mittels nachstehender Gleichung detektiert werden, weil die Bedingungen S₁ Φ 0, S₂ Φ 0, S₃ Φ 0 erfüllt werden:

¹C^s₁ + S₂) + CT^ks₂+s₃) = T%^ks₂ +

+ CT^ks

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Die betreffenden Fehlermuster können wie folgt ausgedrückt werden:

ei =

ek

+ (T"^ + T"^k) S₂ + TT^j"^kS,

(i + τ^{1 3})(i + τ^{1 K})

+ (T*"^k + T"

(1 +

+ T^j*"^k)

"¹

(T"¹ + T~3) S₂ +

(i +

+ T^k"^J)·

Wie bereits erwähnt, können alle drei Wortfehler ohne Verwendung der Anzeigeinformation korrigiert werden·

Wenn die Anzeigeinformation benutzt wird, so daß Fehlerpositionen (i, j, k, 1) bekannt sind, können auch vier Wortfehler verbessert werden»

Außerdem kann die Fehlerkorrekturkapazität durch die Vergrößerung der Anzahl von Paritätswörtern k weiter verbessert werden*

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert, wobei die Erfindung zum Aufnehmen und Wiedergeben eines PCM-Audiosignals benutzt wird«

In Fig, 1 ist ein Fehlerkorrekturcoder dargestellt, der im

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Aufnahmesystem angeordnet ist, dem ein PCM-Audiosignal zugeführt wird· Das PCM-Audiosignal wird derart zugeführt, daß die linken und rechten Stereosignale mit einer Frequenz f (z, B, 44,1 kHz) abgetastet werden, wobei jeder abgetastete Wert in eine 16-Bit-Zahl in 2 Komplementdarstellung umgesetzt wird. Entsprechend liefert der linke Audiokanal eine Reihe von 16-Bit-PCM-Daten (LO₁ Ll, L2, ...) und der rechte Audiokanal eine weitere Reihe von 16-Bit-PCM-Daten (RO, Rl, R2, ...). Die PCM-Daten dies linken und des rechten Audiokanals werden je für sich Wort für Wort mittels einer nicht dargestellten Anordnung verschachtelt, d, h, zyklisch über eine jeweilige Anzahl von 6 Coderkanälen. Auf diese Weise werden insgesamt über 12 Kanäle Sequenzen von PCM-Datenreihen dem Fehlerkorrekturcoder zugeführt* Zu einem gegebenen oder vorgegebenen Zeitpunkt werden beispielsweise zwölf Zahlen wie L,. , R_fi , ^L6n+1* ^R6n+1' ^L6n+2' ^R6n+2* ^L6n+3' ^R6n+3' ^L6n+4' ^R6n+4' ^L6n+5* ^R6n+5 ^zu9^e^^u^.^rt· ^Bei diesem Beispiel wird jede 16-Bit-Zahl in acht bedeutsamere Bits und acht weniger bedeutsame Bits verteilt» Diese 8-Bit-Grüppen werden nachstehend mit Wörtern bezeichnet. Infolgedessen werden die zwölf Zahlen in 24 parallelen Kanälen verarbeitet. Detzt wird eine 16-Bit-Zahl der PCM-Datenreihe mit W. bezeichnet, wobei die acht höchsten Bits mit W. . und die acht niedrigsten Bits mit VV. _D bezeichnet werden. Zum Beispiel wird die Zahl L_ in zwei Wörter W^_2n α ^{unQl w}iPn B ^^ertei^-^t· ^{Es sei} bemerkt, daß η bereits früher als eine Abmessung der Matrizen H benutzt wurde.

Die PCM-Datenreihen von 24 Kanälen werden zunächst einem geradzahligen/ungeradzahligen" Verflechter 1 zugeführt. Wenn η = O, 1, 2, .._β, bilden die Wörter L- (d. h. ^_12n A

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^und-^W12n,B>* ^R6n <^d· ^h* ^Wi2n₊1.A ^{Und W}12n₊1,B>· ^L6n₊2 <^d· ^h* ^W12n₊4,A ^{und W}12n+4,B>' ^R6n₊2 <^d' ^h*.^W12n+5,A

> ^d

^{und W}12n₊5B>' ^L6n₊4 <^d· ^h* ^W12n+8,A ^{Und W}12n+8,B> ^und ^R6n+4 ^(d« ^h* ^W12*9,A ^{und W}i2n+9,B> ^{Wörter mlt} geradzahliger Rangordnung, während die anderen Wörter ungeradzahliger Rangordnung sind. Die PCM-Datenreihe von Wörtern geradzahliger Rangordnung wird um ein einziges Wortintervall mittels der Laufzeitschaltungen oder Laufzeitleitungen 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B₁ 6A₁ 6B₁ 7A, 7B des geradzahiigen/ungeradzahligen Verflechters 1 verzögert· Außerdem wird im gerädzahligen/ungsradzahligen Verflechter 1 eine derartige Umsetzung durchgeführt, daß 12 Datenreihen aus Wörtern gleicher Rangordnung den ersten bis zwölften Übertragungskanal belegen und 12 D-atenreihen aus Wörtern urigeradzahliger Rangordnung den dreizehnten bis vierundzwanzigsten Übertragungskanal belegen.

Der geradzahlige/ungeradzahlige Verfle-chter 1 soll die Situation verhindern, bei der mehr als zwei aufeinanderfolgende Zahlen eines einzigen Audiokanals (links oder rechts) falsch sind, so daß dabei die Fehler nicht unsichtbar gemacht werden könnten» Dies läßt sich wie folgt erläutern: drei benachbarte Zahlen L^₁, L., L.. werden beispielsweise herangezogen* Wenn die Zahl L, fehlerhaft und nicht korrigierbar ist, muß die Zahl L; ...oder ^L _i+1 oder müssen beide einwandfrei sein. Auf diese Weise kann die fehlerhafte Zahl L. unsichtbar gemacht werden, indem sie durch die direkt vorangehende Zahl L. ^ oder die direkt nachfolgende Zahl L. ^ oder durch den Mittelwert von L. _Λ und L. ^ ersetzt wird. In vielen Fällen schafft dies eine, vorteilhafte Näherung des reellen Werts von L._# Die Laufzeitleitungen 2A, 2B bis 7A, 7B des geradzahligen/ungerad-

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zahligen Verflechters 1 sind für benachbarte Wörter angeordnet, die in mehrere Fehlerkorrekturblöcke aufgenommen werden. Der. Grund der Zusammenführung der Übertragungskanäle für eine jede der Datenreihen, bestehend aus den Wörtern gleicher Rangordnung, und der Datenreihen, bestehend aus den Wörtern ungerader Ordnung, besteht darin, daß, wenn die Datenreihen verschachtelt werden, der.Abstand zwischen den Aufnahmepositionen der benachbarten geradzahligen und ungeradzahligen Wörter möglichst groß gewählt wird.

Am Ausgang des Verflechters 1 erscheinen die PCM-Datenreihen von 24 Kanälen in einer ersten relativen Zeitlage« Die um ein Wortintervall verzögerten Wörter werden durch einen Index angegeben, der am Ausgang des Verflechters 1 um zwölf Punkte niedriger ist« Aus den betreffenden PCM-Datenreihen werden jeweils vier erste Paritätswörter Q₁P_n* ^y12n+l* ^12n+2* ^12 +1 ^{aus e}-"-^nem Fehlerkorrekturblock von Datenwörtern gebildet« Dieser Fehlerkorrekturblock enthält deshalb die Wörter:

(^W12n-12,A^{; W}12n-12,B*' ^W12n+1-12,A^{; W}12n+1~12,B;

^W12n+4-12,A^{; l/}l2n+4-12,B^{; W}12n+5-12,A^{; W}12n+5-12,ß^; ^W12n+8-12,A^{; VV}12n+8-12,B^{; W}12n+9-12,A'* ^W12n+9-12,B^;

VJ . VJ · VV · W · VV

^v'l2n+2,A^{f W}12n+2,B' ^l'l2n+3,A' ^W12n+3,B' ^W12n+6,A' ,

12n*6,B' 12n+7,A' ^W12n+7,B' 12n+10,A* 12n+10,ß; VJ · iv · η · ο · η · η \ "l2n+ll,A* ^k12n+li,B' ^y12n' ^y12n+l^{J y}12n+2' ^y12n+3^;* Auf diese Weise werden im ersten Goder 8 24 Datenwörter von je acht Bits zum Erhalten von vier Paritätswörtern codiert. Deshalb sind die festen Parameterwerte des hier benutzten Codes η = 28, m = 8, k = 4«

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Einem zweiten Verflechter 9 werden 24 PCM-Datenreihen und vier Paritätsvvortreihen zugeführt« In diesem Verflechter 9 werden die Positionen der Übertragungskanäle derart geändert, daß die Paritätswortreihen zwischen den PCM-Datenreihen liegen, die aus den Wörtern geradzahliger und ungeradzahliger Rangordnung bestehen, und anschließend wird der Verzögerungsvorgang für diese Verflechtung durchgeführt« Dieser Verzögerungsvorgang ist derart, daß 27 Übertragungskanäle, mit Ausnehme des ersten Übertragungskanals, mittels Laufzeitleitungen um Verzögerungen in Höhe von ID, 2D, 3D, 4D bis 26D und 27D verzögert werden (wobei D eine Verzögerungseinheit ist)«

Am Ausgang des Verflechters 9 erscheinen 28 Datenreihen in einer zweiten relativen Zeitlage, Die Datenwörter werden eins nach dem anderen aus den betreffenden Datenreihen erhalten* Anschließend gelangen die Wörter an einen Coder 10, der zweite Paritätswörter P_12n, P_12n+1. P_12n+2 und P_12n+3 bildet« Nachstehend ist ein Fehlerkorrekturblock einschließlich der zweiten Paritätswörter, bestehend aus 32 Wörtern, angegeben» Es sei bemerkt, daß eine Verzögerung um jD in einem Coderkanal den Wert des Indexes von W um den Betrag 12_#3_#D herabsetzt*

^1ίϊ12η-12,Α.' ^k'l2n-12(D+l),B' ^W12n+1-12(2D+1),A^{; W}12n+1-12(3D+1),B^; ^W12n+4-12(4D+l),A^{; W}12n+4-12(5D+l),B^; ^W12n+5-12(60+1),A^; ··· _r__r:„.

^W12n+9-12(10D+l),A^{; W}12n+9-12(llD+l),"B^; ^Q12n-12(12D)^{; Q}12n+1~12(13D)^{; Q}12n+2-12(14D)^; ^{; W}12n+2-12(16D)^; ···

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^W12n+ll-12(26D)^{; W}12n+ll-12-(27D)^; ^P12n^{; P}12n*l^{; P}12n+2^{; Ρ}12η+3*

Weiter ist noch ein Verflechter 11 mit Laufzeitleitungen, die eine Verzögerung eines Wortes für die Übertragungskanäle mit geradzahliger Rangordnung von 32 Datenreihen einschließlich der ersten und zweiten Paritätswörter schaffen, sowie Umkehrstufen 12, 13, 14 und 15 für die zweite Reihe von Paritätswörtern angeordnet. Der Verflechter 11 soll vermeiden, daß ein Intervall mit einer Fehlerhäufung beim Übertragen die Grenze zwischen benachbarekn Blöcken überschreiten würde und so viel Wörter in einem Fehlerkorrekturblock beeinflussen könnte, daß ihre Korrektur ausgeschlossen wäre» Die Umkehrstufen 12, 13, 14 und 15 dienen zur Vermeidung einer derartigen fehlerhaften Wirkung, wobei alle Daten in einem Block durch einen Ausfall während der Übertragung "O" gemacht werden, welcher Vorgang nunmehr vom Wiedergabesystem erkannt wird. Ein Stille-Intervall in der Audiowiedergabe würde dagegen also eine zweite Reihe von Paritätswörtern schaffen, die sich von O unterscheiden und so detektiert werden kann· Die endgültig gebildeten Codewörter sind in der letzten Spalte der Figur einschließlich der entsprechenden entstandenen Verzögerung erwähnt.

Der endgültig gebildete Block von 24 PCM-Datenwörtern und acht Paritätswörtern wird mit Hilfe eines nicht dargestellten Parallel/Serienumsetzers in Serie gebracht« Am Anfang wird ein Synchronsignal von 16 Bits zum Erhalten eines Übertragungsblocks nach Fig_# 2 zugesetzt, wonach der so gebildete Block übertragen wird« In Fig. 2 wird der Kürze halber ein Wort aus dem i. Übertragungskanal mit V. bezeichnet.

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Praktische Ausführungsbeispiele des Übertragungssystems können magnetische Aufnahme- und Wiedergabegeräte, Geräte mit optischen oder magnetischen Drehscheiben usw. sein·

Der Coder 8 bezieht sich auf den Fehlerkorrekturcode, bei dem die Werte der festen Codeparameter m = 8, η = 28 und k = 4 sind» Für den Coder 10 besitzen die entsprechenden festen Codeparameter die Werte m = 8, η = 32 und k = 4# Also umfaßt der vollständige Block der Fig_# 2: 32 χ 8 + 16 = 272 Bits,

In der Decfoderstation wird zunächst der Vorlauf (header) mit der.Synchronisation mit Hilfe einer nicht dargestellten Einrichtung entfernt. Die restlichen, wiedergegebenen 32 Codewörter eines jeden Obertragungsblocks gelangen an den Eingang eines Fehlerkorrekturcoders gemäß Fig_# 3, Durch das Wiedergabeverfahren ist es möglich, daß die wiedergegebenen Daten einen Fehler enthalten· Wenn kein Fehler vorhanden ist, sind die 32 dem Eingang des Decoders

zugeführten Wörter gleich den 32 Wörtern, die am Ausgang des Fehlerkorrekturcoders erschienen. Im Fehlerkorrekturdecoder wird der Entflechtungsvorgang, der dem Verflechtungsvorgang im Coder komplementär ist, zur Wiederherstellung der ursprünglichen Rangordnung der Daten durchgeführt, und anschließend erfolgt der Fehlerkorrekturvorgang.

Zunächst ist, wie in Fig, 3 dargestellt, ein Entflechter mit Laufzeitleitungen angebracht, die je eine Verzögerung eines Wortes für die Übertragungskanäle mit ungeradzahliger Rangordnung schaffen, sowie Umkehrstufen 17, 18, 19 und für die zweite Reihe von Paritätswörtern angebracht. Die Ausgangssignale des Entflechters 16· und die Umkehrstufen

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17 bis 20 gelangen an einen ersten Decoder 21. In diesem Decoder werden Syndrome S₁₁, ^si2* ^S13 ^unc^ ^Si4 aus einer Paritätsdetektormatrix H ₁ über 32 Eingangswörter V gemäß Fig, 4 erzeugt, und anschließend wird die Fehlerkorrektur auf Basis der Syndrome ausgeführt. In Fig, 4 ist oC ein

8 Element von GF(2 ), das eine Wurzel des primitiven und

Q A "Z

unzerlegbaren Polynoms vom m-ten Grad F(x) = χ +χ +χ

+χ +1 ist. Aus dem Decoder 21 werden 24 PCM-Datenreihen und vier Paritätswortreihen erhalten, Oedem Wort der Datenreihe wird Anzeigeinformation (zumindest 1 Bit) zugesetzt, die angibt, ob möglicherweise ein Fehler vorhanden ist. Das Anzeigebit oder die Anzeigebits werden wie die weiteren Bits der Datenwörter und Paritätswörter übertragen.

Die Ausgangsdatenreihen des Decoders 21 gelangen an einen Entflechter 22, der die Auswirkungen des vom Verflechter 9 in den Fehlerkorrekturcoder durchgeführten Verzögerungsverfahrens ausgleichen muß und in dem Laufzeitleitungen mit verschiedenen Laufzeiten 27D, 26D, 25D, ...,2D und ID für den ersten bis 27, Übertragungskanal angebracht sind. Das Ausgangssignal des Entflechters 22 gelangt an einen zweiten Decoder 22, in dem Syndrome S₂₁, S₂₂* S₂- und S₂₄ aus einer Paritätsdetektormatrix H' über 28 Eingangs-

-p Ca.

Wörter V nach Fig, 5 gebildet werden, wonach die Fehlerkorrektur auf Basis der Syndrome durchgeführt wird. Im Decoder 23 wird die Anzeigeinformation gelöscht, die sich auf ein Wort bezieht, in dem ein. Fehler korrigiert ist, aber die Anzeigeinformation, die sich auf ein Wort bezieht, dessen Fehler vom Decoder 23 nicht korrigiert werden kann, wird nicht gelöscht, ·

*- . 230158 6

Die Datenreihen, die am Ausgang des Decoders 23 erscheinen, gelangen an einen geradzahligen/ungeradzahligen Entflechter 24, in dem die PCM-Datenreihen, die aus den Wörtern mit geradzahliger Rangordnung bestehen, und die PCM-Datenreihen, die aus den Wörtern mit ungeradzahliger Rangordnung bestehen, erneut positioniert werden, so daß sie sich in den alternativen Übertragungskanälen befinden, und Laufzeitleitungen mit einer Verzögerung um ein Wort für die PCM-Datenrsihen angebracht sind, die aus den Wörtern mit ungeradzahliger Rangordnung bestehen* Am Ausgang des geradzahligen/ungeradzahligen Entflechters 24 werden die PCM-Datenreihen in der richtigen Zeitlage und in der vorgegebenen Rangordnung von Übertragungskanälen erhalten, die genau die gleichen sind, wie sie dem Eingang des Fehlerkorrekturcoders zugeführt sind« Obgleich dies in Fig. 3 nicht dargestellt ist, ist in der folgenden Stufe des geradzahligen/ungeradzahligen Entflechters 24 zur Durchführung eine Korrekturschaltung vorgesehen, beispielsweise zum Durchführen einer Interpolation des Mittelwerts, so daß meistens der Fehler unsichtbar gemacht wird, wenn er von den Decodern 21 und 23 nicht korrigiert ist.

Im Fehlerkorrekturdecoder nach Fig. 3 werden die Fehlerkorrektur mittels der Paritätswörter P₁₂, P^n+l* ^P12n+2

und PjL2_n+3 ^unc* ^ie Fehlerkorrektur mittels der Paritäts-Wörter Q_12n' ^Q12n₊1' ^Q12n₊2 ^{und Q}12n₊3 ^{einmal durch}S^ führt. Durch die mehr als zweimalige Durchführung der Fehlerkorrekturen vergrößert sich die Fehlerkorrekturmöglichkeit und werden weniger Fehler unkorrigiert bleiben.

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Im beschriebenen Ausführungsbeispiel unterscheiden sich die Verzögerungsintervalle in den aufeinanderfolgenden Kanälen im Verflechter 9 um den jeweiligen Betrag D, aber es ist auch möglich, eine unregelmäßige Variation der Verzögerung statt der regelmäßigen Aufeinanderfolge zu verwenden. Wie die zweiten. Paritätswörter P^, die berechnet werden, in-dem nicht nur die PCM-Daten, sendern auch die ersten Paritätswörter Q. benutzt werden, können auch die ersten Paritätswörter Q. mit von den den zweiten Paritätswörtern P. bestimmtjwerden. Dies kann durch die Rückkopplung der zweiten Paritätswörter nach einem Eingang des Coders verwirklicht werden, der die ersten Paritätswörter liefert,

i τ

Mit dem genannten Fehlerkorrekturcoder können beispielsweise bis zu zwei Wortfehler korrigiert werden, ohne daß .Anzeigeinformation benutzt wird, die die Fehlerposition angibt, und eine Fehlerhäufung wird durch die Verflechtung in zwei Richtungen gestreut, so daß sowohl die vereinzelten Fehler als auch die Fehlerhäufungen vorteilhaft korrigiert werden können.

Außerdem wird bei ansteigender Anzahl korrigierbarer fehlerhafter Wörter der Decodierungsalgorithmus komplizierter. Wenn nur ein Wortfehler korrigierbar sein soll, reicht ein sehr einfacher Aufbau des Decoders aus. Es wird klar sein, daß Fehledcorrekturcoder mit einer an- steigenden Korrekturkapazität aufgebaut werden können.

Die genannte Einrichtung und das erwähnte Verfahren können • auf mehrere Weisexi geändert werden, um spezifische Vorteile zu erreichen: .·

230158 6

a) In Fig, 1 können die Paritätswörter Q(12n), Q(12n+1), Q(12n+2), 0(12n+3) wie die Paritätswörter P(12n), ,„., P(12n+3) invertiert werden; der Coder IO'würde jedoch immer noch die nicht invertierten Paritätswörter 0(12n), ««,,Q(12n+3) empfangen. Auf gleiche Weise würde der Decoder der Fig, 3 die invertierten Paritätswörter

⁰-12n-12(12D)-"Ql2n₊3-12(α5D4.1)^emP^fan9^e^ ^{Diese Wörter} würden beim Eintreffen im Decoder 21 erneut invertiert

werden, .

b) In Fig. 4 kann die zweite Zeile geändert werden von (O^ tcC ,···#«*- t cL _t pL- ) nach (c6 »et , , ,«,c£> _to6 _# 1). In Fig* 5 kann auf gleiche Weise die zweite Zeile von

, ,28 ,27 .3 ,2 Λ . _/λ/27 .25 -2 (oi- , oi ««·#>«( , o4 , cC nach (*.< ,e( , ..,,(^ ,

1 L « 1) geändert werden.

Außerdem kann in Fig, 4 und 5 die Vorderseite und die Rückseite der Matrix in ^ umgekehrt werden. Die zweite bis vierte Zeile fangen dabei mit niedrigeren Potenzen von &L an und enden mit hohen Potenzen von ©6 « · c) Die Anordnung und das Verfahren lassen sich vorteilhaft in einem HiFi-System verwenden. Die Codierung wird zuerst ausgeführt. Die Daten können auf einer Tonscheibe, einem Tonband oder etwas derartigem gespeichert werden. Auch können die Daten über einen Kommunikations-kanal übertragen oder ausgestrahlt werden. An einer Empfangsseite werden das Decodierungsverfahren und die Anordnung verwendet und können mögliche Fehler korrigiert werden. Schließlich werden die HiFi-Verstärkung und die Wiedergabe ausgeführt, . .

230158 6

* In .Fig, 6 und 7 sind Blockschaltbilder eines zweiten Coders bzw« eines zweiten Decoders dargestellt. Der wesentliche Unterschied zwischen Fig, 1 und 6 tritt im Verflechter 30 auf, der jetzt Laufzeiten um zwei Wortintervalle hat, wie angegeben mit den Ziffern "2", Außerdem ist die zyklische Kreuzung der Codierungskanäle anders. An der Eingangsseite sind jeweils zwei Kanäle zusammen erneut positioniert, während nach acht Kanälen ein folgender Zyklus startet. Außerdem gibt es drei Zyklen mit acht Kanälen, An der Ausgangsseite startet nach 6 Kanälen ein neuer Zyklus, Auf diese Weise gibt es vier Zyklen mit je 6 Kanälen, Ein zweiter Unterschied tritt hinsichtlich des Coders 32 auf, der halbwegs zwischen den beiden Codekanalgruppen liegt. Auf diese Weise ist die Anzahlder Kreuzungen verringert: Das Element 34 enthält jetzt nur Verzögerungselemente, D ist beispielsweise gleich VVortintervallen, Im Gegensatz zu Fig, 1 führt das Verzögerungselement 38 eine Verzögerung in die ungeradzahligen Kanäle ein. Schließlich werden alle Paritätswörter invertiert. Fig, 7 ist direkt aus dem Entwurf der Fig, 6 abgeleitet.

In Fig, 8 und 9 sind Blockschaltbilder eines dritten Coders bzw, eines dritten Decoders dargestellt. Fig, 8 ist gleich Fig, 6, mit der Ausnahme des Verflechters 40, Hier werden die ersten sechs Kanäle sowie die dritte Gruppe von sechs Kanälen um zwei Wortintervalle verzögert. Die anderen Codierungskanäle werden im Verflechter 40 nicht verzögert. Außerdem ist die Kreuzung der Codierungskanäle anders. An der Eingangsseite werden jeweils zwei Kanäle zusammen erneut positioniert, während der folgende Zyklus erst nach zwölf Codierungskanälen beginnt. Also gibt es zwei Zyklen mit zwölf Kanälen*

2 30158 6

An der Ausgangsseite beginnt nach vier Kanälen ein neuer Zyklus« Auf diese Weise gibt es 6.Zyklen von je vier Kanälen» Die Fig. 9 ist direkt aus der Fig. 8 abgeleitet.

In Fig. 10 und 11 sind Blockschaltbilder eines vierten Coders bzw. eines vierten Decoders dargestellt* Fig. 10 ist gleich Fig. 8, mit Ausnahme des Verflechters 42, Die Codierungskanäle sind in drei Gruppen verteilt. Die Codierungskanäle der ersten Gruppe werden im Verflechter 42 nicht verzögert. Die Kanäle der zweiten Gruppe enthalten ein Verzögerungselement für 1 Wortintervall, Die Codierungskanäle der dritten Gruppe enthalten' ein Verzögerungselement für zwei Wortintervalle· Es erfolgt keine Neupositionierung der Kanäle, Fig« 1Γ ist direkt aus der Fig. 10 abgeleitet* -

Auf diese Weise ist für den Obergang.zwischen Fig. 7, 9, oder 6, 8 10 nur eine Änderung eines Teiles des Aufbaus notwendig. In Fig, 6 und 7 ist ein Aufbau dargestellt, der sich am besten eignet für die Verwendung mit zwei Tonkanälen (stereophonisch^ Verwendung)_# in Fig. 8 und 9 ist ein Aufbau dargestellt, der sich am besten für die Verwendung mit drei Tonkanälen eigpet, und Fig. 10 und 11 zeigen einen Aufbau, der sich am besten für die Verwendung mit vier Tonkanälen (Quadrophonie) eignet. In einem jeden dieser Fälle können unwiederherstellbare Tonsignale auf vorteilhafte Weise durch Interpolierung zwischen einwandfreien Tonsignalen ersetzt werden.

Claims

230 158 6

Erfindung san sprucfa

1, Verfahren mit Fehlerkorrektur in seriell übertragenen . Datenwörtern mit Paritätswörtern,.wobei die Paritätswörter zu den Datenwörtern nach folgenden Verfahrensschritten gebildet sind:

a) der Empfang eines Datenflusses durch den Empfang jeweils eines Datenwortes aus einer Reihe von Datenwörtern in einem jeden einer ersten Anzahl paralleler Kanäle in einer ersten relativen Zeitlage (1)

t>) das Zuführen eines einzigen'Wortes eines jeden Kanals der ersten Anzahl paralleler Kanäle an einen ersten Fehlerkorrekturcoder zur Bildung einer ersten Reihe von Paritätswörtern (8) .auf der Basis einer Generatormatrix (G1)

c) die Verzögerung der Reihe von· Paritätswörtern und der Reihe von Datenwörtern nach dem Zuführen zum

... ersten Pehlerkorrekturcoder mit untereinander Verschiedenen Laufzeiten (S), um diese Wörter in eine zweite relative Zeitlage zu bringen

d) das Zuführen eines einzigen Wortes eines jeden Kanals der ersten Anzahl von Kanälen und der ersten Reihe von Paritätswörtern" in der zweiten relativen Zeitlage zu einem zweiten .Pehlerkorrekturcoder (10) zur Bildung einer zweiten Reihe von Paritätswörtern auf der Basis einer Generator-matrix (G2)

e) die jeweilige Übertragung eines einzigen Datenwortes auf einen jeden einer Anzahl von Ausgangskanälen, die gleich der ersten Anzahl ist, sowie einer ersten

2 30 158 θ"

Reihe von Paritätswörtern und einer zweiten Reihe von Paritätswörtera auf einen jeden einer zweiten Anzahl von'Ausgangskanälen (11), wobei im ersten und zv/eiten Korrekturcoder ;}edes Y/ort aus* m Bits gebildet wird und eine in einem Coder gebildete Reihe von Paritätswörte.rn den Fehlerkorrekturblock auf eine Gesamtheit von η Wörtern ergänzt, wobei ni2^ffl"¹

f) die wortweise, parallel/serielle Umsetzung zum Übertragen von Datenwörtern und Paritätswörtern, wobei das Verfahren mit Fehlerkorrektur dadurch gekennzeichnet ist, daß empfangsseitig eine wortweise, seriell/parallele Umsetzung auf eine Anzahl, die, gleich der Summe der ersten und zweiten Anzahl von Kanälen der Datenwörter und Paritätswörter zur Y/iederherstellung der genannten zweiten relativen Zeitlage ist, erfolgt, die folgende Verfahrensschritte ausführt:

g) das mit Hilfe einer der Generatormatrix (G2) nach (G2) χ (H2) = O zugeordneten Paritätsdetektormatrix (H2) Reproduzieren bzw. korrigierende Reproduzieren einer Anzahl, die gleich der ersten Anzahl von Datenwörtern und einer Anzahl, die gleich der ersten Reihe von Paritätswörtern ist

h) die Verzögerung der re-produzleicteia Datenwörter und Paritätswörtern mit zwisehen den zugehörigen Kanälen untereinander verschiedenen Verzögerungszeiten zur Wiederherstellung der genannten ersten relativen Zeitlage . ·

i) das. mit Hilfe einer der Generatormatrix (G1) nach (G1) χ (H1) = O zugeordneten Paritätsdetektormatrix

230153 6

(H1) Reproduzieren bzw,· korrigierende Reproduzieren einer Anzahl, die gleich der ersten Anzahl von Daten Wörtern ist

das Abgeben der reproduzierten Datenw'örter, wobei die Paritätsdetektonnatrizen gebildet sind als

1 1

JL

• ·

• ·

1

oC

n-1
2(n-1)

-— 1

2(n-2)

oC^(k"¹⁾²

wobei O^ eine Wurzel entsprechend P(x) = O ist und wobei P(x) ein unzerlegbares und primitives Polynom. des η-ten Grades über einen Galois-Körper GP(2) ist.

230 158 δ

2# Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die zweite Reihe von Paritätswörtern nach der Übertragung zurückinvertiert wird«,

3·. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die erste Reihe von Paritätswörtern nach der Übertragung zurückinvertiert wird,

4# Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß im Schritt h) eine erste Gruppe der Reihe von Datenwörtern Laufzeiten aufweist, die in einer ersten Sammlung von Laufzeitwerten liegen, wobei die erste Reihe von Paritätswörtern Laufzeiten auf v/eist, die in einer zweiten Sammlung von Laufzeitwerten liegen, und wobei die weiteren Wörter, deren Anzahl gleich der Anzahl der ersten Gruppe der Reihe von Datenwörtern ist, Laufzeiten aufweisen, die in einer dritten Sammlung von Laufzeitwerten liegen, wobei jedes Element der dritten Sammlung einen Wert hat, der größer ist als der eines jeden Elementes der zweiten Sammlung, und v/obei jedes Element der zweiten Sammlung einen Wert besitzt, der größer ist als der eines jeden Elementes der ersten Sammlung

5· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß nach dem Reproduzieren mit der Matrix (H1) eine untereinander gleiche, relative Verzögerung einer vorbestimmten Zahl von Wortintervallen, zwischen geradzahligen Datenwörtern und ungeradzahligen Datenwörtern eingeführt wird.

6. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß nach der Übertragung eine relative Verzögerung um eine vorbestimmte Zahl von Yfortintervallen zwischen

59 286 7 13

-35- 2 30 15 8 6

den Daten an den geradzahligen Kanälen und an den ungeradzahligen Kanälen eingeführt wird*

7» Decoder zur Verwendung bei einem Verfahren mit Fehlerkorrektur für Datenübertragung nach einem der Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß der Decoder folgende Mittel enthält:

a) Eingangsmittel zum jeweiligen Empfangen einer Reihe von Datenwörtern in einer Anzahl von Empfangskanälen gleich der der ersten Anzahl und parallel dazu in einer Anzahl von Empfangskanälen gleich der zweiten Anzahl, von einer ersten Reihe von ParitatB-

Wörtern und einer zweiten Reihe von Paritätswörtern

b) einem ersten Decoder zum jeweiligen Darstellen einer ersten Anzahl von Datenwörtern und einer ersten Reihe von Paritätswörtern unter Steuerung der zweiten Reihe von Paritätsv/örtern eines darin gebildeten ersten Syndroms

c) Verzögerungsmittel zum zeitlichen Ueupositionieren der Datenwörter und der ersten Reihe von Paritätswörtern mittels gegenseitig verschiedener Laufzeiten

d) einen zweiten Decoder zum jeweiligen Erzeugen einer ersten Anzahl von Datenwörtern unter der Steuerung der ersten Reihe von- Paritätswörtern mittels eines darin erzeugten z?/eiten Syndroms

i >

e) Ausgangsmittel zum jeweiligen Abgeben eines Datenwortes aus einer Reihe von.Datenwörtern in einer Anzahl von Ausgangskanälen gleich der ersten Anzahl, wobei eine Reihe von Datenwörtern einen Datenfluß darstellt.

-36-2 30 158 6
8. Decoder nach Punkt 7_t inabesondere für die Verwendung "bei einem Verfahren nach den Punkten 2 oder 3» gekennzeichnet dadurch, daß die.Eingangsmitt'el erneut invertierende Mittel enthalten, die auf ankommende invertierte Paritätswörter ansprechen, ·
9. Decoder nach Punkt 7, insbesondere für die Verwendung bei einem Verfahren nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Eingangsmittel zweite Verzögerungsmittel enthalten, um die relative Verzögerung zwischen geradzahligen und ungeradzahligen Datenkanälen auszugleichen»
10. -Decoder nach Punkt 7» insbesondere für die Verwendung bei einem Verfahren nach Punkt 5» gekennzeichnet dadurch, daß die Ausgangsmittel dritte Verzögerungsmittel zum Ausgleichen der relativen Verzögerung zwischen geradzahligen und ungeradzahligen Dateny/örtern enthalten.

.11. Anordnung mit einem Decoder nach einem der Punkte 7 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß sie weiter vierte Mittel für den Empfang eines seriellen Datenflusses und zur Bildung paralleler Daten daraus für einen jeden der betreffenden Kanäle der Eingangsmittel, einen Parallel-Serien-Stückumsetzer zum Serienschalten der von den Ausgangskanälen abgegebenen Datenwörter und einen Digital/Analog-Wandler enthält, der daraus ein kontinuierliches Tonsignal bildet,
12. Datenträger zur Zusammenarbeit mit einem Decoder nach einem der Punkte 7 bis 10 bzw. mit einer Anordnung nach Punkt 11, wobei der Datenträger eine Reihe von Blöcken enthält, gekennzeichnet dadurch, daß jeder Block folgende Informationen enthält: .

eine dritte Anzahl von T/örtem gleich der Hälfte der

59 286

-37- 230158 6

ersten Anzahl für die Abgabe von geradzahligen Datenwörtern der Reihe von Datenv/örtern, eine vierte Anzahl von Y/örtern zur Abgabe einer ersten Reihe von Paritätswörtern, '

eine weitere dritte Anzahl von Wörtern zur Abgabe von ungeradzahligen Datenwörtern der Reihe von Datenwörtern und

eine weitere vierte Anzahl von ?/örtern »zur Abgabe einer zweiten Reihe von Paritätswörtern.
1.3· Datenträger nach Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß jeder Block ferner einen Synchronisationsvorlauf enthält.

Hierzu... JL Jeiten Zeichnungen