DE1449334B2 - Decodierer für einen rekurrenten Code - Google Patents

Decodierer für einen rekurrenten Code

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DE1449334B2
DE1449334B2 DE1449334A DEC0030537A DE1449334B2 DE 1449334 B2 DE1449334 B2 DE 1449334B2 DE 1449334 A DE1449334 A DE 1449334A DE C0030537 A DEC0030537 A DE C0030537A DE 1449334 B2 DE1449334 B2 DE 1449334B2
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Description

Informationssignals in jedes Kriteriensignal des Satzes mindestens einmal eingeht, während die Fehlerkomponente jedes anderen Nachrichtensignals in höchstens einem Kriteriensignal des Satzes enthalten sein darf, wobei jedes Kriteriensignal den Wert des zu decodierenden Informationssignals hat, wenn alle in ihm enthaltenen Fehlerkomponenten gleich Null sind, und daß das korrigierte Informationssignal der Paritätsschaltung zur Korrektur der dort gespeicherten Informationskomponente des gerade decodierten Informationssignals zugeführt wird, um eine richtige Decodierung der folgenden Informationssignale zu ermöglichen.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Mit einem solchen Decodierer können t beliebig verteilte Fehler korrigiert werden, wenn eine Schwellwertschaltung mit zwei /-Eingängen verwendet wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Übertragungsanlage, die einen Decodierer gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält,
F i g. 2 ein Schaltbild eines Teiles eines gegenüber F i g. 1 etwas abgewandelten Decodierers,
F i g. 3 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispieles gemäß der Erfindung,
F i g. 4 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles der Erfindung, das sowohl als Codierer als auch als Decodierer betrieben werden kann,
F i g. 5 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung, bei der eine genaue Überwachung der Arbeitsweise gewährleistet ist,
F i g. 6 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung für einen binären Löschkanal,
F i g. 7 ein Blockschaltbild einer gegenüber F i g. 6 etwas abgewandelten Ausführungsform, die sich für den Fall eignet, daß die Wahrscheinlichkeit von Fehlern in nicht gelöschten Signalen sehr klein ist, F i g. 8 ein allgemeines Paritätsprüfdiagramm für rekurrente (2, 1)-Code,
F i g. 9 ein Paritätsprüfdiagramm für den in Verbindung mit F i g. 1 erläuterten Decodierer vom Typ I,
F i g. 10 ein Paritätsprüfdiagramm eines Decodierers für einen rekurrenten (3,1)-Code mit der Beeinflussungslänge 24,
F i g. 11 ein Paritätsprüfdiagramm eines Decodierers für einen rekurrenten (3,2)-Code,
F i g. 12 ein Blockschaltbild eines Diffus-Codierers, der sich für den Fall eignet, daß Löschdaten zur Verfügung stehen,
F i g. 13 ein Blockschaltbild eines Decodierers gemäß der Erfindung für den Diffus-Codierer gemäß Fig. 12,
F i g. 14 ein Blockschaltbild eines Diffus-Codierers, der sich für den Fall eignet, daß keine Löschdaten zur Verfügung stehen, und
F i g. 15 ein Blockschaltbild eines Decodierers für den Codierer gemäß Fig. 14.
Der in F i g. 1 dargestellten Anlage werden über einen Eingangsleiter 1 eines Verschlüßlerteils 2 sukzessive Signale zugeführt, die Informationssignale oder Daten darstellen, beispielsweise jeweils eine Einheit während zweier Zeitintervalle einer Taktperiode z0, Z2, z4, z'6) Z8, Z10 usw. Bei einer Übertragung dieser Information ohne Verschlüsselung soll die Gefahr bestehen, daß eine unerwünschte Änderung von Informationssymbolen eintritt, z. B. durch Rauschen, Störungen und andere Einflüsse, und es bestünde keine Möglichkeit, diese Änderungen oder Fehler zu erkennen und zu korrigieren. Der Verschlüßler 2 dient dazu, in die Informationsfolge eine gewisse Redundanz einzuführen, d. h., zwischen die aufeinanderfolgenden Informationssignale werden zusätzliche Signalsymbole eingeführt, die lineare Funktionen der Information sind und ein Erkennen und/ oder Korrigieren von Fehlern ermöglichen, wie noch näher erläutert werden wird.
Die Informationssymbole können z. B. binäre Ziffern (Bits) sein und dementsprechend den Wert 1 oder 0 annehmen. Solche Signale können mittels eines üblichen rekurrenten Codes verschlüsselt werden, wie er z. B. durch P. E 1 i a s in dem Aufsatz »Coding for Noisy Channels« beschrieben wird, welcher im Institute of Radio Engineers Convention Record, Part IV, 1955, S. 37 bis 44, erschienen ist. (Siehe auch das Buch von W. Wesley Peterson, »Prüf bare und korrigierbare Codes«, R. Oldenbourg Verlag München-Wien, 1967.) Zur Erläuterung wird als erstes in Anwendung auf einen rekurrenten (2,1)-Code (jedes zweite Signal ist redundant) und der Beeinflussungslänge 12 (zu jedem Zeitpunkt befinden sich 6 Informationssignale im Entschlüßler, und immer wenn die Informationssignale um eine Stelle verschoben werden, wird ein Redundanz- oder Überbe-Stimmungssignal erzeugt) beschrieben.
In F i g. 1 enthält der Verschlüßler 2 eine Kette von fünf in Reihe geschalteten Stufen eines Schieberegisters oder einer Verzögerungsschaltung, die mit 3, 5, 7, 9 und 11 bezeichnet sind. Es kann sich um angezapfte Verzögerungsleitungen oder in Reihe geschaltete Flipflops handeln. Die durch die einzelnen Stufen eingeführte Verzögerung kann zwei Taktperioden äquivalent sein und wird durch das Symbol D2 dargestellt, das eine Verzögerung (»Delay«) von zwei Zeiteinheiten bedeuten soll, so daß ein Eingangsbit, z. B. das zum Zeitpunkt z0 ankommende Informationsbit, jeweils nach zwei Perioden der Taktfrequenz von der Stufe 3 zur Stufe 5 und weiter zur Stufe 7 und so fort übertragen wird. Gleichzeitig werden die Informationssignale z0, z"2, z'4, z6 usw. über eine Leitung 13 einem Addier- oder Verknüpfungskreis 15 zugeführt, über den sie zur Ausgangsleitung 17 des Verschlüßlers gelangen.
Die Redundanzsignale werden durch eine zusätzliche Addierschaltung 19 errechnet, der Signale direkt von der Eingangsleitung 1 über eine Leitung ^1 zugeführt werden, außerdem werden dieser Stufe über eine Leitung g'7 Signale vom Ausgang der Stufe 7 (entsprechend einer Verzögerung um sechs Einheiten), über eine Leitung g'9 vom Ausgang der Stufe 9 (entsprechend einer Verzögerung um 8 Einheiten) und über eine Leitung g'n vom Ausgang der Stufe 11 (entsprechend einer Verzögerung um 10 Einheiten) zugeführt. Die Ausgänge der Stufen 3 und 5 können über Leitungen g'3 bzw. g's ebenfalls angeschlossen sein. Ein Eingangssignal, das aus im Abstand von zwei Zeiteinheiten nacheinander zugeführten Bits besteht, kann durch die folgende Gleichung 1 dargestellt werden:
65
/ = I0 + Z2D2 + i^ + ieD* + ... i10Dla (1)
Die Gleichung bedeutet, daß das Bit z2 um zwei
7 8
Einheiten, das Bit z4 um vier Einheiten usw. verzögert t = 1 + D1 + D1 + D9 + D11 (4)
ist. Der Verschlüßlercode oder die Generatorsequenz , . ,. . , _ , .,
kann die verschiedensten Formen annehmen, es wird oder m dl§ltaler Schreibweise
jedoch der folgende rekurrente Codeg bevorzugt: =1,1,0 0 0,0,0,10101.
g = 1 + g^D1 + g3D3 + ... gnD11 (2) Eine im Zeitpunkt 0 auftretende 1 hat also 4 Re
dundanzsignale des Wertes 1 zur Folge, die zum Er-;
Diese Gleichung bedeutet, daß wenn z0 gleich 1 und kennen und/oder Korrigieren von Fehlern oder Veralle anderen Informationssignale gleich 0 sind, das änderungen in der übertragenen Sequenz verwendet Entschlüßlerausgangssignal am Anfang 1 ist und nach io werden können, wie noch genauer ausgeführt werden einer Zeiteinheit den Wert ^1, nach drei Zeiteinheiten wird.
den Wertgj usw. annimmt. Für eine etwas allgemei- Die verschlüsselten Signale werden irgendwie zu
nere Sequenz ist das Verschlüßlerausgangssignal / einer Empfangs- und Entschlüsselungseinrichtung 4 das Produkt des Eingangssignales (Gleichung 1) und übertragen, wie schematisch durch die Leitung 17 ander Generator- oder Codesequenz (Gleichung 2), 15 gedeutet ist. Bei dieser Übertragung kann die übernämlich: tragene Sequenz durch Rauschen oder andere Einflüsse verändert werden. Während der geradzahligen
t = (I) (g) (3) Zeitintervalle werden am Empfänger-Entschlüßler
vier Signale ior, izr, iir usw. empfangen, die den ur-
dabei ist t der gesamte digitale Nachrichtenstrom, 20 sprünglichen Signaleingangsbits /„, U, z4 usw. ent- I der gesamte digitale Strom der Informationskom- sprechen sollten, gegebenenfalls jedoch durch Stöponenten und g die Generatorsequenz. Bei systema- rungen von 1 in 0 oder umgekehrt geändert worden tischen Codes, also Codes der obenerwähnten Art, sind. Diese Störeinfiüsse können durch. Symbole e0, bei denen die Generatorsequenz mit der ganzen e2, e4 usw. ausgedrückt werden, die den Einfluß der Zahl 1 beginnt, erscheinen die einzelnen Informa- 25 Störungen darstellen und im folgenden als Fehlertionskomponenten z0, z2, z4 usw. zu bestimmten Zeit- komponenten bezeichnet werden. Diese Fehlerkompunkten selbst im Nachrichtenstrom und außerdem ponenten haben den Wert 1, wenn das übertragene als Term in einer Vielzahl von Redundanz-Kompo- Bit geändert wurde, und den Wert 0, wenn bei der nenten. Bei solchen Codes bilden die Informations- Übertragung keine Änderung eingetreten ist. Während komponenten z0, z2, z4 usw. und die Redundanz-Kom- 30 der ungeraden Zeitintervalle werden die Redundanzponenten/?! (gleich ^1Z0), p3 (gleich g3i0 + gA), signale pir, p3T, p&r usw. empfangen, die durch Störes (gleich g5i0 + gsh + gih)> usw. zusammen die einflüsse entsprechend den Fehlerkomponenten e1} e3, digitalen Nachrichtenkomponenten des Stromes t; e5 usw. verändert worden sind. Das ganze empfangene 8i> 8s, 8b usw. können im binären Fall jeweils entweder Signal Tr kann dann durch die folgende Gleichung den Wert 1 oder den Wert 0 annehment welche g-Terme 35 ausgedrückt werden:
gleich 1 sind, hängt von dem im speziellen gewählten _
Code ab. Bei dieser mathematischen Behandlung lr — t + L· ^ ' .
werden die Operationen der Multiplikation und dabei ist t die Folge der Nachrichtenkomponenten Addition natürlich entsprechend der binären Arithme- und E die entsprechende Folge der Fehlerkompotik ausgeführt, und es ist 1-1 = 1, 1-0 = 0, 0-1 = 0 40 nenten e0, ex, e2 usw.; das Pluszeichen bedeutet eine und 0-0 = 0, ferner ist 1 · 1 = 0, 0 + 0 = 0 und Verknüpfung entsprechend der binären Modulo-2-Ad-1 + 0 = 0 + 1 = 1 entsprechend der sogenannten dition, wie sie oben erläutert wurde, es gelten also »Modul-Zwei «-Arithmetik.
Die Gleichung 3 ist die Operation, die vom Ver- 1 + 1 = 0, 1 + 0 = 0 + 1 = 1 und 0 + 0 = O.
schlüßler 2 mittels der oben beschriebenen Schal- 45 Die erste Funktion des Entschlüßlers 4 besteht tungsanordnung durchgeführt wird. Die Leitung gx' darin, die während gerader Zeitintervalle empfangenen dient zur Zuführung der ursprünglichen Eingangsbits Informationssymbole zor, /2r, iir usw. (mit den mögzur Addierstufe 19, wenn man annimmt, daß der liehen Fehlern e0, e2, e4 usw.) von den zwischen-Codewert gx = 1 ist. In entsprechender Weise werden geschalteten Zusatz- oder Redundanzsignalen zu durch die Leitungen gj, g9' und gu' die entsprechen- 50 trennen, also in diesem Falle von den Signalen, die den verzögerten Ausgangssignale von den Stufen 7, während der ungeraden Zeitintervalle auftreten. Dies 9 bzw. 11 der Addierstufe 19 zugeführt, wenn die wird durch einen Umschalter 6 bewirkt, der mit der Codewerte g7, ga und gu gleich 1 sind. Über die Taktfrequenz arbeitet und die aufeinanderfolgend Leitungen g3' und g5' werden keine Signale zugeführt, empfangenen Signale abwechselnd Leitungen 8 und wenn die Codewerte g3 und g5 jeweils 0 sind, so daß 55 10 zuführt, der ersteren die während der geraden und diese Leitungen als unterbrochen angesehen werden der letzteren die während der ungeraden Zeitintervalle können. Eine eine Verzögerung um eine Zeiteinheit eintreffenden Signale.
bewirkende zusätzliche Verzögerungseinheit 21 zwi- Die Informationssignale der geraden Zeitintervalle
sehen dem Ausgang der Addierstufe 19 und dem werden vorzugsweise in eine Schaltungsanordnung einen Eingang des Verknüpfungsgliedes 15 werden 60 eingespeist, die praktisch ein Abbild der ursprüngdie Zusatz- oder Redundanzsignale an den ungeraden liehen Schieberegister-Verschlüßlungsschaltung 3-5-7-Zeitintervallen zwischen /0 und z'2, Z2 und Z4, z'4 und /6, 9-11-19-21 ist und daher mit denselben Bezugszeichen, /e und Z8, z8 und Z10, z'lo und Z12 zugeführt. Wenn also denen ein Akzent angehängt ist, bezeichnet sind, Z0 = 1 und alle anderen Signalbits 0 sind, ist das nämlich 3'-5'-7'-9'-ll'-19'-21'. Die Leitungen ^1" bis Ausgangssignal der um eine einzige Zeiteinheit ver- 65 gu" entsprechen den Leitungen #/ bis gn' des Verzögernden Stufe 21 zu den Zeitpunkten D1, W D9 schlüßlers 2, die Leitungen g3" und g5" können bei und D11 eine Eins. Das Ausgangssignal des Verschluß- dem dargestellten Beispiel fehlen oder als unterlers vom Verknüpfungsglied 15 ist in diesem Falle: brochen angesehen werden.
9 10
Wenn keine Fehler E aufgetreten sind, ist das Aus- chungssystem als Gruppe von Paritätsprüfungen (oder gangssignal der eine Zeiteinheit verzögernden Stufe 21' allgemeiner Teillösungen), die in eQ orthogonal ist. natürlich gleich den Zusatz- oder Redundanzsignalen Im allgemeinen reicht ein bezüglich e0 orthogonaler
der ungeraden Zeitintervalle, die als »simulierte Re- Satz mit j Paritätsgleichungen aus, e0 richtig zu bedundanzsignale« bezeichnet werden sollen. Das Aus- 5 stimmen, wenn nicht mehr als j/2 Fehler auftreten, gangssignal der Stufe 21' gelangt über eine Leitung 12 Wenn das obige System das Erkennen von JV
zu einer Addierstufe 14, der außerdem über eine Fehlern ermöglicht, können (J — JV) /2 Fehlerkorri-Leitung 10 die während der ungeraden Zeitintervalle giert werden, wie noch erklärt wird. In solchen Fällen auftretenden Redundanzsignale der Nachricht direkt .. ,. ^ , 1 [J+ N Λ , ,
zugeführt werden. Das Ausgangssignal der Addier- xo «* die **&i:e0 = 1, wenn (-^-+ l) oder mehr stufe 14 auf der Leitung 16 ist also immer 0, wenn die der j Gleichungen den Wert 1 ergeben, wohingegen übertragenen Redundanz- und Informationssymbol- e0 = 0 ist, wenn (J — JV)/2 oder weniger Gleichungen signale keine Fehlerkomponenten enthalten. Es wird den Wert 1 ergeben; anderenfalls ist ein zwar erkennin der Literatur (Peterson, e. c. S. 290) als barer, jedoch nicht mehr korrigierbarer Fehler aufge- »Korrektor« bezeichnet und kann durch das Produkt 15 treten.
der Fehlerkomponenten der geraden Zeitintervalle Bei dem System der F i g. 1 ist für das dargestellte
und der Generator- oder Codesequenz (Gleichung 2) Beispiel eine Schaltung vorgesehen, die feststellt, ob plus die gesamte Störungssequenz während der un- drei oder mehr der Gleichungen (8) den Wert 1 haben, geradzahligen Zeitintervalle dargestellt werden, da Hierzu wird das Ausgangssignal auf der Leitung 16 ein Ausgangssignal auf der Leitung 16 nur auf Stö- 20 einer weiteren Schieberegisterbank zugeführt, die um rungssignalen beruhen kann. Es kann gezeigt werden, zwei Zeiteinheiten verzögernde Stufen 3", 5", 7", 9" daß die Fehlersignalkomponenten S des Ausgangs- und 11" enthalten. In die Eingänge der Stufen 3", 5" signals zu den ungeradzahligen Zeitintervallen die und 7" sind Addierstufen 20, 22 bzw. 24 eingeschaltet, folgenden Gruppen enthalten: die zur Rückstellung dienen, worauf noch näher ein-
25 gegangen wird.
S1 = gxe0 + elt Beim elften Zeitintervall ist das Fehlersignal S1 am
S = s e +se -Ve Ausgang 26 der Stufe 11", das Fehlersignal S3 am
3 Ss 0-r gi 2-r .3» Ausgang 28 der Stufe 9", das Fehlersignal S7 am
Sf, = g6e0 + g3e2 -V g^i + e5, Ausgang 30 der Stufe 5", das Fehlersignal S9 am
gsez + gtfi + gies + e7> 3° Ausgang 32 der Stufe 3" und des Fehlersignals S11
am Ausgang 16 der Addierstufe 14 angelangt. Diese
JsPt + g-ißs + e9, Signale S1, S3, S7, S9 und S11 entsprechen allen
g5ee + g3e8 Fehlern im Gleichungssystem (8). Das Signal S1, das
+ en (6) durch die erste Gleichung des Systems (8) dargestellt
35 wird, wird über die Leitung 26 einem Kreis 36, der Da bei dem oben angeführten Beispiel g1 = 1, durch ein Schwellwertsignal gesteuert wird, zugeführt. £3 = gs — 0 und g7 — g9 = gn = 1 sind, reduziert Das durch die zweite Gleichung des Systems (8) darsich das Gleichungssystem (6) auf: gestellte Signal S3 + S9 wird dadurch gebildet, daß
die Leitungen 32, 28 an eine weitere Addierstufe 38
S1 = e0-V elt 40 angeschlossen sind, deren Ausgang 39 mit dem Kreis
c _ e ι ο 36 verbunden ist. Die Signale S7 und S11 entsprechend
3 2 3> der dritten bzw. vierten Gleichung des Systems (8)
£5 = £4 + e5> werden dem Kreis 36 durch die Leitung 30 bzw. 34
S7 = e0 -V ee -j- e7, zugeführt. Die Schwellwertspannung des Kreises 36
_ ' 45 wird so eingestellt, daß auf der Ausgangsleitung 40
ώ9 — eo + e2 + ea + e9> eine 1 auftritt, wenn an mindestens dreien der oben-
Sn= eo + e2 + ei + eio + en (J) erwähnten Eingänge eine 1 liegt. Das Ausgangs
signal auf der Leitung 40, das als Lösungssignal be-
Diese Sequenz kann als Folge von Paritätsprüfungen zeichnet werden soll, liefert also die entschlüsselte bezeichnet werden, wie noch gezeigt werden wird. 50 Abschätzung des Wertes des Fehlersignals e0 entspre-Es können nun folgende vier Gleichungen abgeleitet chend der oben beschriebenen Regel, es wird beim werden: elften Zeitintervall einer weiteren Addierstufe 27 zu
geführt. Durch eine mit dem Ausgang der Stufe 11'
S1 = 60 + ei> verbundene Stufe 23, die eine Verzögerung um eine
S3 -f. S9 = e0 + e3 + es + e9, 55 Zeiteinheit bewirkt, wird auf der Leitung 25 während
— 4_ _i_ ' ^es gleichen elften Zeitintervalles das erste empfangene
ώ7 — eo + e6 + £7» Informationssymbolsignal /or erzeugt. Dieses Infor-
S11= eo + e2 + £4 + e10 + ^11 (8) mationssignal wird ebenfalls der Addierstufe 27 zu
geführt, in der das Informationssignal /or, das gleich
Diese vier Gleichungen haben die Eigenschaften, 60 i0 + e0 ist, und der ermittelte Wert von e0 addiert daß e0 in jede Gleichung eingeht und daß keine werden. Durch diese Addition fällt e0 heraus, und andere Fehlerkomponente in mehr als einer Gleichung das Informationssignal wird von 1 in 0 oder von 0 vorkommt. Hieraus folgt, daß man e0 richtig bestim- in 1 geändert, wenn das Fehlerausgangssignal auf der men kann, wenn in den elf Symbolen des Gleichungs- Leitung 40 anzeigt, daß durch Rauschen oder andere systems nicht mehr als zwei Fehler vorhanden sind. 65 Faktoren bei der Übertragung des Informationssym-Es gilt die Regel, daß e0 = 1 ist, wenn drei oder mehr bols /or ein Fehler aufgetreten ist. Entsprechendes gilt der Gleichungen des Systems (8) den Wert 1 haben, auch für die folgenden Informationssymbolsignale, sonst ist e00. Man bezeichnet ein solches Glei- Wenn ein solcher Fehler ermittelt und korrigiert
worden ist, müssen die Addierstufen 20,22, 24 zurückgestellt werden, um die e0-Komponente herauszuaddieren, die als Term in den gespeicherten Paritätskontrollsignalen S9, S7 und Sn verblieben ist, so daß sie in der Lage sind, weitere Fehler anzuzeigen. Dies wird durch eine Rückführung des Signals e0 von der Leitung 40 über eine Leitung 40' zu allen Addierstufen 20, 22, 24 bewirkt, wodurch diese in den Zustand vor der Ermittlung des vorherigen Fehlers zurückgestellt werden, d. h., das Signal e0 wird beseitigt, und die Schaltungsanordnung kann bezüglich des nächsten Informationssymbolsignals z2r so arbeiten, als ob dies das allererste Signal zor wäre. Da nicht alle Gleichungen des Systems (8) dieselbe Anzahl von Fehlersignalkomponenten oder -termen aufweisen, gewährleisten die längeren Gleichungen mit größerer Wahrscheinlichkeit eine Fehleranzeige als die kürzeren Gleichungen mit weniger Termen. Man kann daher den diesen Gleichungen entsprechenden Ausgangssignalen verschiedenes Gewicht geben, z. B. durch Potentiometer, Spannungsteiler od. dgl., wie sie bei 22', 30', 39' und 34' in F i g. 2 dargestellt sind, so daß die Wahrscheinlichkeit von Fehlerausgangssignalen bei allen Gleichungen ungefähr gleich wird. Bei dem dargestellten Beispiel wird man den einzelnen Signalen folgendes Gewicht geben:
nehmen. Ein etwas allgemeinerer Ausdruck für die einzelnen Gleichungen des Systems (8) kann folgendermaßen formuliert werden, wie in Verbindung mit der ^-Gleichung gezeigt wird:
Si = e0 + ex(z0 + e0) + (im 1. Zeitintervall gesendetes Signal + ej)
= hr + (im 1. Zeitintervall empfangenes Signal). (9)
Wenn z0 das im ersten Zeitintervall (Zeitpunkt 1) übertragene Signal ist und wenn ior von S1 abgezogen wird, erhält man die folgende Gleichung:
(S1 - for) = -Z0 +
Ausgangsleitung
26
30
39
34
Einjustierung des Gewichtes
Potentiometer 26' —1,00
Potentiometer 30' — 0,75
Potentiometer 39' — 0,60
Potentiometer 34' — 0,50 Eine Subtraktion modulo 2 von zor entspricht einer Addition modulo 2, so daß im binären Fall in Gleichung (10) auch geschrieben werden kann
S1 + kr = /0 + ei oder S1 — iOr = -Z0 + *i-
Aus denselben Gründen reduziert sich der Rest der Gleichungen (8) zu:
0^3 ~r S9 — Igr) = Ό "T" &z βS ~T~ ^9j
(S7 — ν) = -Z0 + <?6 + *7>
(S11 - ior) = -I0 + <?2 + et + e10 + eu (11)
30 Und schließlich
ior = io + eo
(12)
Die angegebene Folge für die Gewichte der einzelnen Signale gilt für den Fall, daß die Wahrscheinlichkeit von störungsbedingten Veränderungen bei jedem einzelnen Nachrichtensignal gleich 1J16 ist und daß der Schwellwert des Kreises auf eine Spannung eingestellt ist, die, bezogen auf die oben angegebene Einjustierung der Potentiometer, den Wert 1,92 hat.
Als Schwellwertkreis können irgendwelche aus der Technik der Analog- oder Digitalrechner bekannte Schaltungsanordnungen verwendet werden. Bei Rechenanlagen wird der Entwurf von Schwellwertkreisen gewöhnlich durch die Forderung kompliziert, daß zwischen bestimmten nur wenig oberhalb des Schwellwertes und bestimmten nur wenig unterhalb des Schwellwertes liegenden Eingangssignalen unterschieden werden muß. Eine vorteilhafte Eigenschaft der Erfindung besteht darin, daß bei solchen kritischen Fällen die Wahrscheinlichkeit eines Entschlüßlungsfehlers annähernd V2 ist> so daß die Entschlüsselung nicht wesentlich dadurch verschlechtert wird, wenn der Schwellwertkreis in einem solchen Falle falsch anspricht. Es können also relativ einfache Schaltungsanordnungen verwendet werden, wie sie in Handbüchern über Analoganlagen beschrieben sind, gute Beispiele finden sich z.B. bei Korn u. Korn, »Analoge Computers« und GeorgeA. Philbrick, Research Associates, Inc., »Application Manual für K-2 Series«.
Anstatt die Funktion des Verschlüsselungs-Schieberegisters durch die Stufen 3', 5', 7' usw. nachzubilden, kann man sich eines modifizierten Entschlüßlers bedienen, in dem direkt orthogonale Teillösungssignale erzeugt werden, die jeweils den Wert der Informationskomponente i0 bei fehlerfreier Nachricht an-Die Größen auf der linken Seite dieses Gleichungssystems stellen also einen Satz von in z0 orthogonalen Teillösungssignalen dar, da z'o in allen Gleichungen auf der rechten Seite vorkommt. Man sieht, daß man alle fünf Gleichungen (10), (11) und (12) durch Addition der empfangenen Signale entsprechend den in den jeweiligen Gleichungen erscheinenden Fehlersignalen erhalten kann. So ist z. B. (S1 — zor) gleich dem empfangenen Bitpir im Zeitpunkt 1.
Da die Teillösungen (S — Z0) bei fehlerfreier Übertragung immer gleich Z0 sind, stellen sie Kriterien für den richtigen Wert von z0 dar, und diese Kriterien werden durch eine Schwellwertanordnung so ausgewertet, daß das Lösungssignal auch dann richtig ist, wenn sich ein Kriterium von den anderen unterscheidet. Man bildet hierzu die fünf Gleichungen (10), (11) und (12) in der in F i g. 3 dargestellten Schaltungsanordnung, in der Bestandteile, die denen der F i g. 1 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen wurden. Die Abschätzung im Ausgang 40 der Schwellwertanordnung 36 stellt nun die entschlüsselte Abschätzung von Z0 dar. Signale entsprechend der Gleichung (10) werden über eine Leitung 26 von der letzten Verzögerungsstufe 11" zugeführt. Das (S3 + S9- /or) Eingangssignal entsprechend der ersten Gleichung in (11) wird der Schaltungsanordnung 36 dadurch zugeführt, daß der Ausgang 28 der Stufe 9" zusammen mit dem Ausgang 32 der Stufe 3" (zur Zufuhr von e3 und ee) und einem weiteren Ausgang 41 der Stufe 3' (die es liefert) der Addierstufe 38 zugeführt wird. Das (S7zor) Eingangssignal entsprechend der zweiten Gleichung in (11) wird bei 48 durch eine Addierstufe 46 zugeführt, die durch eine Leitung 43 von der Stufe 5" mit e7 und durch eine Leitung 45
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von der Stufe 5' mit e6 gespeist wird. Das (S11 — ior)- Die Überwachung des Entschlüsselungsvorganges Signal wird über eine Leitung 44' von einer Addier- auf eine Überschreitung der Fehlerkorrektionskapastufe 44 zugeführt, die durch eine Leitung 47 von zität des Entschlüßlers kann auf verschiedene Weise der Stufe 9' mit e0, durch eine Leitung 49 von der erfolgen. Eine Möglichkeit besteht darin, die Anzahl Stufe T mit e4, durch eine Leitung 42 von einer eine 5 der im Signalstrom ermittelten Fehler zu zählen, Verzögerung um eine Zeiteinheit einführenden Ver- d. h. die Anzahl der Symbole, die bei der Entschlüssezögerungsschaltung 21' mit e10 und durch eine Leitung lung geändert werden, und einen Alarm auszulösen, 34 von der Leitung 10 mit en gespeist wird. Das der wenn die Anzahl der Fehler größer wird, als der EntGleichung (12) entsprechende Signal wird über eine schlüßlungsvorgang verarbeiten kann. Hierbei sollen Leitung 49' von der letzten Verzögerungsstufe 11' zu- io sowohl die Fehler in den Redundanzsignalen als auch geführt. die Fehler in den Informationssignalen gezählt werden.
Der Schwellwert des Kreises 36 wird in diesem Falle Bei sehr hohen Anforderungen an die Zuverlässigauf den 2,5-fachen Wert eines einzelnen Eingangs- keit einer Zweiwegübertragung kann man Fehler in signales eingestellt, so daß keine Zweideutigkeit ent- der Entschlüsselung nach einer kleinen Anzahl nachstehen kann, die Schaltungsanordnung liefert am 15 folgender Entschlüsselungsvorgänge dadurch fest-Ausgang 40 eine 1, wenn drei oder mehr Eingangs- stellen, daß man die durch den Entschlüßler gespeisignale 1 sind. cherten Signale durch ein Mittel ergänzt, wobei sich
Auch bei der in F i g. 3 dargestellten Schaltungs- die Ergänzungen so lange herausaddieren, wie die anordnung kann eine Bewertung vorgenommen wer- Entscheidung der Schwellwertanordnung richtig ist. den, d. h., man kann den einzelnen Signalen verschie- 20 Ist sie unrichtig, so ändern die statistischen Werte die dene Gewichte beilegen, wie sie oben angegeben worden Teillösungssignale in den nachfolgenden Entschlüßsind. Der der letzten Gleichung (12) entsprechende lungsvorgängen, so daß bei der Entschlüsselung zuEingang, der über die Leitung 49 zugeführt wird, sätzliche, in der Praxis nicht vorhandene Fehler anerhält in diesem Falle das Gewicht 1, und die Schwell- gezeigt werden. Hierdurch werden kaskadenartig wertspannung der Schaltungsanordnung 36 erhält auch 25 weitere willkürliche Signale addiert. Eine einmalige bei dieser Arbeitsweise den oben angegebenen Wert. Überschreitung der Kapazität des Entschlüßlers
Da der Entschlüßler in F i g. 1 ein Abbild des Ver- äußert sich daher durch das Auftreten einer großen schlüßlers darstellt, kann man ihn durch äußerst ein- Anzahl von Korrekturen, die der Entschlüßler faches Umschalten auch als Verschlüßler arbeiten während einer kurzen Zeitspanne der empfangenen lassen. Wie F i g. 4 zeigt, schaltet man hierzu in die 30 Signale ausführt, und die Anzahl der Fehler übersteigt Leitungen 8 und 11, die an den Umschalter 6 ange- die Korrekturkapazität des Entschlüßlers, was zur schlossen sind, Schalter ein. Die Leitung 8 wird durch Störungsanzeige und/oder automatischen Wiederdas Schalten nicht unterbrochen, sie hat also immer holung der Übertragung oder eines Teiles der ÜberDurchgang, während die Leitung 10 beim Verschlüs- tragung u. dgl. ausgenutzt werden kann,
sein unterbrochen wird. Der Schalter ist schematisch 35 F i g. 5 zeigt eine bevorzugte Ausfuhrungsform durch Schaltarme 90, 94 dargestellt. Wenn die An- einer Einrichtung, bei der eine statistische Ergänzung Ordnung beim Empfangen als Entschlüßler arbeitet, stattfindet, um bei Decodierfehlern eine schnelle liegt der Schaltarm 90 an einem Kontaktstück 91 Störungsanzeige zu gewährleisten, und die beispielsan, und der Kontaktarm 94 stellt eine Verbindung zu weise für den in Verbindung mit F i g. 1 erläuterten einem Kontaktstück 95, das mit der Addierstufe 14 40 (2,1)-Code mit der Beeinflussungslänge 12 ausgelegt verbunden ist, her, so daß die Anordnung in der oben ist. Der Entschlüßler 4' enthält eine sechsstufige beschriebenen Weise arbeitet. Um die Anordnung Schieberegisterkette A zusätzlich zu der ursprüngbeim Senden auf Verschlüsseln umzuschalten, werden liehen Schieberegisterkette 3'-5'-7'-9'-ll', der Verdie Schalter umgelegt, und die Schaltarme 90, 94 schlüßler und der Entschlüßler sind identisch. Eine liegen an Kontaktstücken 92 bzw. 96 an, wie aus- 45 kleine Abweichung von dem in F i g. 1 dargestellten gezogen dargestellt ist. Das Kontaktstück 92 ist mit Ausführungsbeispiel besteht darin, daß die Informaeiner Leitung 1' bzw. einer Klemme 41 verbunden, tionssignale anstatt in der Nachbildungskette durch der die zu verschlüsselnden digitalen Informations- die Addierstufe 19' addiert, in der Stufe 21' um eine signale zugeführt werden. Das Kontaktstück 96 ist Zeiteinheit verzögert und dann zur Bildung der mit dem Ausgang der Stufe 19' verbunden, die eine 5° Paritätskontrollen zu den Redandanzsignalen addiert Addition modulo 2 ausführt. Die Informationssignale zu werden, nach Eintreffen auf der Leitung 8 um eine durchlaufen die Nachbildungsverschlüßler-Speicher- Zeiteinheit durch eine Schaltungsanordnung 21". verkette 3', 5', 7', 9', 11' und außerdem den Umschalter6. zögert werden, bevor sie der Informationsregisterkette Die Addierstufe 19' liefert Redundanzsignale, die dem zugeführt werden, und der Inhalt des Registers wird Umschalter 6 zugeführt werden, der als Diplexer für 55 durch Leitungen gj", g·,", g9" und gn" direkt der eine diese beiden Signalströme arbeitet und ein verschach- Addition modulo 2 ausführenden Addierstufe 14' teltes Ausgangssignal an der Leitung 17, das dann zugeführt, in der die Informationssignale und die übertragen werden kann, liefert. Redundanzsignale unter Bildung der Paritätskon-
Da der Möglichkeit, Fehler durch eine Schwellwert- trollen kombiniert werden. Sowohl das Informationsentschlüsselung zu korrigieren, immer eine obere 60 schieberegister als auch das Paritätsschieberegister Grenze gesetzt ist, die durch die Anzahl der Teil- werden alle zwei Zeiteinheiten einmal weitergeschaltet, lösungssignale bestimmt wird, die die Eingänge der Wie bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform Schwellwertschaltung steuern, ist es zweckmäßig, den werden die Paritätskontrollsignale über die Leitung 16 Entschlüsselungsvorgang auf eine Überschreitung der einem Paritätskontrollschieberegister 3", 5", 7", 9" Fehlerkorrektionskapazität zu überwachen. Dies ist 65 und 11" zugeführt, dabei ist jedoch eine Kette Ä' besonders bei einer sequentiellen Entschlüsselung mit sechs Schieberegisterstufen zwischen die Addiervon Bedeutung, da die Lösung für ein Signal in die stufe 14' und die erste Stufe 3" eingeschaltet, die an Lösungen nachfolgender Signale eingeht. der Schwellwertentschlüsselung teilnimmt. Die Re-
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gisterkette A' ist nicht mit der Schwellwertschaltung 36 beeinflussen, es hat sich jedoch herausgestellt, daß verbunden. Die Rückkopplung 40' von der Schwell- der Entschlüßler gewöhnlich rasch seinen normalen Wertanordnung 36 speist Addierstufen a', V und c', Betriebszustand wieder annimmt, wenn die Fehlerdie modulo 2 arbeiten, um bei normalem Betrieb die dichte wieder auf normale Werte abgesunken ist. Fehlerkomponenten der empfangenen Informations- 5 Möglichkeiten, den Inhalt der ^-Register auf Null signale, die bereits entschlüsselt worden sind, heraus- zurückzustellen, sind in der digitalen Schaltungstechnik zuaddieren, und die der Addierstufe 14' durch Lei- bekannt, so daß sich eine nähere Erläuterung erübrigt, tungen ga, gb und gc zugeführt werden, so daß die Ein ähnliches Verfahren kann auch immer dann an-
an der auf die Kette Ä folgenden Addierstufe 20 gewendet werden, wenn der Verschlüßler und Enteintreffenden Signale richtige Paritätskontrollen ent- io schlüßler erneut in Betrieb genommen und der Einfluß halten. Wenn die Fehlerkorrekturkapazität des Ent- früherer Signale ausgeschaltet werden soll. Dies ist schlüßlers überschritten wird und die Schwellwert- beispielsweise gewöhnlich der Fall, wenn die Überschaltung 36 an die Leitung 40 ein falsches Lösungs- tragungsanlage nach einer Betriebspause wieder ansignal liefert, addieren die den Addierstufen α, b und c gestellt wird. Andererseits können statt der Rückzugeführten Eingangssignale die Fehlerkomponente 15 stellung auch die Paritätskontrollregister sowohl im des Informationssignals, das entschlüsselt wird und Verschlüßler als auch im Entschlüßler mit einer Reihe über die Leitungen ga, gb und gc zugeführt wurde, von Nullen gefüllt werden.
nicht heraus, und die an der Addierstufe 20 eintref- Es wurde oben bereits erwähnt, daß eine wichtige
fenden Signale sind daher keine Paritätskontrollen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung darin befür die folgenden Informationssignale, sondern werden 20 steht, den Eingängen der Schwellwertschaltung verdurch die willkürlichen Signale auf der Rückkopp- schiedenes Gewicht beizulegen. Im folgenden sollen lungsleitung 40' ergänzt. Beim nachfolgenden Weiter- weitere Ausführungsbeispiele hierfür beschrieben werschalten des Entschlüßlers gelangt der Inhalt der den. Eine wichtige Möglichkeit besteht darin, eine Kette Ä in die Schieberegisterkette 3", 5", 7", 9" feste, jedoch verschiedenartige Wertung vorzunehmen, und 11", wodurch weitere Fehler in der Schwellwert- as um zu kompensieren, daß manche Teillösungssignale schaltung 36 entstehen, die über die Leitung 40' zu Summen modulo 2 von mehr Fehlerkomponenten als den Addierstufen α, b, c zurückgeführt werden, so andere sind, was z. B. dann der. Fall ist, wenn einige daß sich die Wirkung eines einzelnen Fehlers in kurzer der Teillösungssignale durch Zusammensetzen gebil-Zeit vervielfacht. An die Ausgangsleitung 40 der det werden. Durch vorherbestimmte ungleiche Wer-Schwellwertschaltung und den Ausgang einer Addier- 30 tungen haben die einzelnen Schwellwerteingänge dastufe 173 ist ein Zähler 170 angeschlossen, der die her einen verschiedenen Einfluß auf das Lösungssignal, Anzahl der durch den Entschlüßler ausgeführten je nachdem welche Wahrscheinlichkeit besteht, daß Korrekturen zählt und mit einer Schwellwertanord- die betreffende Teillösung richtig ist, so daß die Fähignung 176 zur Auslösung eines Alarmes verbunden ist. keil des Entschlüßlers, Fehler zu korrigieren, vergrö-Eine geeignete Regel, um ein fehlerhaftes Arbeiten 35 ßert wird. Bei dem in Verbindung mit F i g. 1 erwähnzu erkennen, ist bei der vorliegenden Entschlüßler- ten Code können beispielsweise durch die verschiedenschaltung beispielsweise, daß der Entschlüßler fehler- artige Bewertung mehr Korrekturen beim Auftreten haft gearbeitet hat, wenn während sechs aufeinander- von drei Fehlern in den Teillösungssignalen ausgefolgender Verschiebungen des Paritätsschieberegisters führt werden, als es bei einer gleichmäßigen Bewermehr als zwei Einsen gezählt werden. 40 tung möglich wäre.
Anstatt die Information zu wiederholen, kann man Wenn sich die Fehlerwahrscheinlichkeit in den
auch den Entschlüßler zurückstellen, so daß die empfangenen Ziffern mit der Zeit ändert, z. B. infolge Wahrscheinlichkeit verringert wird, daß frühere fehler- wechselnder Rauschverhältnisse oder anderer Parahafte Lösungen weiter verwendet werden und weitere meter des Übertragungskanals, kann man bestimmte fehlerhafte Lösungen zur Folge haben. Eine einfache 45 Daten, z. B. Signale entsprechend der Empfangsfeld-Möglichkeit besteht bei einer Entschlüßlung des Typs I stärke, zur Abschätzung von Änderungen der Fehlerdarin, den ganzen Inhalt des Paritätskontrollregisters Wahrscheinlichkeit für die einzelnen empfangenen auf Null zu stellen, wenn ein Fehleralarm ausgelöst Signale verwenden. In solchen Fällen kann man dann wird, der Inhalt des Informationssignalregisters bleibt Schaltungsanordnungen bauen, durch die das Gedagegen, erhalten und man läßt den Entschlüßler 5° wicht der einzelnen Teillösungssignale entsprechend weiterarbeiten. Die Eingänge der Schwellwertschaltung den Fehlerwahrscheinlichkeiten der enthaltenen Nachbleiben dann unter dem Ansprechschwellwert, bis der richtensignale und der Schwellwert entsprechend ge-Entschlüßler so oft weitergeschaltet worden ist, daß steuert werden. Es kann gezeigt werden, daß der richneue Paritätskontrollsignale eingeschoben sind, wobei tige Wert für die einzelnen Gewichtsfaktoren gleich einige Fehler in den Informationssignalen, die sich bei 55 zweimal loge (1 — P)JP ist, dabei bedeutet P die der Rückstellung im Entschlüßler befanden, unkorri- Wahrscheinlichkeit, daß das Teillösungssignal wegen giert durchgelassen werden, eine Weiterübertragung der verschiedenen Fehlerwahrscheinlichkeiten der es dieser Fehler, die neue Fehler verursachen könnte, bildenden, empfangenen Nachrichtensignale eine falwird jedoch verhindert. Wenn der Entschlüßler nach sehe Anzeige liefert.
dem Rückstellen weiterarbeitet, sind die den Ent- 60 Ein besonders einfacher, jedoch in der Praxis wichschlüßler erreichenden Redundanzsignale nicht alle tiger Fall einer zeitlich veränderlichen Bewertung läßt gleich denen bei Beginn, da sie das volle g-Kom- sich auf einen binären Löschkanal anwenden. Bei plement der Inforniationssignalkomponenten enthal- einem solchen bekannten Kanal kann man offensichtten. Da jedoch die entsprechenden empfangenen In- lieh ein Signal, das nicht empfangen wurde, als Löformationssignale im Entschlüßler verbleiben, können 65 schung ansehen. Gemäß der Erfindung wird eine Aufdie Informationskomponenten herausaddiert werden. zeichnung der als Löschungen bezeichneten Signale Die Fehlerkomponenten dieser Signale sind zwar noch hergestellt, und für eine zeitlich veränderliche Bewervorhanden und können die Korrekturentscheidung tung wird angenommen, daß ein nicht gelöschtes Bit
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eine vernachlässigbar kleine Fehlerwahrscheinlichkeit führung der gewöhnlichen arithmetischen Addition hat, während ein gelöschtes Bit vollständig unsicher der Teillösungseingänge und zum Vergleich mit dem ist. Der Gewichtsfaktor für Teillösungssignale, die ein Schwellwert verwendet werden kann, gelöschtes Nachrichtensignal enthalten, wird daher mit Das ODER-Glied 115 in F i g. 6 liefert eine Kon-Null und der Gewichtsfaktor von Teillösungssignalen, 5 trolle der Arbeitsweise des Entschlüßlers. Seine Eindie keine gelöschten Nachrichtensignale außer den gänge sind die Ausgänge der UND-Glieder 103, 104, entschlüsselten Informationssignalen enthalten, wird 105 sowie die Leitung 105' zur Zuführung der Löschmit Eins festgelegt. Der Schwellwert ist Null, und jedes daten für die Teillösungssignale; ein weiteres Eineinzelne Teillösungssignal oder Paritätssignal, das gangssignal besteht aus dem Inhalt der Löschspeicherkein gelöschtes Signal enthält, bewirkt eine Über- io stufe He, die die Löschdaten für das Informatiorisschreitung des Schwellwertes. Die Gewichtsfaktoren signal, das entschlüsselt wird, enthält. Wenn der Auskönnen dadurch durch einfache UND-Glieder errech- gang des ODER-Gliedes 115 gleich Null ist, wird ein net werden, und als Schwellwertschaltung kann ein Fehleralarm ausgelöst. Eine Null tritt nämlich nur ODER-Glied dienen. F i g. 6 zeigt einen Entschlüßler dann im Ausgang auf, wenn sämtliche Teillösungsähnlich dem der F i g. 1, der zusätzlich Anordnungen 15 signale gelöschte Bits enthalten und das zu entschlüsenthält, um die Löschinformation wahrzunehmen und selnde Informationssignal selbst gelöscht ist. In diesem zu speichern, die Gewichtsfaktoren zu steuern und das Falle kann der Entschlüßler nicht entscheiden, welchen Lösungssignal zu errechnen. Eine Anordnung 6e Wert das zu entschlüsselnde Informationssignal hat. stellt fest, ob auf einer Leitung 17 e ungültige Signale Praktisch der gleiche Entschlüßler kann auch bei oder Löschungen eintreffen oder nicht und liefert digi- 20 einem Kanal verwendet werden, bei dem die Wahrtale Löschdaten an Leitungen 101 und 102 für In- scheinlichkeit, daß die nicht gelöschten Bits falsch formations- bzw. Redundanz-Signale. Eine erste sind, von Null verschieden, aber sehr klein ist. Wie Löschspeicherkette C1 enthält eine Stufe 21'", die eine F i g. 7 zeigt, besteht die einzige Änderung gegenüber Verzögerung um eine Zeiteinheit bewirkt und auf die der in F i g. 6 dargestellten Anordnung darin, daß eine Anzahl von Stufen folgt, die ausreicht, die Lösch- 25 das ODER-Glied 36' durch eine Schwellwertschaldaten für die Informationssignale 3', 5', 7', 9', 11' tung 36 e ersetzt ist, deren Ausgangssignal eine Eins innerhalb der Beeinflussungslänge zu speichern. Wenn ist, wenn die Anzahl der Einsen von den UND-Gliedurch die Anordnung 6e festgestellt wird, daß ein an- dern 107, 109, 111, 113 den Schwellwert gleich der kommendes Informationssignal gelöscht ist, liefert sie Hälfte der Anzahl der Einsen auf den Eingangseine Null an die Leitung 8, die durch die Stufe 21" 3° leitungen des ODER-Gliedes 115 ist, wie durch den um eine Zeiteinheit verzögert wird und dann in das Halbaddierer 36/ errechnet wird. Das ODER-Glied Informationsregister eingespeist wird, gleichzeitig wird 115 liefert wie bisher eine Anzeige, wenn die Wahrüber die Leitung 101 der Löschspeicherkette C1 eine scheinlichkeit besteht, daß der Entschlüßler fehler-NuIl zugeführt. Wenn keine Löschung auftritt, wird haft gearbeitet hat.
der empfangene Wert des Informationssignals, eine 35 Im folgenden sollen weitere Beispiele einer EntNull oder eine Eins der Leitung 8 zugeführt, während schlüsselung von rekurrenten Codes angegeben wergleichzeitig der Leitung 101 eine Eins zugeführt wird. den. Die Erfindung war oben am Beispiel eines zwei Eine entsprechende zweite Löschspeicherkette C2 ent- Fehler korrigierenden rekurrenten Codes mit der Behält so viele Stufen, wie nötig sind, um die Löschdaten einflussungslänge 12 und einer gleichen Anzahl von für die Redundanzsignale in der Beeinflussungslänge 4° Informations- und Paritätssignalen erläutert worden, zu speichern, und wenn die Löschung eines Redundanz- und bei der Beschreibung dieses Codes war angenomsignals wahrgenommen wird, erscheinen Nullen auf men worden, daß jedem Informations- oder Redunder Leitung 10 und der Leitung 102 zur Löschspeicher- danzsignal eine Zeiteinheit zugeordnet ist. Im f olkette C2, wenn jedoch keine Löschung vorkommt, wird genden werden nun einige Beispiele beschrieben, bei das empfangene Redundanzsignal der Leitung 10 zu- 45 denen eine etwas andere Darstellung der Codes vergeführt, während auf der Leitung 102 eine Eins er- wendet wird. Für den vorliegenden Zweck Soll als scheint. Die beiden Löschspeicherketten werden je- Zeiteinheit dasjenige Intervall definiert werden, wähweils nach zwei Zeiteinheiten um einen Schritt weiter- renddessen dem Verschlüßler eine Anzahl k0 von geschaltet. Die beiden Löschspeicherketten sind mit Informationssignalen zugeführt wird, und zwar je-UND-Gliedern (oder Multiplikatoren) 103, 104, 105 50 weils ein Signal jeder einzelnen der k0 Verschlüßlerverbunden, die den Signalbestandteilen von 1S11, S3 eingangsleitungen, während des gleichen Intervalles -f- S3 bzw. S7 entsprechen, mit der Ausnahme des liefert der Verschlüßler außerdem n0 Ausgangssignale, empfangenen Informationssignals, das entschlüsselt und zwar je eines auf jeder einzelnen der «0 Auswird, und die genannten Verknüpfungsglieder sind gangsleitungen; dies soll im folgenden als («0/fc0)-Verihrerseits mit UND-Gliedern 107, 109, 111 verbun- 55 hältnissystem bezeichnet werden. Bei allen rekurrenten den, denen außerdem Signale entsprechend S11, S3 Codes ist die Anzahl »0 der Ausgangssignale größer + S9 bzw. S7 zugeführt werden. Ein weiteres UND- als die Anzahl Ar0 der Eingangssignale, die ersten Glied 113 ist an den S1 entsprechenden Signalausgang Jc0 Ausgangssignale sind dieselben wie die k0 Einan die letzte Stufe der Löschspeicherkette C2 ange- gangssignale, und die restlichen (no-ko) Ausgangsschlossen, die das anfängliche Redundanzsignal reprä- 60 signale sind Redundanz- oder Paritätsbitsignale. Für sentiert. Die Ausgangssignale der UND-Glieder 107, Binärkode mit dem Verhältnis 2/1 ist k01 und 109, 111 und 113 werden einem ODER-Glied 36' zu- W0 = 2, und verwendet man zur Bezeichnung eines zur geführt, das an die Stelle der komplizierteren Schwell- Zeit/ auftretenden Signals das Symbol D^, so kann wertschaltung 36 in F i g. 1 tritt, da dies bei diesem man das ganze Ausgangssignal des Verschlüßlen foleinfachen Kanal möglich ist. Der Grund für diese Ver- 65 gendermaßen beschreiben: einfachung liegt darin, daß der Schwellwert immer
dann überschritten wird, wenn einer der Eingänge eine i0 + p0 + I1D1 -f- P1D1 + i2Ds
Eins ist, so daß ein einfaches ODER-Glied zur Aus- + p2Dz ... imDm + pmDm (13)
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Die Sequenz der Redundanzsignale P01P1D1^2D2... wird durch eine der Codieralgebra entsprechende Multiplikation der gesamten Informationssequenz Z02, Z1Z^1, i2Z>a . -. mit dem codeerzeugendea Polynom G
= So +
...gmD™ (14)
so erzeugt, daß p0 = Zogo, P1 = ^g1 + ^g0, p% = Z„gz + hgi + kg ο usw. werden.
Die Redundanzsequenzp0, P1D1 1, pzDz... kann durch ein Schieberegister mit m Speicherstufen erzeugt werden, das von den Informationssignalen durchlaufen wird. Als Eingänge für eine modulo 2 arbeitende Addierstufe stehen dann Verbindungen zum Eingang des Schieberegisters und zu den einzelnen Speicherstufen zur Verfügung, die den Gliedern g0 bis gm entsprechen. Jedes einzelne g kann den Wert Null annehmen, was bedeutet, daß der entsprechende Anschluß unterbrochen ist und das betreffende Signal nicht der modulo 2 arbeitenden Addierstufe zugeführt wird, während g = 1 bedeutet, daß der Anschluß vorhanden ist und das betreffende Signal in die Addierstufe eingespeist wird. Die Addierstufe erzeugt eine Summe modulo 2 der Informationssignale, die zu einer bestimmten Zeiteinheit gleichzeitig in den angeschlossenen Speicherstufen vorhanden sind. Da die Ausgangssignale aller Schieberegisterstufen im Zeitpunkt 0 gleich Null sind, wird zum Zeitpunkt 1 nur Z0, das Informationseingangssignal, das zu diesem Zeitpunkt auftritt, durch g0 zur Addierstufe geleitet, und das Ausgangssignal der Addierstufe, das Redundanzbit ^0, ist gleich Zogo. Zum Zeitpunkt 1 ist Z0 an den Ausgang der Stufe 1 weitergeschoben worden, und Z1 liegt an der Eingangsleitung an. Das Redundanzbit P1, das zum Zeitpunkt 1 durch die Addierstufe errechnet wird, ist dann also gleich Z0^1 + Z1^0. In entsprechender Weise ist das Redundanzbit zum Zeitpunkt m gleich Z0^1 + hgm^ ... im-igi + img0- Pm ist das letzte Bit in der Redundanzsequenz, dessen Wert durch Z0 beeinflußt wird, da das Schieberegister nur m Stufen enthält und Z0 beim nächsten Weiterschalten den Verschlüßler verläßt. Man sieht also, daß jedes einzelne Informationssymbol Z das Redundanzausgangssignal des Verschlüßlers während eines Intervalls von m + 1 Zeiteinheiten beeinflussen kann. Die gesamte Anzahl der Informations- und Redundanz-Signale, die durch den Verschlüßler während dieser m + 1 Zeitintervalle emittiert wird, wird als Beeinflussungslänge des Codes bezeichnet.
Der Entschlüßler empfängt die Folge der Informations- und Redundanzbits entsprechend Gleichung (13), nachdem sie Störeinflüssen ausgesetzt worden waren. Infolge des Einflusses der Störungen kann man jedes empfangene Signal (z. B. Zor oder por), aus einer binären Nachrichtenkomponente (entweder Informationssignal wie Z0 oder Redundanzsignal wie p0) und ■einer binären Fehlerkomponente (z. B. eo l oder eov) bestehend, ansehen. Der Entschlüßler soll nun eine Informationssignalfolge Z0, Z1D1... erzeugen, in der die Fehler e,,1, ^1*... eliminiert sind, oder er soll zumindest das Vorhandensein von Fehlern (ei = 1) in den empfangenen Informationssignalen feststellen.
Gemäß der Theorie der Paritätskontrolle können die Informationssignale durch den Entschlüßler unter Verwendung von g Verbindungen, die denen des Verschlüßlers gleichen, addiert werden, um simulierte Redundanzsignale zu erzeugen. Diese sind identisch mit p0>Px-.. mit der Ausnahme, daß sie die Fehlerkomponenten der sie bildenden Informationssignale enthalten, d. h. also das simulierte Redundanzsignal ^0S = (Ζ0 + <?0*)£·05,_ dann As = (Z0-Fe0O^i -f (Z1 -\-e^)g0. Diese simulierten oder nachgebildeten Redundanzsignale können modulo 2 zu den entsprechenden Originalredundanzsignalen addiert werden, um die Nachrichtenkomponenten zu eliminieren ίο (»herauszuaddieren«), wobei ein Ausgangssignal entsteht, das nur von den Fehlerkomponenten abhängt und daher als Summe von Fehlersignalen angesehen werden kann, z. B.
Pv + Pis = [(Jogi + hgo) + e0P)]
Wenn alle Nachrichtenkomponenten aus den empfangenen Redundanzsignalen herausaddiert sind, werden die resultierenden Fehlersummen mit S bezeichnet und »Paritätskontrollen« genannt. S0 kann im Entschlüßler errechnet werden, nachdem- seine Bestandteile (Zor und p0T) angekommen sind, und dasselbe gilt für alle anderen Paritätskontrollen.
F i g. 8 zeigt das Funktionsdiagramm eines Entschlüßlers für die Zeitdauer entsprechend der Beeinflussungslänge, beginnend mit dem Zeitpunkt 0. Die einzelnen waagerechten g Zeilen entsprechen jeweils zu den einzelnen Zeiteinheiten den Eingangssignalen eines Addierers, der aus diesen Eingangssignalen ein simultiertes Redundanzsignal ps bildet. Zur Vervollständigung einer Paritätskontrolle S werden die einzelnen ps zu den entsprechenden empfangenen Redundanzsignalen pr addiert. Die vertikale g-Spalte links stellt die gesamte Sequenz der g-Axischlüsse zwischen den Entschlüßler- oder Verschlüßler-Speicherstufen und der Redundanzbitaddierstufe dar, und man sieht, daß Z0 den ersten Anschluß am Kopf dieser Spalte erreicht und pro Zeiteinheit eine Spalte nach rechts wandelt, bis es schließlich zur Zeit m die letzte Stufe gm erreicht. Die zweite g-Spalte, die mit Zir überschrieben ist, beginnt eine Zeiteinheit unter der ersten Spalte und reicht nur bis zur Stufe gm-i, da I1D um eine Zeiteinheit gegenüber Z0 verzögert am Anschluß g0 eine Zeiteinheit nach Z0 ankommt und nachdem Z0 zum Anschluß ^1 weitergeschoben worden ist. Wie in der letzten Spalte bei der Zeiteinheit m dargestellt ist, erreicht imr die Addierstufe als Eingangssignal über den Anschluß g0, und die letzte Zeile des Paritätsdreiecks wird so gebildet.
In der Praxis sind nicht alle g-Anschlüsse gleich Eins, also durchverbunden, und sowohl die Wahl der g'{s sowie die Größe von m und das Codeverhältnis kjno sind für den speziellen Kode kennzeichnend. Wenn die Schaltungsanordnung so definiert ist, daß Z0 entschlüsselt wird, wird dadurch ein Entschlüßlungsschema für den gesamten Code definiert, da der Wert von ior, nachdem er entschlüsselt ist, zum herausaddieren der Einflüsse von Zor im Entschlüßler verwendet werden kann, so daß in der Praxis I1D das erste Signal im Entschlüßler wird und das Paritätsdreieck vollständig ist, wenn im ± iD"1+1 und /J7n+1 Dra+1 beim Entschlüßler eintreffen.
Die vorliegenden Entschlüßler für rekurrente Codes enthalten eine Schaltungsanordnung zum Errechnen eines ausgewählten Satzes von Signalsummen (S oder
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S — iOr) aus den Eingangssignalen des Entschlüßlers registerkette 3', T, 9' und 11', wobei nachgebildete-
entsprechend den folgenden Regeln: Redundanzsignaleps erzeugt wurden. Diese Signale-
Λ T , . , c „,. ,, ..... wurden dann in der Addierstufe 14 mit den entspre-,
1. Jede einzelne Summe muß dieselbe ausgewählte chenden Redundanzsignalen Pft die auf der Leitung 10·
Komponente des Informationssignais zor der Zeit- εΜ zu paritatSonträsignalen S addiert In
einheit 0, entweder die Informationskomponente z0 p . 9 k entsprechend annehmen, daß zu
oder die Feh komponente e„« enthalten und da- ^ Zeiteinheit die inforrnationssignale in' der ent,
her auch pruten, sprechenden Zeile des Dreiecks unter Bildung von ^8-
2-zrsparstääs ™r md τden st*?- TfVen
°r , . ίο Redundanzsignalen pr addiert werden, wobei die re-
Summen erscheinen, sultierende Fehlersignalsumme gespeichert wird. Selbst-
3. keine andere Informationskomponente ζ erscheint verständlich könne S n statt de|en P die Inforrnations..
lnaemaaziin d Redundanzsignale gespeichert werden, und man
4. kerne Fehlerkomponente irgendeines anderen Si- . kann dann auf eil alle Fehlersignalsummen bilden,, gnals erscheint m mehr als einer der Summen. i{j dies ^6 jedoch ^ ^^ größeren ^
Dieser Satz von Signalen wird als orthogonal in zor tungsaufwand bedingen.
bezeichnet. Wenn die Werte aller Fehlerkomponenten In F i g. 1 wurden in der Addierstufe 38 der Inin den Summen mit der Ausnahme der gewählten halt der Stufen 9" und 3" (die S1 bzw. S4 enthalten)· Komponente von zor gleich Null sind, haben sämtliche kombiniert, um gemäß der gewählten Bezeichnung ein dieser orthogonalen Signale den Binärwert der ge- 20 zusammengesetztes Teillösungssignal zu bilden,
wählten Komponente von zor. Da bei der Übertragung F i g. 9 zeigt, daß dasselbe Teillösungssignal S1 + Si oder Speicherung der Signale Fehler entstehen kön- durch eine Addition modulo 2 von Zeilen bei den Zeitnen, besteht mathematisch gesprochen die Wahr- einheiten 1 und 4 gebildet wird, wobei- Redundanzscheinlichkeit, daß manche Fehlerkomponenten ge- signale ^1 und/?4 und die entsprechenden Inform ationslegentlich gleich Eins sind. Gemäß der vorliegenden 25 signale addiert werden. F i g. 9 zeigt, daß weder die Erfindung wird durch eine Schwellwertanordnung je- Zeile S1 noch die Zeile S4 allein die Orthogonalitätsdes einzelne der Summensignale als Kriterium für den bedingung bezüglich S0, S3 und S5 erfüllen. Durch die wahrscheinlichen Wert der ausgewählten Komponente Summe modulo 2 von S1 und S4 fallen jedoch die mit von ior herangezogen, und die so verwendeten Sum- den anderen S-Signalen gemeinsamen Fehler heraus» mensignale werden als Teillösungssignale bezeichnet. 30 während e0* erscheint, so daß die angegebenen Regeln Es läßt sich zeigen, daß bei Verwendung von minde- erfüllt sind. Die Kreise in F i g. 9 geben die Zeilen an» stens drei Teillösungssignalen eines falsch sein kann in denen die verschiedenen Informationsfehlerkompound die Kriterien insgesamt, wenn sie durch eine ge- nenten erscheinen, und die Diagonalstriche geben das wohnliche Arithmetik addiert werden, trotzdem noch Fehlersignal an, das durch die Bildung des zusammendie richtige Lösung angeben können. Die einzelnen 35 gesetzten Teillösungssignals eliminiert wurde.
Teillösungssignale können gleiche Gewichte haben Bei dem Entschlüßler des Typs I gemäß F i g. 1 und, wie erwähnt, besteht eine Weiterbildung der Er- und 9 bestehen die Eingangssignale aus Paritätskonfindung darin, daß den Teillösungssignalen verschie- trollsignalen S, und die Schwellwertschaltung liefert dene Gewichte zugeordnet werden, um die Fehlerkor- als Ausgang den Wert der Fehlerkomponente ej. rektionskapazität zu vergrößern. Je mehr Teillösungs- 40 Diese Fehlerkomponente wird zu z"or addiert, so daß signale für eine gegebene Beeinflussungslänge erhalten ej herausfällt und als Ergebnis Z0* entsteht,
werden können, um so mehr Fehler des Wertes Eins Es folgt eine Tabelle von rekurrenten (2,1)-Codes können toleriert werden, ohne daß die Lösung falsch mit Angaben für die Entschlüßlerorthogonalisierungswird. schaltung. Die Spalte mit der Überschrift »Code
Bei der vorliegenden Entschlüsselungseinrichtung 45 g's = 1« gibt die g-Verbindungen an, die in der Parikann die Anzahl der Signale im System oder Satz tätsprüfschaltung der F i g. 9 durchgeschaltet sind, durch eine Schaltung wesentlich erhöht werden, die Der obere Index 2 bedeutet, daß die ^-Verbindungen bestimmte Paritätskontrollzeilen addiert, wobei zwei zur Bildung des Ausganges von der zweiten Leitung oder mehr Redundanzsignale und ihre entsprechenden des Verschlüßlers verwendet werden, bei diesen Codes Informationssignale zusammenaddiert werden. Dies 50 der Rate 1/2 ist selbstverständlich nur eine Redundanzerfolgt entsprechend dem oben angegebenen Regeln ausgangsleitung vorhanden. Die Spalte »Orthogo- und bewirkt eine wesentliche Erhöhung der Anzahl nalisierungsregeln« gibt die Anzahl der Paritätskonder der Schwellwertanordnung zugeführten Teil- trollzeilen an, die als Teillösungssignale dienen müssen, lösungssignale. Teillösungssignale, die zwei oder mehr die Angabe, daß zwei oder mehr Zeilen zusammen-Redundanzsignale enthalten, werden als zusammen- 55 addiert werden sollen, zeigt wie, die zusammengesetzgesetzte Teillösungssignale bezeichnet. ten Teillösungssignale gebildet werden. Die Spalte mit
Die Eignung des Paritätskontrolldreiecks zur Be- der Überschrift »J« gibt die Gesamtzahl der Teilschreibung eines erfindungsgemäßen Entschlüßlers lösungssignale an, die orthogonal bezüglich der Fehzeigt die Erläuterung des oben beschriebenen zwei lerkomponente von zor gebildet werden kann, und ent-Fehler korrigierenden Entschlüßlers an Hand von 60 spricht der Fehlerkorrekturkapazität des Codes. Die F i g. 9. Bei dem obenerwähnten Entschlüßler ent- Spalte mit der Überschrift »«£« gibt die Anzahl der sprachen die Verbindungen zwischen der Redundanz- Nachrichtensignale an, die bei der Bildung des Syaddierstufe und dem Entschlüßlereingang sowie den stems der orthogonalen Teillösungssignale eine Rolle Ausgängen der dritten, vierten und fünften Stufe des spielen, und in der Spalte »«λ« ist die Beeinflussungs-Entschlüßlerspeichers dem Wert Eins, entsprechend 65 länge des Codes angegeben. Die Spalte »R« gibt die der gewählten Bezeichnung sind also g0 = ga = g4 Coderate (n, k) an, und in der Spalte »wi« ist die er- = fs = l. In Fig. 1 diente die Addierstufe 19 zur forderliche Stufenzahl des Verschlüßlerspeichers anAddition der Informationssignale i von der Schiebe- gegeben.
Tabelle I
Code (0,1)2 Orthogonalisierungs-Regeln S 02,l2 . / nE nA R m
(0, 3, 4, 5)2 O2, 32, 42, 12 + 52 2 4 4 (2,1) 1 ■
(0, 6, 7, 9,
10, υ)2
02,62,72,92
I2 + 32 + 102, 42 + 82 + lla
4 11 12 (2/1) 5
(0,11,13,16, O2, II2,132,16», I72, 6 22 24 (2/1) 11
17,19, 20, 21)2 22 + 32 + 62 + 192, 42 + 142 + 202,
I2 + 52 + 82 + 152 + 212
8 37 44 (2/1) 21
(0,18,19,27,
28, 29, 30, 32,
33, 35)2
O2,182,192, 272, I2 + 92 + 282,
102 + 202 + 292, II2 + 302 + 312,
I32 + 212 + 232 + 322, Μ2 + 332 + 342,
22 + 32 + 162 + 242 + 262 + 352
(0, 26, 27, 39,
40, 41, 42, 44,
45, 47, 48, 51)2
O2, 262, 272, 392, I2 + 132 + 402,
142 + 282 + 412,152 + 422 + 432,
I72 + 292 + 312 + 442,182 + 452 + 462,
22 + 32 + 202 + 322 + 342 + 472,
212 + 352 + 482 + 492 + 502,
242 + 302 + 332 4- 362 + 382 + 512
10 56 72 (2/1) 35
12 79 104 (2/1) 51
Welchen Fortschritt die Verwendung von zusammengesetzten Teillösungssignalen mit sich bringt,-zeigt sofort ein Vergleich der obenstehenden Tabelle I mit der folgenden Tabelle II von selbstorthogonalen (2/l)-Codes. Ein selbstorthogonaler Code ist definitionsgemäß ein Code, bei dem alle Paritätskontrollen S, die Zor enthalten, ein orthogonales System von Teillösungssignalen bilden. Man beachte beispielsweise, daß bei Verwendung zusammengesetzter Teillösungssignale nur 51 Stufen im Verschlüßlerspeicher benötigt werden, um eine Fehlerkorrekturkapazität J = 12 zu erreichen, während bei einem selbstorthogonalen Code hierfür ein 118stufiges Verschlüßlerregister benötigt wird. Durch die Erfindung wird also der Schaltungsaufwand hinsichtlich der im Verschlüßler und Entschlüßler enthaltenen Speicherstufen ganz beträchtlich herabgesetzt.
Tabelle II
Code O2,12 J ItE Πα R m
O2,12, 32, 72 2 4 4 (2,1) 1
O2,12, 32, 72,122,
202
4 11 16 (2,1) 7
O2,12, 32, 72,122,
202, 302, 442
6 22 42 (2,1) 20
O2,12, 32, 72,122,
202,302,442,652,
80a
8 37 90 (2,1) 44
O2,12, 32, 72,122,
202, 302, 442, 652,
80», 962,1182
10 56 162 (2,1) 80
O2,12, 32, 72,122,
202, 302, 442, 652,
802, 962,1182,
I432,1772
12 79 238 (2,1) 118
14 106 356 (2,1) 177
Die angegebenen selbstorthogonalen Codes definieren eine gerade Anzahl J von Teillösungssignalen. In entsprechender Weise können auch Codes mit ungeradzahligem J gebildet werden.
F i g. 10 zeigt eine Entschlüßlerschaltung des Typs I in Anwendung auf einen (3,1)-Code mit der Beeinflussungslänge 24. Es werden Paritätskontrollzeilen der beiden Paritätsdreiecke addiert, um die zusammengesetzten Teillösungssignale S3! + ^^, 52 2 + 53 4 und S\ + S% + S\ + S\ zu bilden.
Es folgt eine Tabelle für rekurrente («0/1)-Codes, die Bezeichnungen entsprechen den vorangegangenen Tabellen, und die oberen Indizes in der ersten Spalte geben die Redundanzbitleitungen an, zu denen die ^--Angaben gehören. So bedeutet z.B. (O)2, daß g0 gleich Eins für die Ausgangsleitung Nr. 2, die erste Redundanzbitleitung, des Entschlüßlers ist. Die oberen Indizes in der zweiten Spalte geben das Paritätsdreieck an, zu dem die angegebene Zeile gehört, so bedeutet z. B. O2, daß die nullte Paritätskontrollreihe des Paritätsdreiecks für die Ausgangsleitung 2 genommen werden soll.
»und« in den letzten sechs Zeilen der Tabelle III bedeutet, daß der Code und die Orthogonalisierungsregeln bis auf die angegebenen Zusätze die gleichen sind wie bei dem vorangehenden Code.
Man kann sowohl k0 als auch n0 des Codes ändern. In Fig. 11 sind im ersten Paritätsdreieck G, gQ und gj gleich Eins, und im zweiten Paritätsdreieck sind H, h0 und h2 gleich Eins. Im Verschlüßler bildet die Summe ^0Z0 1 + A0Z0 2 das einzige Redundanzbit p0 3 zur Zeit Null, P1 3= gjp1 + goh1 + Vi2 und p2 a — Sih1 + Sah + ^o'*22 + ^2*'o2· Im Entschlüßler bilden die Informationsbits Z0 1, Z1 1 und Z2 1 auf der ersten Informationslinie den Eingang für das Paritätsdreieck G und die Informationssignale Z0 2, Z1 2 und Z2 2 auf der zweiten Informationslinie den Eingang für das Paritätsdreieck H. Die nachgebildeten Redundanzbits werden als Summen der entsprechenden Zeilen der beiden Paritätsdreiecke gebildet und zu den Redundanzsignalen pr derselben Zeiteinheit addiert, um Paritätskontrollen S zu bilden. Es ist ersichtlich, daß
S0 und S1 einen Satz von Teillösungssignalen bilden, der orthogonal in e0 11 ist, während S0 und S2 einen Satz von zwei Teillösungssignalen darstellen, der orthogonal in e0 i2 ist. Führt man diese beiden Sätze von Teillösungssignalen einzeln zwei Schwellwertschaltungen zu, so können die Werte von eo n und eo iZ errechnet und die richtigen Werte von Z0 1 und Z0 2 ermittelt werden.
Tabelle III
Code
g's=l
Orthogonalisierungs-Regeln S O2, O3 / nE nA R m
(0)2(0)3 O2, O3,12, 23 2 3 3 (3/1) 0
(0,1)2 (0, 2)3 O2, O3,12, 23,13 + 33, 22 + 43 4 7 9 (3/1) 2
(0,1)2 6 13 15 (3/1) 4
(0, 2, 3, 4)2 O2, O3,12 + I3, 4a, 52, 23 + 6\ 223,
(0, 4, 5, 6, 7, 9,12, 7 9 I 7 7 7 ■ 3 *»** j
72 +102 +1Ρ + n*
16 68 108 (3/1) 35
31)a 16,17, 30, 32 + 253, 33 + 53 + 92, 63 + 83 + 123,
73 + 142 + 172 + 182 + 183,
93 + 162 + I92 + 202 + 203,
Μ3 + 153 + 353,
123 + 213 + 282 + 3p + 322}
103 + 133 + 193 _|_ 263 + 293 + 302
(0,1, 22, 25, 35)3 O2, O3, O4, O5
(O)2 (O)3 (O)4 (0)s I2 + I4, I3 + I« 4 5 5 (5,1) 0
und (I)2 (I)« 22 4. 23, 24 + 25 6 9 10 (5,1) 1
und (2)2 (2)4 35, 32 + 33 8 13 15 (5,1) 2
und (3)2 (3)8 34 -f. 42 4. 4^ 565 43 _|_ 53 + 54 10 18 20 (5,1) 3
und (4)2 (5)4 (5)5 4s + 64 13 27 30 (5,1) 5
und (6)4 83, 52 + 63 + 72 + 74 14 30 35 (5,1) 6
und (δ)3 (7)4 16 37 45 (5,1) 8
Bei einem (5,3)-Code teilen sich drei Informationsleitungen in zwei Redundanzleitungen und bei einem (3,2)-Code in genau derselben Weise zwei Informationsleitungen in eine Redundanzleitung, jedoch ist hier eine aufwendigere Schaltung nötig, da Mehrfach-Paritätskontrollgleichungen erforderlich werden.
Die durch orthogonale Teillösungssignale ermöglichte Schwellwertentschlüßlung, die oben im einzelnen beschrieben worden ist, wird für die Praxis besonders wichtig, wenn sie auf diffuse Codes angewendet wird. Ein diffuser Verschlüßler ist dann eine Anordnung, bei der zwischen zwei oder mehreren der Code- oder ^-Anschlüsse, die die Informationssignale in die Redundanzsignale einführen, eine besonders lange Verzögerung stattfindet, und ein diffuser Entschlüßler ist eine Anordnung, die mit entsprechend langen Verzögerungen arbeitet. Durch die besonders langen Verzögerungen lassen sich Codes aufbauen, die außer der Fähigkeit, statistisch auftretende Fehler zu korrigieren, auch in der Lage sind, Fehlerbündel zu korrigieren, d. h. Signalgruppen, in denen die Fehlerhäufigkeit sehr hoch ist.
Eine als Fehlerbündel bezeichnete Fehlerhäufung tritt oft bei Übertragungen durch Hochfrequenz und Troposphären-Streuung während der Schwundperioden, in denen die Empfangsfeldstärke sehr klein wird, auf. Ähnliche Erscheinungen gibt es auch bei digitalen Telefonkreisen, bei denen zwischen sehr langen Perioden vernachlässigbarer Fehlerdichte gelegentlich Fehlerbündel auftreten, die viele Ziffern lang sind.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft daher auch Verschlüßler und Entschlüßler zur Fehlerkorrektion für solche Kanäle, die sich verwenden lassen, wenn Löschdaten zur Verfügung stehen, die das Auftreten eines Fehlerbündels, d. h. einer Periode hoher Fehlerdichte, anzeigen und oft bei Fading-Kanälen verfügbar sind, die Erfindung eignet sich jedoch auch für Fälle, bei denen keine solchen Löschdaten zur Verfügung stehen.
F i g. 12 zeigt ein Blockschaltbild eines speziellen, diffusen Verschlüßlers, der für einen Kanal bestimmt ist, bei dem eine Anzeige über die Fehlerhäufigkeit zur Verfügung steht. Eine nicht dargestellte Informationsquelle liefert einen Strom binärer Informationssignale i, die eine Kette 502 aus hintereinandergeschalteten Speicherelementen durchlaufen. Im dargestellten Zeitpunkt hat das Informationssignal in gerade das erste Speicherelement erreicht, das Informationssignal in-i ist bereits in das zweite Speicherelement verschoben worden, und das Informationsbit Z1 hat das letzte Speicherelement erreicht. Die Speicherkette 502 enthält ein Element T für eine ausgedehntere Verzögerung, deren Länge η — 4 beträgt und die hunderte oder sogar hunderttausende von Zeitintervallen lang sein kann. Das Element für die ausgdehnte Verzögerung kann die verschiedensten Formen annehmen, es kann beispielsweise ein Schieberegister mit einer bestimmten Stufenzahl sein oder ein eine bestimmte Zeitspanne einführendes Verzögerungsglied, z. B. ein magnetostriktives Element. Das Element T enthält auf alle Fälle zu jedem Zeitpunkt einen Strom aus den η — 4-Signalen, die ihm während der vorangegangenen Intervalle zugeführt wurden, und es liefert jeweils das Signal, das η — 4 Intervalle vorher eingetroffen war.
Eine modulo 2 arbeitende Addierstufe 519 bildet
die Summe aus den Informationssignalen, die sich auf
27 28
denjenigen Plätzen befinden, die in dem dargestellten nicht von den tatsächlichen Werten der übertragenen Augenblick von den Signalen Z1, ins, z«-2 und in ein- Informations- und Paritätsziffern abhängen und daß genommen werden; die betreffenden Eingangssignale in die S-Werte nur Signale in der Nähe des Anfangs werden der Addierstufe über Anschlüsse glf gn-z, und des Endes der gesamten Beeinfiussungslänge des gn-2 und gn zugeführt, und die resultierende Summe 5 Codes eingehen.
modulo 2 ist das in entsprechende Redundanz- Der richtige Wert von zir kann nun dadurch be-
signalpn, das der folgenden Gleichung genügt: stimmt werden, daß man die vier S-Werte untersucht,
dies geschieht folgendermaßen:
Pn = in + ins + tns + h ■ a) Keine Löschungen: Eine Betrachtung der Glei-
In dem dargestellten Augenblick stehen sowohl in io chungen zeigt, daß die Schwellwertschaltung 36/ als auch pn zur Übertragung über den betreffenden den Wert Z1 richtig ermittelt, wenn in den Ziffern, die Kanal zur Verfügung. in den vier Teillösungssignalen vorkommen, nicht
F i g. 13 zeigt einen Entschlüßler, dem der aus den mehr als zwei Fehler vorhanden sind. Die Leistungs-Informations- und Redundanzsignalen bestehende fähigkeit des Codes, statistische Fehler in Abwesenheit Strom nach der Übertragung zugeführt wird. Bei der 15 einer Löschung zu korrigieren, ist daher beträchtlich. Übertragung sind unter Umständen manche Signale b) Löschung am Eingang: Wenn fn eine Anzeige
geändert worden, und der Index r zeigt an, daß die Si- einer Löschung oder eines Schwundes enthält, begnale einen Fehler enthalten können, es ist also deutet dies, daß die Fehlerwahrscheinlichkeit bei den hr — h + ei und pir = P1 + e^, wie bereits früher anderen Signalen, deren Index nahe η liegt, groß ist. erläutert wurde. 20 In diesem Fall wird durch die Löschdaten fn bewirkt,
Im Empfänger wird zusätzlich zu dem empfangenen daß die Schwellwertanordnung 36/ nur die Werte der Strom aus Informations- und Redundanzsignalen Teillösungssignale S1 und S3 berücksichtigt, und der durch einen Lösch- oder Schwunddetektor 520 ein Schwellwert, mit dem diese Signale verglichen werden, Signal erzeugt, das anzeigt, ob die Wahrscheinlichkeit wird so geändert, daß zir geändert wird, wenn beide besteht, daß ein bestimmtes Signal in dem empfange- 25 Teillösungssignale Eins sind, sonst nicht. Dies ist richnen Signalstrom fehlerhaft oder gelöscht ist. Ein sol- tig, solange höchstens ein e = 1 in den vier zu S1 ches Signal kann auf verschiedene Weise erzeugt wer- und S3 beitragenden Signalen vorhanden ist. den, bei einer Übertragung durch Troposphären- c) Schwund am Ausgang: Wenn irgendeine der
Streuung ist z. B. ein starkes Absinken der Empfangs- Löschziffern fu /3, /4 eine Schwund- oder Löschfeldstärke des Trägersignals gleichbedeutend mit einer 3° anzeige enthält, bedeutet dies, daß die Fehlerwahrhohen Fehlerwahrscheinlichkeit. Die Empfangsfeld- scheinlichkeit bei den Signalen mit Indizes in der Nähe stärke kann in üblicher Weise durch eine Schwundregel- von 1 hoch ist. In diesem Falle wertet die Schwellwertschaltung gemessen werden. anordnung nur Sn aus und ändert z"ir, wenn Sn = 1 ist, Der Entschlüßler enthält zwei Ketten aus hinter- während sonst keine Änderung erfolgt. Die Enteinandergeschalteten Speicherelementen, nämlich eine 35 schlüsselung ist dann so lange richtig, als in den vier Kette 502', die der Kette 502 des Verschlüßlers gleicht Signalen mit Indizes in der Nähe von n, die in dem Teil- und mit den ankommenden Informationssignalen ge- lösungssignal Sn vorkommen, kein Fehler enthalten ist. speist wird, und eine reziprok aufgebaute Kette 504, Wenn bei der Entschlüßlung zir als falsch festgestellt die durch den Ausgang einer Addierstufe 519', die worden ist, bedeutet dies, daß die vier S-Werte, die in modulo 2 arbeitet, gespeist wird. Die Eingangssignale 40 die Entscheidungsschaltung eingehen, einen Term der Addierstufe 519' bestehen aus dem Satz der In- e-J = 1 enthalten, und dieser Term wird entfernt, so formationsbits zir, insr, in—a- und inr und dem empfan- daß er den nächsten Schritt, bei dem das Bit iv entgenen Paritätsbit pnDas Ausgangssignal der Addier- schlüsselt wird, nicht stört. Hierzu dient eine Rückstufe ist ein Teillösungssignal, in dem dargestellten stell- oder Rückkopplungsleitung 540', die an den AusAugenblick ist es Sn. Der Entschlüßler enthält noch 45 gang der Entscheidungseinrichtung 36/ angeschlossen eine weitere serienmäßig arbeitende Speicherkette 504', ist und außer einer Änderung von z'ir, wenn dieses in die Löschdaten / durch einen Detektor 520 ein- falsch war, auch bewirkt, daß die Werte von S3, S4 gespeist werden, dessen Ausgangssignal angibt, ob die und Sn geändert werden. Ohne diese Rückkopplung Fehlerwahrscheinlichkeit groß ist. ist die Fehlerkorrektionsfähigkeit des Entschlüßlers Die Aufgabe des Entschlüßlers der F i g. 13 ist 50 etwas schlechter, sie ist jedoch immer noch beträchtebenso wie die der anderen Ausführungsformen des lieh.
Typs I zu entscheiden, ob z'ir richtig oder falsch ist. Betrachtet man das Verhalten des Entschlüßlers als
Ist es falsch, so muß es korrigiert und nach rechts Ganzes, so sieht man, daß dieser nicht nur einen beweitergegeben werden, während das nächste Paar trächtlichen Anteil von statistischen Fehlern korrigie- in+ir und pn+xr eingespeist werden. Der Entschlüßler 55 ren kann, sondern auch in der Lage ist, ganze Folgen prüft dann z'ar auf Fehler; der Entschlüßlungsvorgang von durch Schwund oder Fehlergruppen ausgefallenen läuft folgendermaßen ab: Daten richtig zu ergänzen, wenn die Dauer der ge-
Man betrachte die Werte der Teillösungssignale S1, störten Folge nicht größer ist als n — A. Wenn die Stö-S3, S4 und Sn und nehme für den Augenblick an, daß rung länger dauert als η — 4 Zeiteinheiten, erfolgt eine vor z'ir keine Fehler aufgetreten sind. Es ist leicht ein- 60 Löschanzeige für beide Enden des Entschlüßlers, was zusehen, daß die verschiedenen S-Werte dann durch zur Auslösung eines Alarmes verwendet werden kann, den folgenden Satz von Gleichungen gegeben sind: Im Hinblick auf die allgemeinen Lehren bezüglich
j der Schwellwertentschlüßlung von rekurrenten Codes,
1I1 ~ ei i ~J_ ei t wie sie oben gegeben wurden, ist es möglich, äquiva-
c3 — % i e*i i e%i _L 6S lente Verschlüßler und Entschlüßler für andere
<? Z % i e| X4 i Ö44_ (1 (2,1)-Codes anzugeben, die eine verschiedene Leistungs-
Sn — ex + e ns + e ns + en + en . fähigkeit besitzen, statistische Fehler zu korrigieren,
Man beachte, daß die S-Werte nur von Fehlern und und entsprechende Anlagen können auch für Codes
29 30
anderer Rate angegeben werden. Der wesentliche Ge- wurde, soll die Zeitspanne bedeuten, während der ein danke besteht immer darin, an geeigneten Stellen des Eingangssignal oder eine Gruppe von Eingangs-Verschlüßlers und Entschlüßlers eine längere Verzö- Signalen eintreffen und Ausgangssignale vom Vergerung vorzusehen. schlüßler abgegeben werden. Diese Zeitspanne ist in
Die Ausführungsbeispiele der F i g. 14 und 15 5 vielen Fällen konstant, sie muß es jedoch nicht sein, eignen sich dann, wenn keine Löschdaten verfügbar Die erste Zeiteinheit kann beispielsweise 1 Sekunde sind, d. h. die wahrscheinliche Fehlerhäufigkeit im und die zweite 1 Minute dauern. Die Entschlüßlerempfangenen Signal ist nicht bekannt. Auch hier kön- lösung wird dadurch nicht beeinträchtigt, wenn der nen sowohl Fehlerbündel als auch statistische Fehler . Entschlüßler synchron mit dem Eintreffen der Signale dadurch korrigiert werden, daß man längere Verzö- io weitergeschaltet wird.
gerungen im Code vorsieht, um dieselbe Korrektions- Verschlüsselte digitale Nachrichten, die über Funk
fähigkeit bezüglich Fehlerbündeln zu erreichen, ist je- oder Draht übertragen wurden, werden normalerdoch eine längere Gesamtverzögerung erforderlich. weise in derselben Reihenfolge entschlüsselt, wie die
Bei dem in Fig. 14 dargestellten Verschlüßler ent- ursprüngliche Information verarbeitet worden war,, hält ein Reihenspeicher 502 a drei ausgedehnte Ver- 15 d. h. also in Vorwärtsrichtung.
zögerungen T1, T2 und T3, die um Codeanschlüsse glt Es wurde jedoch festgestellt, daß beim Entschlüsseln
gr, gk und gn versetzt sind. Die Redundanzsignale von Nachrichten, die auf einem magnetischen Band werden entsprechend der Gleichung pn = h + ir aufgezeichnet sind, wobei das Band manchmal in + ik + in errechnet. F i g. 15 zeigt den zugehörigen Vorwärtsrichtung und manchmal in Rückwärtsrich-Entschlüßler. Für die Errechnung der Werte in der 2° tung transportiert werden muß, um die verschlüsselte zweiten Reihenspeicherkette 504 a, ohne daß eine Lösch- Nachricht zu finden, oder beim Entschlüsseln von Daanzeige zur Verfügung steht, ergeben sich die folgenden ten, die auf anderen Speichermedien gespeichert wor-Gleichungen: den waren, eine beträchtliche Ersparnis in, Umspul
oder Durchlaufzeit erreicht werden kann, wenn die
S — e { + e,P, 2S Nachricht in umgekehrter Folge oder »rückwärts« vom
Band entschlüsselt wird, wenn die Nachricht vor dem
Sn-k+i = ei + e%n-+i + ßnl-k+i + en p-k+i, Decodierer gefunden wird, oder daß sich die Zugriff-
c _ei_i_ei + e i ■+- e P- ze^ beträchtlich verkürzen läßt, wenn nur ein kleiner
n~r+1 * * ~r+1 " ~r+1 " ~r+1' Teil der Daten in der Nähe eines Endes eines Daten-
Sn = e^ + er { + ekl + en l + en p. 3° blockes benötigt wird. Es wurde ferner festgestellt, daß
eine solche Rückwärtsentschlüsselung von systemati-
Die Zahlen r, k und n, die die in der oben beschrie- sehen rekurrenten Codes möglich ist, wenn man die benen Weise hergestellten g-Anschlüsse darstellen, Verschlüßler- und Entschlüßlergeräte so abändert, können so gewählt werden, daß die vier iS-Gleichun- daß sie die Redundanzsignale reziprok bilden, was gen selbstorthogonal sind. Sind sie es nicht, so können 35 gewöhnlich mit einigen zusätzlichen Stufen im Speisie entsprechend dem obenerwähnten stufenweisen eher dieser Geräte und nötigenfalls durch Einführen Verfahren mit anderen S-Werten zu zusammen- einer Verzögerung, die bewirkt, daß die Synchronisagesetzten Teillösungen vereinigt werden, um ortho- tion zwischen dem Informationssignal und den Regonale Teillösungssignale zu bilden, wobei dann außer dundanzsignalen bei der Verarbeitung in Rückwärtige keine andere Fehlerkomponente durch den Satz 40 richtung und in Vorwärtsrichtung gleich ist, erreicht der Teillösungssignale dargestellt wird. Diese Teil- werden kann. Es ist dabei trotzdem noch möglich, mit lösungssignale stellen dann die Basis für eine richtige serienmäßigen Informations- und Redundanzsignalen Entscheidung über den Wert von ex* dar, wenn nicht zu arbeiten, d. h., diese Signale können ineinander vermehr als zwei Fehler vorhanden sind, die Regel lautet schachtelt einen einzigen digitalen Strom bilden, wie es dann: Man ändere iir dann und nur dann, wenn mehr 45 üblicherweise sein soll.
als zwei der vier 5-Werte gleich Eins sind. Sn, Sn-^1 Bei rekurrenten Codes kann jede Anordnung zur
und Sn-r+i werden wie bei dem früheren Schema zu- Bildung von Redundanzsignalen oder, was gleichbedeurückgestellt, wenn iv geändert wird. tend ist, das codeerzeugende Polynom, das den Auf-
Eine Betrachtung der Gleichungen zeigt außerdem, bau einer solchen Anordnung bestimmt (s. Gleichung daß die Entschlüßlungsregel auch dann noch immer 50 14), reziprok gemacht werden, es ist dabei nur erfordereine richtige Entschlüßlung gewährleistet, wenn ein lieh, die Länge des Speichers zu erhöhen und zusätz-Fehlerbündel, dessen Länge höchstens gleich T2 oder T3 liehe g = 1 entsprechende Anschlüsse so herzustellen, ist, durch den Entschlüßler läuft und der Rest der In- daß für jeden Anschluß entsprechend g = 1, der sich formationssignale im Entschlüßler beidseits dieses links von der Mitte des Speichers befindet, ein zuge-Fehlerbündels fehlerfrei sind, und wenn die Länge einer 55 höriger und dieselbe Anzahl von Stufen von der Mitte der Verzögerungen, z. B. T1 der Bedingung T1 > 2 T2 entfernter Anschluß rechts von der Mitte des Speichers und T1 > 2T3 genügt. Ein Entschlüßler dieser Form existiert.
ist also in der Lage, eine beträchtliche Anzahl von Bei einer Anordnung zur Erzeugung von Redun-
statistischen Fehlern ebenso zu korrigieren wie konti- danzsignalen, wie sie in Verbindung mit F i g. 1 benuierliche Fehlerbündel erheblicher Länge. 60 schrieben wurde und bei der entsprechend der ko/no-
Zum Korrigieren eines Fehlerbündels der Länge T Zeitbezeichnung die g entsprechend 0, 3, 4 und 5 gleich wird bei den Decodierern der F i g. 12 und 13 eine Ver- 1 sind, werden also fünf Speicherstufen benötigt, um zögerung benötigt, die ungefähr gleich T ist, wenn eine die Redundanzsignale zu erzeugen. Man kann den Ent-Lösch- oder Schwundanzeige zur Verfügung steht. schlüßler durch nur drei zusätzliche Speicherstufen 7 a, Ohne Schwundanzeige benötigt man für denselben 65 5a, 3a und einen zusätzlichen g = 1 entsprechenden Korrekturgrad eine Verzögerung von etwa 4 T. Anschluß reziprok machen, so daß die g's entsprechend
Das Zeitintervall, das in der vorangegangenen Be- 0,3, 4, 5, 8 = 1 sind, g4 ist die Mitte.
Schreibung als Taktperiode oder Zeiteinheit bezeichnet In beiden Arbeitsrichtungen werden die einzelnen
Informationssignale durch Paritätskontrollen entschlüsselt, die aus den ersten sechs Redundanzsignalen, die beim Entschlüßler eintreffen, gebildet worden sind. Im Entschlüßler wird der Fehler im Informationssignal, wenn ein solcher vorhanden ist, durch die Rückstell-
Leitung vor dem Erreichen der letzten Informationssignalstufe herausradiert, wie es bei der willkürlichen oder statistischen Ergänzung entsprechend F i g. 5 der Fall war, so daß er in die Paritätsprüfungen nicht eingeht.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
309 584/27"

Claims (9)

Patentansprüche :
1. Decodierer für einen prüf baren und korrigierbaren rekurrenten Code, mit einem digitalen Speicher, der von einem zu decodierenden Nachrichtensignalstrom durchlaufen wird, welcher Informationssignale, die jeweils als aus einer Informationskomponente sowie einer Fehlerkomponente bestehend angenommen werden, und Paritätssignale enthält, die ebenfalls als aus einer Paritätskomponente und einer Fehlerkomponente bestehend angenommen werden, ferner mit einer an den Speicher angeschlossenen Paritätsschaltung, die für jedes zu decodierende Informationssignal durch lineare Kombinationen von Paritätssignalen und Informationssignalen einen Satz von Kriteriensignalen erzeugt, in die lediglich Fehlerkomponenten eingehen, und mit einer Korrekturschal- ao tung, die durch die Kriteriensignale gesteuert ist und ein Korrektursignal für das zu decodierende Informationssignal liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturschaltung (27, 36) zur Korrektur einer Anzahl (J N)/2 beliebig verteilter Fehler im Rahmen der Coderedundanz einen das Korrektursignal liefernden Schwellwertkreis (36) mit dem Schwellwert {(j + N)/2} + 1 enthält, der eine vorgegebene Anzahl,/ ^ 4 mit der Paritätsschaltung (3", 5", 7", 9", 11", 14, 16, 20, 22, 24) verbundene Eingangsanschlüsse (26, 30, 34, 39) hat, und daß die Paritätsschaltung sowie die Verbindungen zwischen ihr und den Eingangsanschlüssen des Schwellwertkreises so geschaltet sind, daß an den Eingangsanschlüssen ein Satz von Kriteriensignalen liegt, der bezüglich der Fehlerkomponente (ex) des jeweils zu decodierenden Informationssignals (ixr) orthogonal ist in dem Sinne, daß die Fehlerkomponente des zu decodierenden Informationssignals in jedes Kriteriensignal des Satzes mindestens einmal eingeht, während die Fehlerkomponente jedes anderen Nachrichtensignals in höchstens einem Kriteriensignal des Satzes enthalten sein darf; daß das Korrektursignal beim Erreichen des Schwellwertes eine Korrektur des betreffenden Informationssignals bewirkt, und daß das Korrektursignal außerdem der Paritätsschaltung zur Eliminierung der Fehlerkomponente (ex) des gerade decodierten Informationssignals aus den in ihr gespeicherten Nachrichtensignalen zugeführt wird, um eine richtige Decodierung der folgenden Informationssignale zu ermöglichen.
2. Decodierer für einen prüfbaren und korrigierbaren rekurrenten Code, mit einem digitalen Speicher, der von einem zu decodierenden Nachrichtensignalstrom durchlaufen wird, welcher Informationssignale, die jeweils als aus einer Informationskomponente sowie einer Fehlerkomponente bestehend angenommen werden, und Paritätssignale enthält, die ebenfalls als aus einer Paritätskomponente und einer Fehlerkomponente bestehend angenommen werden, ferner mit einer an den Speicher angeschlossenen Paritätsschaltung, die für jedes zu decodierende Informationssignal durch lineare Kombination von Paritätssignalen und Informationssignalen einen Satz von Kriteriensignalen erzeugt, und mit einer Korrekturschaltung, die durch die Kriteriensignale gesteuert ist und ein korrigiertes Informationssignal liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturschaltung (36 in Fig. 3) zur Korrektur einer Anzahl j/2 beliebig verteilter Fehler im Rahmen der Coderedundanz aus einem jeweils das korrigierte Informationssignal liefernden Schwellwertkreis mit dem Schwellwert j/2 besteht, der eine vorgegebene Anzahl/ mit der Paritätsschaltung verbundene Eingangsanschlüsse hat, und daß die Paritätsschaltung (3", 5", 7", 9", 11", 20, 22, 24, 38, 44, 56) sowie die Verbindungen zwischen ihr und den Eingangsanschlüssen (26, 39, 44', 48, 49') des Schwellwertkreises (36) so geschaltet sind, daß an den Eingangsanschlüssen ein Satz von Kriteriensignalen liegt, der bezüglich der Informationskomponente (ix) des zu decodierenden Informationssignals (ixr) orthogonal ist in dem Sinne, daß die Informationskomponente (ix) des zu decodierenden Informationssignals (ixr) in jedes Kriteriensignal des Satzes mindestens einmal eingeht, während die Fehlerkomponente jedes anderen Nachrichtensignals in höchstens einem Kriteriensignal des Satzes enthalten sein darf, wobei jedes Kriteriensignal den Wert des zu decodierenden Informationssignals hat, wenn alle in ihm enthaltenen Fehlerkomponenten gleich Null sind; und daß das korrigierte Informationssignal der Paritätsschaltung zur Korrektur der dort gespeicherten Informationskomponente des gerade decodierten Informationssignals zugeführt wird, um eine richtige Decodierung der folgenden Informationssignale zu ermöglichen.
3. Decodierer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Paritätsschaltung mindestens ein Paar von Nachrichtensignalen zugeführt ist, zwischen denen sich eine größere Anzahl von anderen Nachrichtensignalen des Nachrichtensignalstroms befinden.
4. Decodierer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Paar von Nachrichtensignalen, die von der Paritätsschaltung verarbeitet werden, eine größere, die Korrektur von Fehlerbündeln im Nachrichtensignalstrom ermöglichenden Anzahl anderer Nachrichtensignale des Nachrichtensignalstromes liegen.
5. Decodierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Schwellwertkreis ausgewerteten Eingangssignale entsprechend der Wahrscheinlichkeit ihres Richtigseins gewichtet sind.
6. Decodierer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge des Schwellwertkreises (36 in Fig. 2) mit Einrichtungen (26', 30', 34', 39') versehen sind, die das Gewicht der dem Schwellwertkreis zugeführten Signale entsprechend der Anzahl der Fehlerkomponenten, die in die betreffenden Signale eingehen, einzustellen gestatten.
7. Decodierer nach Anspruch 5, bei welchem ein Wahrscheinlichkeitssignal zur Verfügung steht, das die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Fehlers in einem vorgegebenen Nachrichtensignal angibt, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (520, f„) zur Steuerung der Gewichte der dem Schwellwertkreis (36/, F i g. 13) zugeführten Signale und durch eine Anordnung zur Änderung des Schwellwertes des Schwellwertkreises ent-
3 4
sprechend der Summe der Gewichte aller Signale, aus einer Paritätskomponente und einer Fehlerkom-
die in die Schwellwertentscheidung eingehen. ponente bestehend angenommen werden, ferner mit
8. Decodierer nach Anspruch 7 für den Fall, einer an den Speicher angeschlossenen Paritätsschaldaß die Richtigkeit eines Nachrichtensignals ent- tung, die für jedes zu decodierende Informationsweder völlig unsicher oder praktisch sicher ist, 5 signal durch lineare Kombination von Paritätssignalen dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung die und Informationssignalen einen Satz von Kriterien-Zuführung jedes Signals zum Schwellwertkreis Signalen erzeugt, die lediglich Fehlerkomponenten sperrt, welches ein von dem zu decodierenden In- enthalten, und mit einer Korrekturschaltung, die formationssignal verschiedenes Nachrichtensignal durch die Kriteriensignale gesteuert ist und ein Korenthält, dessen Richtigkeit völlig unsicher ist. io rektursignal für das zu decodierende Informations-
9. Decodierer nach Anspruch 5, bei dem ein signal liefert, gemäß der Erfindung darin, daß die Wahrscheinlichkeitssignal zur Verfügung steht, Korrekturschaltung zur Korrektur einer Anzahl das angibt, ob ein bestimmtes Nachrichtensignal (j N)/2 beliebig verteilter Fehler im Rahmen der bestimmt richtig oder völlig unsicher ist, dadurch Coderedundanz einen das Korrektursignal liefernden gekennzeichnet, daß UND-Glieder (103, 104, 105, 15 Schwellwertkreis mit dem Schwellwert {(j + N)/2) + 1 107, 109, 111, 113) vorgesehen sind, die allen enthält, der eine vorgegebene Anzahl j ^ 4 mit der Kriteriensignalen das Gewicht Null geben, welche Paritätsschaltung verbundene Eingangsanschlüsse hat, ein von dem zu decodierenden Informationssignal und daß die Paritätsschaltung sowie die Verbindungen verschiedenes Nachrichtensignal enthalten, dessen zwischen ihr und den Eingangsanschlüssen des Richtigkeit völlig unsicher ist, und daß der Schwell- 20 Schwellwertkreises so geschaltet sind, daß an den wertkreis aus einem ODER-Glied (36') besteht Eingangsanschlüssen ein Satz von Kriteriensignalen (F i g. 6). liegt, der bezüglich der Fehlerkomponente des jeweils
zu decodierenden Informationssignals orthogonal ist in dem Sinne, daß die Fehlerkomponente des zu deco-25 dierenden Informationssignals in jedes Kriteriensignal des Satzes mindestens einmal eingeht, während die Fehlerkomponente jedes anderen Nachrichtensignals in höchstens einem Kriteriensignal des Satzes enthalten sein darf; daß das Korrektursignal beim Er-
Aus der USA.-Patentschrift 2 956124 und dem 3° reichen des Schwellwertes eine Korrektur des beBuch von W. Wesley Peterson, »Error Correcting treffenden Informationssignals bewirkt, und daß das Codes« M. I. T. Press, Cambridge, Mass., USA (im Korrektursignal außerdem der Paritätsschaltung zur folgenden wird auf die deutsche Ausgabe »Prüfbare Eliminierung der Fehlerkomponente des gerade deco- und korrigierbare Codes« R. Oldenbourg Verlag, dierten Informationssignals aus den in ihr gespeicher-Münschen und Wien, 1967, Bezug genommen) sind 35 ten Nachrichtensignalen zugeführt wird, um eine rich-Decodierer für rekurrente (n. k.)-Code bekannt, die tige Decodierung der folgenden Informationssignale einen digitalen Speicher und eine mit diesem ver- zu ermöglichen.
bundene Paritätsschaltung enthalten, die ähnlich wie Eine zweite Lösung der genannten Aufgabe besteht
beim zugehörigen Codierer geschaltet sind und aus bei einem Decodierer für einen prüfbaren und korriden empfangenen Informationssignalen Paritätskon- 4° gierbaren rekurrenten Code, mit einem digitalen trollen bilden, die dann modulo 2 zu den empfangenen Speicher, der von einem zu decodierenden Nachrich-Paritätssignalen addiert werden. Das durch diese tensignalstrom durchlaufen wird, welcher Informa-Addition erhaltene und als »Korrektor« bezeichnete tionssignale, die jeweils als aus einer Informations-Signal gibt die Fehlerkonfiguration wieder und kann komponente sowie einer Fehlerkomponente bestehend zur Korrektur der zugehörigen Informationssignale 45 angenommen werden, und Paritätssignale enthält, zu diesen addiert werden. die ebenfalls als aus einer Paritätskomponente und
Diese bekannten Decodierer ermöglichen zwar die einer Fehlerkomponente bestehend angenommen wer-Korrektur von Fehlerbündeln bis zu einer vorgegebe- den, ferner mit einer an den Speicher angeschlossenen nen Länge, zwischen denen jeweils ein bestimmter Paritätsschaltung, die für jedes zu decodierende Infehlerfreier Schutzbereich liegen muß, sie versagen 5° formationssignal durch lineare Kombination von Pariandererseits aber schon beim Auftreten von nur zwei tätssignalen und Informationssignalen einen Satz von isolierten Fehlern, wenn deren Abstand größer als die Kriteriensignalen erzeugt, und mit einer Korrekturmaximale Fehlerbündellänge und kleiner als der schaltung, die durch die Kriteriensignale gesteuert ist zwischen zwei Fehlerbündeln erforderliche Schutz- und ein korrigiertes Informationssignal liefert, gemäß bereich ist. 55 der Erfindung darin, daß die Korrekturschaltung zur
Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend Korrektur einer Anzahl j/2 beliebig verteilter Fehler die Aufgabe zugrunde, einen Decodierer anzugeben, im Rahmen der Coderedundanz aus einem jeweils das der diesen Nachteil nicht aufweist und innerhalb einer korrigierte Informationssignal liefernden Schwellwertdurch die Redundanz vorgegebenen Korrekturkapa- kreis mit dem Schwellwert j/2 besteht, der eine vorzität beliebig verteilte Fehler zu korrigieren vermag. 6° gegebene Anzahl j mit der Paritätsschaltung verbun-Eine erste Lösung dieser Aufgabe besteht bei einem dene Eingangsanschlüsse hat, und daß die Paritäts-Decodierer für einen prüfbaren und korrigierbaren schaltung sowie die Verbindungen zwischen ihr und rekurrenten Code, mit einem digitalen Speicher, der den Eingangsanschlüssen des Schwellwertkreises so von einem zu decodierenden Nachrichtensignalstrom geschaltet sind, daß an den Eingangsanschlüssen ein durchlaufen wird, welcher Informationssignale, die 65 Satz von Kriteriensignalen liegt, der bezüglich der jeweils als aus einer Informationskomponente sowie Informationskomponente des zu decodierenden Ineiner Fehlerkomponente bestehend angenommen wer- formationssignals orthogonal ist in dem Sinne, daß den, und Paritätssignale enthält, die ebenfalls als die Informationskomponente des zu decodierenden
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0011749A1 (de) * 1978-11-28 1980-06-11 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zur Korrektur von Daten

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3457562A (en) * 1964-06-22 1969-07-22 Massachusetts Inst Technology Error correcting sequential decoder
US3639901A (en) * 1969-06-10 1972-02-01 Gen Electric Error correcting decoder utilizing estimator functions and decision circuit for bit-by-bit decoding
US3593282A (en) * 1969-11-04 1971-07-13 Bell Telephone Labor Inc Character-error and burst-error correcting systems utilizing self-orthogonal convolution codes
US3662338A (en) * 1970-02-01 1972-05-09 Radiation Inc Modified threshold decoder for convolutional codes
US3728678A (en) * 1971-09-03 1973-04-17 Bell Telephone Labor Inc Error-correcting systems utilizing rate {178 {11 diffuse codes
US4193062A (en) * 1978-06-29 1980-03-11 Cubic Corporation Triple random error correcting convolutional code
NL7907141A (nl) * 1979-09-26 1981-03-30 Philips Nv Inrichting voor het behandelen van een informatiestroom met behulp van een foutenkorrigerende konvolutiekode en inrichting voor het detekteren van een daarbij alsnog onherstelbare fout.
JPS59224926A (ja) * 1983-06-03 1984-12-17 Sony Corp 多数決回路
JP3923743B2 (ja) 2000-03-29 2007-06-06 株式会社東芝 復号装置及び復号方法
US7080295B2 (en) * 2002-11-01 2006-07-18 Broadcom Corporation Methods and systems for detecting symbol erasures

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2813149A (en) * 1954-04-19 1957-11-12 Bell Telephone Labor Inc Telegraph transmission error register
US3078443A (en) * 1959-01-22 1963-02-19 Alan C Rose Compound error correction system
US3069498A (en) * 1961-01-31 1962-12-18 Richard J Frank Measuring circuit for digital transmission system
US3200374A (en) * 1962-03-27 1965-08-10 Melpar Inc Multi-dimension parity check system
US3303333A (en) * 1962-07-25 1967-02-07 Codex Corp Error detection and correction system for convolutional codes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0011749A1 (de) * 1978-11-28 1980-06-11 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zur Korrektur von Daten

Also Published As

Publication number Publication date
GB1059823A (en) 1967-02-22
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US3402393A (en) 1968-09-17

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