DE1437346A1 - Empfaenger fuer mit Paritaets-Pruefzeichen entsendeten Charakter - Google Patents

Description

Dr. Friedrich E. Mayer ^Οΐ Pforzheim, Jullui-Niihir-Str, 11 Beschreibung

I H d 7 O 4 D

bezüglich der Patentanmeldung vons de Staat der Niederlanden, ten deze vertegenwoordigd door de directeur-generaal der Posterijen, Telegrafie en Telefonie, Haag (Holland).

Betreffend! Empfänger für mit Paritäts-Prüfzeichen entsendeten Charakter.

Die Erfindung*bezieht sich auf einen Empfänger für mit Paritäts-Prüfzeichen entsendete Charakter.

Die in solchen Charakteren enthaltene Information wird oft in Blöcken übertragen und im Empfänger einer Schaltung zum Prüfen mittels Redundanz, z.B. in Form von Paritäts-Prüfzeichen zugeführt. Eine übliche Yerarbeitungsweise besteht darin, dass ein auf sich selbst zurückgekoppeltes Schieberegister verwendet wird, dem die Zeichen eines Blockes nacheinander zugeführt Werdens, s. den Aufsatz "Error Correcting Codes and Their Implementation for Data Transmission Systems" von J.E; Meggitt in der Zeitschrifts "IRE Transactions on Information Theory", Oktober 196I, S 234-244* Kommt in einem Block kein Hehler vor, so. steht nach dem Weiterschieben das Register in der Ausgangslage, d.h. in der Ruhelage. Fehler im Block gelangen in der Endlage zum Ausdruck, wenn sich die Fehler nicht ausgleichen. Ein Einzelfehler wird stets registriert. Das fehlerhafte Zeichen kann nach der Erfindung sich selbst korrigieren, wenn die Hummer etes gestörten Charakters aus dem Block bekannt ist. Dazu werden die Charaktere zugleich durch ein zum Erzeugen einer Reihe von Maximumlänge zurückgekoppeltes Register weiter geschoben. Die Erfindung beruht auch auf der Einsicht, dass am Ausgang eines tFbertragungsweges· Redundanz zinn Reduzieren von Korrelation im Störungsmuster benutzt werden ituujs, bevor man zum Verbrauchen von Redundanz behufs der Selbstkorrs rti;· schreiten darf.

Messungen an Störungsmustern in Telegraphenleitungeii haben gezeigt, dass sich diese Leitungen nicht besonders zur Anwendung der Selbstkorrektur eignen. In einigen Fällen nämlich kam der' ^ '

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Prozentsatz Einzelfehler nicht über 60$ der Gesamtzahl, während sehr lange Fehlerausbrüche mit einer ziemlich grossen Wahrscheinlichkeit auftreten.

Fach der Erfindung wird Redundanz im Charakter zum Reduzieren von Korrelation im Störungsmuster z.B. mittels eines automatischen Fachfragesystems "benutzt, und wird erst danach die Redundanz behufs der Selbstkorrektur verbraucht.

In einem-besonders dazu geeigneten Empfänger werden Gruppen von z.B. 30 Charakteren mit 10 Prüfbits in zwei Prufcharaktereri. in zwei parallelen Schieberegistern mit einer Lange von fünf Stufen empfangen. Das erste Register A ist zuüi Bilden einer Reihe von Maximumlänge, in diesem Fall also von 31> zurückgekoppelt. Die Grundgleichung kann 0 = 1 + T3 + T5 sein. Im zweiten Register B erhält man das horizontale Paritäts-Prüfzeichens dazu ist dieses. Register zurückgekoppelt.

Fach der Erfindung wird nach Ermittlung eines Fehlers in beiden Registern dem nachgegangen, in welchem von den 30 Charakteren dieser Fehler aufgetreten ist und werden dazu die erhaltenen Fehlermuster in Reihen von fünf durch das -.Register A geschoben, bis das Muster in A dem Muster in. B gleich ist. Das Verschieben erfolgt dadurch ,dass dem Register A Füllen zugeführt werden.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Fig. 1 zeigt die Sendeschaltung, mit. einem Register AZ für eine Reihe mit einer Höchstlänge von 31 Charakteren, einem von-Ausgang zu Eingang zurückgekoppe'lten Register BZ, IJJTD-Toren, Modulo 2 Aufzählern und einem Ausgangs-ODER-Tor nach dem Ausgang U.

Fig. 2 zeigt die Fehlermuster, die am Ausgang des Schieberegisters AO im Empfänger beim Auftreten von Störungen im 1.Ms '3T. Charakter entstehen können, sowie auch die Fehlermuster die am Ausgang des Registers BO beim Austreten von Störung im" 1. bis 5· Schritt eines nicht näher bestimmten Charakters aus dem Block entstehen. Fig. 3 zeigt die Anordnung der Register AO BO im Empfänger, mit den ührimpulsen, und das Register"C.

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Fig. 4 gibt ein Zeitdiagramm dafür. '■

Die Register sind in den Figuren 1 und 3 in Form von dargestellt. Jeder Block stellt eine Stufe des Registers dar. T" der Sendeschaltung nach Figur 1 -kommen am Eingang IZ nacheinander 30 + 5 Informationsbits für die 30 Charaktere eines Blockes an. Über den.Modulo-2-Aufzähler M1 gelangen sie an den Eingang des Schieberegisters AZ, das in der Verbindung zwischen den Stufen Ά3 und A4 einen Modulo-2-Aufzähler enthält, der "das Ausgangssignal des AZ-'Registers und das der Stixfe A3 empfängt und aufzählt für Durchgabe, nach der Stufe A4· Das UND-Tor P1 empfängt aus der Uhr KZ lange, von 1 bis 15O dauernde Impulse und die Zeit zu bestiiinen, während deren der Ausgang des Registers AZ über M1 mit dem Eingang verbunden ist. Während des Zeitraums 151-155 ist der Ausgang über das ÜTTD-Tor P2 und das ODER-Tor 0P1 mit dem Ausgang UZ verbunden. In der Verbindung zwischen dem Eingang IZ und den Eingang der Modulo-2-Aufzähler 111 und Ι.Γ2 befindet sich ein TJiTD-Tor- P3, das während der Bits 1 bis 150 geöffnet ist. In der Verbindung zwischen dem Einganyr dieses UiiD-Tores P3 und dom Eingang des Aufzählers M2 befindet sich ein ODER-Tor,0P2, dessen Eingang auch mit dem Ausgang des UiID-Tor:^!s P2 in Verbinding steht, da,mit die fünf vom Register AZ nach dem Einschiebon des Blockes von 30 Charakteren erzeugten fünf Prüfschritte auch im Register BZ anko'irien,. wonach dieses Register über die 30 Informations-Charaktere und den gebildeten PrüfCharakter den zweiten in Empfänger für die Selbstkorr-)ktur zu verwendenden PrüfCharakter von fünf Bits erzeugen kann., . - ·

Au Ausgang IJZ können nacheinandc-r die 30 +.5 Informations¹:! its, die Bits 151-155 des ersten PrüfCharakters über die Toro P2 und OPI an; danach kommen die Bits 156-I0JO. des ^:im Register _;3Z e.rzeix;-^:¹-; zweiten Prüf Charakters über die Tore .P4 und OPl».;_. ..

Fig. 2 zeigt die Bits mit doiv dazugehörigen Fehlernastern·, T-Ii, Bits 1-5 gehören zuia ersten Charakter eines Blockes, .die Bits .6-10 ; zum zweiten,, usw. , _: ..-.- ·

Ün.ter .iedea. Bit ist vertikal-das ?e.hler!nus,ter angegeben, dry -.-"■" am kns^&ng des Re_f;isters AO bsia Auf try %&ή .eines Fehlc-.r.S: .ijrt-i^leir.h- -.-

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nummerierten Charakter des Blockes wahrgenommen wird. In der unterste Reihe ist angegeben, welche Arheitsspannungen am des- Register BO im Falle einer Störung in einem von den Schribten 1 bis 5 eines beliebigen Charakters des Blockes, einschliesslich des ersten PrüfCharakters 151-155j auftreten. Der zweite PrüfCharakter 15.6-160 gibt an, ob in_;der.Reihe 1-155 im ersten oder ia* einem der zwischenliegenden Schritte_: eines beliebigen-Charaktersaus dieser Reihe eine Störung aufgetreten ist, s;. rechts unten. Da das Α-Register eine Reihe mit einer liaximumlänge von Jl Charakteren,erzeugt, werden nach dem 31· Bit die Fehlermuster wiederholt, sodess unter dem"Bit 32 dasselbe Fehlermuster als unter dem Bit 1 vorkommt. Es ist eine Eigenheit'dieser^:Art von.Registern, dass beim le.tzten Charakter 151-155 die. gleiche Diagonalanordnung von Arbeitsachritten, als im B-Register 32 mal auftritt, wahrgenommen wird. . "

Hinsichtlich der Schematur von Fig,_: 2 ist bezüglich der Bildung der Prüf schritte, des ersten. Prüf Charakters folgendes zu- . bermerken. .- . . .- -..

Die Eins-en in den Blöcken der ersten Reihe bei A- geben die- ■ Stellen an, wo die c-twaigen Arbeitsschri-tte gezählt werden müssen um zusammen mit dem zu bildenden Paritätssphritt eine .-gerade Anzahl Arbeitsschritte-zu liefern. Dasselbe .gilt von der-zweiten," dritten, vierten und fünften Reihe, .. - - . ., , .- ■- ;. . ". -..- .. . : ■ ·"

., In den ..sechs Blöcken des Registers A, sind i-ir-Fig. 2 jedesmal-in fünf aufeinanderfolgenden Spalten alle 3J möglichen.: .Fehlermuster angegeben., die bei' FünfsehrittcQde vorkommen können.

Das 32, Muster besteht aus fünf Ruhesehritten und bedeutet,' wenn es am Ausgang auftritt, dass ein durchgeschobenerCharakter- ■ blsek keinen Fehler enthäli· ■■ ' · ... -. . -^{: :}

fm gygtem.nach der Erfindung fügt man jedesmal einem Bloc!; von .30, Charakler-en -zwei frü|.Qharaktere._r also 10 Bits,, zu und zwnv werden bei ,jedem .Empfang |i vc>n diesen Charakteren ins Register" A und zugleich li|s Register/I geseiiiaben und wird der 32. Charaktor dera Register B zugeführt,, D;as Regißtei A"wird dazu je. Block fünfmal Schritt oAßZ In - ' ^.-."""■■"

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rundgeschoben und das Register B 32 mal. Im letzteren Register sind also, wie angegeben, nach dem Empfang eines Blockes 160 Bits verarbeitet.

Mit einem einzigen PrüfCharakter wird das Α-Register Fehler in einem einzigen Charakter aus dem Block durch ein von den Ruhevariationen verschiedenes Ausgangssignal zum Ausdruck bringen. Mittels des zweiten Prüfcharakters kann dieser Fehler korrigiert werden* wenn nur die Rangnummer des gestörten Charakters bekannt ist.

Diese Rangnummer kann gefunden werden, dadurch_fdass nach dem Feststellen einer Störung das Register A noch eine Anzahl Male rundgeschoben wird, bis das Störungsmuster an den Ausgängen der beiden Register gleich "ist. Über eine gleiche Anzahl Charaktere muss man dann im Block zurückgehen,um den gestörten Charakter zv finden.

Fig. 2 zeigt bei A fünf Zyklen des Maximumlänge- Registers für 155 Bite. Die ersten 6 Zyklen sind angegeben. Auch sieht man, dass man sich zwischen den Bits 33 und 14S eine Anzahl Zyklen denken muss.

Das Schema wird auch benutzt um anzugeben, welches Störungemuster am Ausgang des Schieberegisters erhalten wird, wenn einer von den Charakteren 1 bis 31 im Block gestört ist. Der 31· Charakter enthält nur Prüfbits und dadurch ist erzielt worden, dass für den 1.· Charakter im Störungsfall am Ausgang das darunter angegebene Muster von 1 Arbeit, 2 Ruhe, 3 Ruhe, 4 Arbeit und 5 Ruhe erhalten wird| für den 2. Charakter besteht das Muster aus 1 Ruhe, 2 Arbeit, 3 und 4 Ruhe und 5 Arbeit.

Die Bits des Blockes werden nacheinander eingeschoben. Deutlichkeitshalber ist diese Reihe von 155 Bits aber in 31 Spalten von fünf dargestellt.

Die Bits werden zugleich den Registern A und B zugeführt. Wie das Α-Register hat das 'B-Register eine Länge von fünf Schritten, Während fünf Zyklen des Α-Registers wird das B-Register 32 mal durchlaufen« In Fig. 2 sind davon nur die letzten Phasen dar-

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gestellt; dabei ist zu bemerken,dass das Durchschieben des Registers A ani Ende des "31. Charakters, also nach dem 155· Bit aufhört und dass der letzte PrüfCharakter nur dem Register B zugeführt wird, sodass hierfür die Darstellung noch um 5 Bits verlängert worden ist. -

Bei gutem Empfang muss am Ausgang des Α-Registers das 32, dur~ch fünf Ruheschritte gebildete Fehlermuster erhalten werden und dasselbe Muster muss am Ausgang des B-Registers erhalten werden. Das Auftreten eines Arbeitsschrittes in diesem Register deutet darauf hin, dass in einem Schritt eines Blockes mit der von der Stelle des Arbeitsschrittes angegebenen Rangnummer ein Fehler aufgetreten ist. Im allgemeinen wird dabei am Ausgang des A-Registers nicht dasselbe Fehlermuster wahrgenommen. Tritt z.B. beim B--Register der erste Schritt mit Arbeitspolarität auf, so haben im A-Registar z.B. die Sehritte 1 und 4 Arbeitspolarität, wenn die Störung (im 1. Schritt, nach dem B-Register) im ersten Charakter des Blockes vorgekommen ist.

Auf den Empfangszyklus folgt eine Ruheperiode, während derer das Α-Register durch die Zufuhr von Nullen soweit weitergeschoben wird, und zwar in Reihen von fünf Charakteren, bis das Fehlermuster am Ausgang des Α-Registers dasselbe als das am Ausgang des B-Register auftretende ist. Links in Fig. 2 'is.t solches noch nicht der Fall; auch nicht nach WeitersGhieben um fünf Charaktere bis auf 6; auch nicht nach einer zweiten Aufschiebung bis auf 11, usw, wie es in der Ziffernreihe für die einzelnen Weiterschiebigen angegeben ist. Wach der¹ siebenten Verschiebung ist noch nur der letzte Schritt ein Arbeitsschritt, aber es zeigt sich, dass erst nach 31 Verschiebungen ein Muster erhalten wird, in welchem nur der ersce Schritt ein Arbeitsschritt ist. Die Störung ist also offensichtlich im 31· Charakter,also im ersten PrüfCharakter selbst,aufgetreten. Dieser Charakter kann nun korrigiert werden, dadurch_rdass das Fehlermuster modulo zwei bei dem für diesen Charakter im Register A fixierten Muster aufgezählt wird. '"..

Im Schema von. Fig. 3 sind die Mbdulo-zwei-Aufzähler (exklusive·!

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ODER-Tore) mit Pluszeichen in einem Kreis.angegeben.UND-Tore werden durch parallele Linien und.die- Bezeichnung P und die inklusieven ODER-Tore v/erden durch solche Linien mit durchgehenden Anschlüssen und die Bezeichnung OP dargestellt.

Der Ulirimpuls-Generator K liefert uhr impulse., die zum Teil die Telegraphenrepetenz von 50 Band, zum Teil, nämlich nach dem 160. Schritt eine höhere Repetenz, von z.B. 8000 Band haben.

Entsprechend den Registern AZ und BZ im Sender enthält der Empfanger νυη 0P3 die Register AO und BO, von denen AO wiederum eine Maximumlänge von 31 Bits hat. Der Empfänger hat weiter ein drittes Register GO, in welchem sich, nach dar Selbstkorrektur, der empfangene Block befindet, um endlich während der Zufuhr des nächsten Blockes am Ausgang UO nach seiner Bestimmung ausgeschoben zu werden.

Die JO Zeichen des Blockes werden in ]?ig, 1 bei IZ zugeführt und erreichen das Register AZ zum Bilden der fünf Prüfbits 151-155· Nachdem die Informationsbits 1 - I50 durch.das zurückgekoppelte Register B geführt worden sind, werden auch die Prüfbits über das u¥D-Tor PO3 und das ODER-Tor 0P2 dem Register zur Bildung der 5 Prüfbits 156-I6O zugeführt.

Jede Gruppe von fünf bei IZ ankommenden Bits ist eine Anlauf- und eine„Sperrpolarität hinzugefügt, die in bekannter Weise unterdrückt werden.

Das vom Empfänger kommende Zeichen IQ erreicht über das UTSI)-Tor P10 die -Eingänge der Register AO und BQ und über das UITD-Tor PO und über das ODER-Tor 0P4 das Register CO". Dieses G-rRegister dient dazu das Rundschieben des Blockes während des 160,Schrittes zu ermöglichen.Zugleich wird während dieses I60. Sehrittes der Eingang der Register AO und BQ über den Inventor 12 und das ⁷JND^- Tor PIO gesperrt. ,

Der an die Uhr K angeschlossene Fünferteiler D verteilt die Impulse 161-310 %n Reihen von fünf Bits und spricht nicht auf die Impulse 1 -150 an.

Die Aufzähler M12 - Hiß vergleichen die in den Registerein-

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heiten A gespeicherten mit den in den Regis.tereinheiten B gespeicherten Bits« Sind sie gleich, so geben all diese Aufzähler dem ODER-Tor OPJ Füllen at, wodurch dieses Tor über den Inventor II dem UND-Tor P7 eine Eins zuführt. Vfird zugleich vom Teiler eine Eins zugeführt, so liefert das UND-Tor P? allen UND-Toren P11 P15 eine Eins, sodass das vorhandene Bit den Aufzählern M4 - M8 übertragen·wird, um nach Aufzählung beim Inhalt der Registereinheiten CI46 - C'150 in. den Registereinheiten C 145 - C 149 gespeichert" zu werden, "

-Sind änige von- den Bits' in den Registereinheiten¹ ΑΊ -A5 den Bits in-den'Einheiten BI-B5 nicht-gleich, ab erfolgt im 16O.-; Schritt eine· Selbstkorrek'tur.- Dieser Vorgang wird in Fig. 4 ' : ' illustriert, wo in der Obertfeihe angenommen wird, dass eine¹ Anzahl •Zeichen, al - a5, a6 - a10 usw. (nur die- erst'en zwei ^;völlig dargestellt) entsendet wird, und darunter, dass .es sich nach, dem-Empfang _: zeigt, dass die Schritte _;a6, a9 und .a10 ζμ a6 + 1, a9 H-I und .. a10 + 1 verstümmelt worden sind. . ·. "; ... . . .. .._.....-.;-.■

Hinter der Akkolade in. Pig. 4- sieht, man die Störungsmuster, ·- die bei diesen Störungen am Ausgang des A-Registexs auftreten.würden. Hinter dem Uhrimpuls I60 ist der erfolgende Inhalt"des .A-Register angegeben, sowie auch der erfolgende Inhalt des B-Registers. Auf der linken Seite der Figur 4 sind in Klammern die betreffenden, der Störungsmusterreihe dahinter entsprechenden Schritte angegeben,-Während der schnellen Uhrimpulse I60 - I70 wird das-Α-Register, und auch das B-Register, rundgetrieben, bis sich beim Impuls I70 die Störungsmuster an den Aus'gängen der beiden Register als gleich . _ erweisen. Im letzten Abschnitt von Fig. 4 ist der Inhalt des C-Reg-istersangegeben, der in aufeinanderfolgenden Sehritten geandex*t wird, bis dieser Inhalt fertig ist um nach der Aufzahlung mit j -is_ endlich an den Registern A und B auftretenden gleichen Störung■ muster beim 171. Schritt das korrigierte Zeichen a6 - a10 zu liefern. ^: ■

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Claims (2)

-9- „1432346 .1432 kl PATENTANSPRÜCHE

1. Übertragungssystem für Charaktere, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Phase im Empfänger ein Teil der mitgesandten Redundanz zum Signalisieren und durch Wiederholungj^korrigieren von Charakteren benutzt wird, und dann die Redundanz für die Selbstkorrektur von trotfc der Wiederholung übrig gebliebenen Fehlern verbraucht wird.

2. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Benutzen von Redundanz durch eine Prüfung des konstanten Verhältnisses von Arbeits- und Trennschritten und das Verbrauchen der Redundanz mittels eines Registers für eine Reihe von Maximumlänge, dem die Charakterschritte in Reihe zugeführt werden, erfolgt.

3» übertragungssystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil der Redundanz für die Wiederholungskorrektur von einzelnen Charakteren eines Blockes, und der für Selbstkorrektur bestimmte Teil der Redundanz mit einem Block von Charakteren mitgesandt wird.

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