DE2221171A1

DE2221171A1 - Fehlerkorrigierendes Datenuebertragungssystem

Info

Publication number: DE2221171A1
Application number: DE19722221171
Authority: DE
Inventors: Zegers Leo Eduard
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1971-05-18
Filing date: 1972-04-29
Publication date: 1972-11-30
Also published as: NL7106776A; DK136926B; BE783545A; CA956727A; AU4232972A; NL166591B; JPS5232681B1; NL166591C; DE2221171C3; GB1349815A; DE2221171B2; FR2138107B1; DK136926C; FR2138107A1; US3781795A; AU464117B2; SE369976B

Description

ra:n.-:..n«-«it PHN. 5621

Anmelde N. V. Philip wioeilampenfabriekep BOS/AvdV

^A1W 1

Ann.-S...J««W

"Fehlerkorrigierendes Datenübertragungssystem".

Die Erfindung betrifft ein fehlerkorrigierendes Datenübertragungssystem mit einer Datenquelle, einem Zweikanalsender, einem Zweikanalempfänger, einem Datensammler und einem übertragungsweg zwischen dem Sender und dem Empfänger, in dem die Datenquelle an den Eingang des ersten Kanals des Senders, an den Eingang eines ersten Verzögerungsregisters und—an den -Eingang eines ersten linear sequentiellen Kodiernetzwerks mit Vorwärtskoppelwegen angeschlossen ist, in dem der Ausgang des ersten Verzögerungsregisters und der Ausgang

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des ersten Kodiernetzwerks an einen ersten Modulo-2-Addierer angeschlossen sind, dessen Ausgang an den Eingang des zweiten Kanals des Senders angeschlossen ist, in dem der Ausgang des ersten Kanals des Empfängers an den Eingang eines zweiten Verzögerungsregisters mit derselben Verzögerungszeit wie das erste Verzögerungsregister und an den Eingang eines zweiten Kodiernetzwerks mit derselben Übertragungsfunktion wie das erste Kodiernetzwerk angeschlossen ist, in dem der Ausgang des zweiten Kanals des Empfängers und der Ausgang des zweiten Kodiernetzwerke an einen zweiten Modulo-2-Addierer angeschlossen sind und in dem der Ausgang des zweiten Verzögerungsregisters und der Ausgang des zweiten Modulo-2-Addierers an einen dritten Modulo-2-Addierer angeschlossen sind, mit einer Schaltanordnung mit zwei Stellungen, um den Datensammler in der ersten Stellung an den Ausgang des zweiten Verzögerungsregisters und in der zweiten Stellung an den Ausgang des zweiten Modulo-2-Addierers anzuschliessen, und mit einer Steueranordnung, die mit einem Eingang für die Syndromziffern versehen ist, die vom dritten Modulo-2-Addierer geliefert werden, um die Schaltanordnung nach Verlauf einer vorgegebenen Zeit nach dem Moment, in dem eine Anzeige des Anfangs eines Fehlerbündels auftrat, zeitweise in die zweite Stellung einzustellen.

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Ein derartiges fehlerkorrigierendes

Datenübertragungssystem ist von Anmelderin in der U.S. Patentschrift 3.409.875 beschrieben. Dieses bekannte System ist zum Korrigeren von Fehlerbündeln, wie sie bei der Datenübertragung über Fernsprechkanäle auftreten, eingerichtet. Die Praxis hat erwiesen, dass in Fernsprechkanälen neben Fehlerbündeln auch Zufallsfehler auftreten, und dass ein Fehlerkorrekturschema, das wirksam sein soll, verschiedene Korrekturalgorithmen für die verschiedenen Fehlertypen umfassen sollte. Es sind Fehlerkorrekturschemen bekannt, die verschiedene Korrekturalgorithmen für Fehlerbündel und für Zufallsfehler enthalten. Derartige KorrekturSchemen nennt man adaptiv. Ein adaptives fehlerkorrigierendes Datenübertragungs sys tem für zyklische Koden ist durch die U.S. Patentschrift 3.469.236 bekannt geworden.

Die Erfindung bezweckt, das eingangs genannte fehlerkorrigierende Datenübertragungssystem zu einem adaptiven System zu erweitern.

Das erfindungsgemässe fehlerkorrigierende Datenübertragungssystem ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranordnung ein Syndromregister enthält, das die Syndromziffern als Eingangssignal empfängt, und dass an das Syndromregister eine Mustererkennungsanordnung angeschlossen ist, zur Unterscheidung und

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Anzeigung erstens einfache Fehlerraustern, insbesondere einzelne Fehler, im ersten Kanal des Empfängers, zweitens einfache Fehlermuster, insbesondere einzelne Fehler, im zweiten Kanal des Empfängers und drittens Fehlerbündel, und dass eine Fehlerkorrekturschaltung vorhanden ist, die auf die Anzeige eines einfachen Fehlermusters im ersten Kanal des Empfängers reagiert, um eine Ziffer im ersten Verzögerungsregister zu korrigieren, welches durch das angezeigte Fehlermuster beeinflusst ist.

Dieses System bietet den Vorteil, dass bei der Fehlerkorrektur grundsätzlich keine Fehlerfortpflanzung auftritt. Unter Fehlerfortpflanzung ist hier folgendes zu verstehen: Wenn eine unzutreffende Fehlerkorrektur vorgenommen wird, so beeinflusst dies eine Reihe von Informationsziffern, wodurch sich der Fehler so zu sagen fortpflanzt. Bei dem System entsprechend der genannten U.S. Patentschrift. 3.^69.236 tritt grundsätzlich Fehlerfortpflanzung auf, weil darin Dekoder für zyklische Koden verwendet werden, die mit Rückkopplungen versehen sind.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 ein blockschematisches Diagramm

eines bekannten fehlerkorrigierenden Datenübertragungssystems,

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Figur 2 ein blocksehematisches Diagramm des erfindungsgemässen adaptiven fehlerkorrigierenden Datenübertragungssystems,

Fig. 3 ein logisches Diagramm eines Teils der Sendestation des Systems nach Figur 2,

Figur 4, 5 ein logisches Diagramm eines Teils der Empfangsstation des Systems nach Figur 2.

Figur 1 zeigt ein blockschematisches Diagramm eines fehlerkorrigierenden Datenübertragungssystems. Das System enthält einen Datenquelle 100, einen Zweikanalsender 101, einen Zweikanalempfänger 102, einen Datensammler 103 und einen Übertragungsweg 104 zwischen ' dem Sender und Empfänger. Es sei angenommen, dass die zu sendenden Daten aus einer Reihe von Binärziffern bestehen, die Informationsziffern genannt werden. Ferner sei angenommen, dass eine synchrone Übertragungsart angewendet wird, d.h.,_: dass die Informationsziffern synchron zu einem Takt ausgesendet und synchron zu einem Takt empfangen werden, welcher letztere Takt durch ein gesondert übertragenes Synchronisiersignal oder durch das Datensignal selbst mit dem Sendetakt synchron gehalten wird. Der Taktgeber ist in dem Figuren nicht dargestellt. Es soll jedoch verstanden werden, dass ein derartiger Taktgeber zum Bestimmen derjenigen Zeitpunkte, in denen Ziffern gesendet und empfangen

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werden, und zum Steuern der Register, Zähler u.dgl. des Systems vorhanden ist.

Der Sender 101 und der Empfänger 102

können von einem beliebigen Typ sein, wobei zwei Verbindungskanäle zwischen der Sendestation und der Empfangsstation vorhanden sind. Jeder Verbindungskanal muss die Übertragung einer Ziffernreihe mit derselben Ziffernfrequenz für jeden Kanal ermöglichen. Die beiden Kanäle werden vorzugsweise, aber nicht ausschliesslich, in der Zeit abgeleitet durch die Anwendung von Zeitmultiplex. In diesem Fall werden abwechselnd eine Ziffer des einen Kanals und eine Ziffer des anderen Kanals Über den übertragungsweg 1θ4 gesendet. Die Kanalenden des Senders 101 sind in Figure 1 mit I₁ und I₂ und die Kanalenden des Empfängers 102 mit O₁ und Op bezeichnet, die im weiteren Kanaleingänge bzw. Kanalausgänge genannt werden. I₁ und O₁ sind einander zugeordnet und I„ und O₂ sind einander zugeordnet. Der Kanal zwischen I^ und O-i wird der erste Kanal und der Kanal zwischen I₂ und Og der zweite Kanal genannt. Die Zeitverzögerung beim Senden einer Ziffer vom Kanaleingang zum Kanalausgang O₁ ist angenommenerweise gleich der Zeitverzögerung des zweiten Kanals gemacht.

Das Ubertragungsmedium ist beliebig, beispielsweise eine geschaltete Fernsprechverbindung,

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in welchem Fall der Sender 101 eine geeignete Modulatd,onsapparatür zum Umwandeln des digitalen Datensignals, das vom Multiplexer geliefert wird, in eine zur Übertragung geeignete Form, und der Empfänger die entsprechende Demodulationsapparatur enthält.

Störungen können den Übertragungsweg 104 derart beeinflussen, dass Fehler auftreten. Es ist von einem digitalen Fehler die Rede, wenn ein Gegensatz zwischen der empfangenen und der ausgesendeten Informationsziffern besteht. Untersuchungen an Fernsprechverbindungen haben erwiesen, dass die Fehler häufig gruppenweise auftreten, so dass man sie Fehlerbündel nennt. In der U.S.Patentschrift 3.^09.875 beschreibt Anmelderin ein fehlerkorrigierendes Datenübertragungssystem, in dem Massnahmen zum Korrigieren von Fehlerbündeln getroffen sind. Dieses bekannte System wird zunächst anhand von Figur 1 beschrieben. Jede Ziffer der Datenquelle 100 wird dem Kanaleingang I.., dem Eingang eines Verzögerungsregisters 105 und dem Eingang eines linear sequentiellen Kodiernetzwerks 106 zugeführt. Jede Ausgangsziffer des Kodiernetzwerks 106 wird im Modulo-2-Addierer 107 zur Ausgangsstoff er des Verzögerungsregisters 105 modulo-2-addiert, und die Summe wird dem Kanaleingang Ip zug rührt. In der Empfangsstation wird jede Ziffer des Kanalausgangs 0.. dem Eingang des

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Verzögerungsregisters 108 und dem Eingang eines linear sequentiellen Kodiernetzwerks 109 zugeführt. Jede Ausgangsziffer des Kodiernetzwerks 109 wird im Modulo-2-Addierer 110 zur Ziffer des Kanalausgangs O₂ modulo-2-addiert. Jede Ausgangsziffer des Verzögerungsregisters 108 wird einem ersten Eingang einer Schaltanordnung und jede Ausgangsziffer des Modulo-2-Addierers 110
einem zweiten Eingang der Schaltanordnung 111 zugeführt. Der Eingang des Datensammlers 103 ist an den Ausgang
der Schaltanordnung 111 angeschlossen. In der Stellung A der Schaltanordnung 111 werden die Ausgangsziffern
des Verzögerungsregisters 108 dem Datensammler und
in der Stellung B die Ausgangsziffern des Modulo-2-Addierers 110 dem Datensammler zugeführt.

Jede Ausgangsziffer des Verzögerungsregisters 108 wird im Modulo-2-Addierer 112 zur Ausgangsziffer des Modulo-2-Addierers 110 modulo-2-addiert. Die Ausgangsziffern des Modulo-2-Addierers 112 sind
die Syndromziffern. Diese letzteren werden einer
die Schaltanordnung ,111 steuernden Steueranordnung 113 zugeführt.

Die Verzögerungsregister 105 und 108 haben die gleiche Verzögerungszeit, die, ausgedrückt in der
Anzahl von Ziffernpositionen, um die eine Ziffernreihe verzögert wird, mit N angegeben wird. Der optimale Wert

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von N hängt von der Länge der Fehlerbündel ab, und es kann sich um einen Wert im Bereich von 100 bis 500 für eine Übertragungsgeschwindigkeit von 1200 Bd handeln.

Die identischen Kodiernetzwerke 106 und sind linear sequentielle Kodiernetzwerke mit Vorwärtskoppelwegen. Dieser Typ von Kodiernetzwerken ist durch D.A. Huffman in Information Theory, Colin Cherry (Ed), Academic Press, New York (1956), S. 77 - 95 beschrieben. Derartige Kodiernetzwerke bestehen aus Verzögerungselementen, die jeweils eine einer Ziffernposition entsprechende Verzögerung verursachen, aus Modulo-2-Addierern und aus Vorwärtskoppelwegen. Die Ausgangsziffern eines derartigen Kodiernetzwerks ist die Modulo-2-Summe der unverzögerten Eingangsziffer und mehrerer verzögerter Eingangsziffern, und sie bildet die Paritätsprüfungsziffer der Eingangsziffer und mehrerer vorhergehender Eingangsziffern. .

Zunächst wird das bekannte fehlerkorrigierender Datenübertragungssystem allgemein beschrieben. Jede von der Datenquelle 100 ausgesendete Ziffer wird über den ersten und zweiten Verbindungskanal zur Empfangsstation weitergeleitet. Die über den ersten Verbindungskanal gesendete Ziffer wird in der Empfangsanordnung durch das Verzögerungsregister 108 über N Zeitpositionen verzögert,' während die über den zweiten Verbindungskanal

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gesendete Ziffer in der Sendeanordnung durch das Verzögerungsregister 105 über N Ziffernpositionen verzögert wird. Die über den ersten Verbindungskanal gesendete Ziffer gelangt in derselben Zifferposition am Ausgang des Verzögerungsregisters 108 an wie die über den zweiten Verbindungskanal gesendete Ziffer am Ausgang des Modulo-2-Addierers 110. Zu der über den zweiten Verbindungskanal gesendeten Ziffer wird zweimal nacheinander, nämlich im Modulo-2-Addierer 107 und im Modulo-2-Addierer 110, die gleiche Paritätsprüfungsziffer addiert, wodurch die Ziffer selbst übrigbleibt. Die am Ausgang des Verzögerungsregisters 108 und am Ausgang des Modulo-2-Addierers 110 auftretenden Ziffernreihen sind ziffernsynchron, und es handelt sich um identische Versionen der von der Datenquelle 100 ausgesendeten Ziffernreihe.

Sine den Übertragungsweg ^0k beeinflussende Störung macht sich um N Ziffernpositionen später am Ausgang des Verzögerungsregisters 108 bemerkbar; am Ausgang des Modulo-2-Addierers 110 macht sie sich jedoch direkt bemerkbar. Wenn nun die Schaltanordnung 111 derart gesteuert wird, dass sie in die Stellung B eingestellt ist, bevor sich die, Störung am Ausgang des Verzögerungsregisters 108 bemerkbar macht und nachdem der Einfluss der Störung am Ausgang des Modulo-2-Addierers

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110 beendet, so wird die Störung aus der dem Datensammler 103 zugeführten Ziffernreihe eliminiert sein. Die Fehlerkorrektur wird hierbei durch die Eliminierung derjenigen Perioden, in denen Störungen auftreten, verwirklicht. Sollen sie korrigierbar sein, so müssen die" Störungsperioden weniger als N Ziffernpositionen umfassen. Im anderen Fall ist die Störung am Ausgang des Modulo-2-Addierers 110 in dem Moment, in dem die Störung am Ausgang des Verzögerungsregisters 108 erscheint, noch nicht beendet. Der Anfangszustand wird wiederhergestellt, wenn die Schaltanordnung 111 nach Beeindigung der Störung am Ausgang des Verzögerungsregisters 108 in die Stellung A eingestellt wird.

Das bekannte fehlerkorrigierende Datenübertragungssystem wird nunmehr in Einzelheiten beschrieben, wobei gewisse Symbole zur Bezeichnung der Ziffernreihen und der an den Ziffernreihen ausgeführten Bearbeitungen benutzt werden.

Im weiteren bezeichnet X die Ziffernreihe

der Datenquelle 100, D den Huffmann-Verzogerungsoperator und F(d) die Übertragungsfunktion der Kodiernetzwerke 106 und 109· F(d) kann als ein Polynom des Operators D geschrieben werden, in dem jedes +-Zeichen einen Summier-Modulo-2- dars dlt, also ist z.B. F(d)=1+D +D Das Symbol D ist ein algebraischer Operator, der eine

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Verzögerung der Variablen, auf der der Operator wirksam ist, über η Ziffernpositionen bewirkt. Die Übertragungsfunktion der Ubertragungsregister 105 und 108 kann als Djj geschrieben werden.

Die Bezeichnung X¹ wird als Andeutung der Ziffernreihe., die am Kanalausgang O₁ in Reaktion auf die Zufuhr der Ziffernreihe X zum Kanaleingang I₁ auftritt, verwendet. Die TTbertragungszeit einer Ziffer von Kanaleingang I^ zum Kanalausgang 0-j wird durch die Annahme aus den Betrachtungen eliminiert, dass eine Ziffer, die in bezug auf den Sendetakt in einer bestimmten Ziffernposition ausgesendet wird, in bezug auf den Empfangstakt in derselben Ziffernposition empfangen wird. Treten keine Fehler auf, so gilt, dass X'=X ist. Werden Fehler gemacht, so kann geschrieben werden, dass X¹SXtE₁ ist, wobei das +Zeichen einen Addition-modulo-2- und E₁ die Fehlerreihe des ersten Verbindungskanals darstellt. Eine Fehlerreihe ist eine Reihe von Nullen und Einsen, mit einer Eins vor einem Fehler und einer Null vor keinem Fehler in der betreffenden Ziffernposition. Die Elemente einer Fehlerreihe werden Fehlerziffern genannt. Im folgenden bezeichnet Yjdie am Kanal eingang I„ auftretende Ziffernreihe, Y¹ die am Kanalausgang O₂ auftretende Ziffernreihe und E2 die Fehlerreihe des zweiten Verbindungskanals .

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ORIGINAL INSPECTED

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Es gelten die folgenden Beziehungen: Χ· = X + E₁ (1)

Y = F(D)X + D^NX ⁽²⁾

Υ· = Y + E₂ (3)

Z=Y'+ F(D)X' (4)

S = Z + D^NX« (5)

Darin ist Z die Ziffernreihe am Ausgang

des Modulo-2-Addierers 110 und S die Reihe von Syndromziffern am Ausgang des Modulo-2-Addierers 112. Das Substituieren der Beziehungen (i) und (2) und (3) in die Beziehung (4) und die Anwendung der Regel der Modulo-2-Addierung, nach welcher Regel F(d)X+F(d)X=O ist, ergibt die folgende Beziehung:

Z = D^NX + E₂ + F(D)E₁ (4a)

Die Substitution der Beziehungen (1) und

(4a) in die Beziehung (5) und die Anwendung der Regel

N N der Modulo-2-Addierung, nach welcher Regel D X + D X = ist, ergibt die Beziehung:

S = E₂ + F(D)E₁ + D¹¹B₁ (5a) Treten keine Fehler auf, so ist, wie aus

der Beziehung (4a) hervorgeht, die Ziffernreihe am Ausgang des Verzögerungsregisters 108, die in diesem

N
Fall gleich D X ist, mit der am Ausgang des Modulo-2-Addierers 110 auftretenden Ziffernreihe Z identisch. Ferner geht aus der Beziehung (5a) hervor, dass in diesem Fall die Syndromziffernreihe aus einer Reihe von Nullen besteht.

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Als erster Fehler wird ein Fehler definiert, der auftritt, nachdem zumindest N Informationsziffern über den ersten Verbindungskanal gut empfangen wurden. Tritt ein erster Fehler auf, so sind in dem Moment keine Fehler im Verzögerungsregister 108 vorhanden, und die Beziehung (5a) reduziert auf die Beziehung

S = E₂ + F(D)E₁ (5b)

für die ersten N Ziffernpositionen von der Zifferposition des ersten Fehlers an und einschliesslich derselben reduziert.

Die beiden Verbindungskanäle sind über die Kodiernetzwerke 106 und 109 gekoppelt, um zu erreichen, dass die Fehlerreihe E₁ auch in der Syndromreihe S auftritt, so dass nur im ersten Verbindungskanal auftretende Fehler auch festgestellt werden.

Es besteht eine gewisse Wahrscheinlichkeit, dass sich die Fehler in den beiden Verbindungskanälen beim Bilden der Syndromreihe entsprechend der Beziehung (5b) während einer Periode ausgleichen, die mehrere Ziffernpositionen der Syndromreihe umfasst. Diese Wahrscheinlichkeit ist gross, wenn die Verbindungskanäle direkt gekoppelt wären, in welchem Fall gelten würde, dass F(d)=1 ist, und wenn die Fehlerreihen E₁ und Ep Muster von Nullen und Einsen haben, die wenig voneinander abweichen, welche letzte Annahme zutrifft, wenn die

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Störungen in bezug auf die beiden Kanäle nicht selektiv sind. Die Position der ersten Eins der Syndromreihe ist dann keine zuverlässige Anzeige für den Anfang eines Fehlerbündels. Um den Ausgleich von Fehlern zu vermeiden, werden die Kodiernetzwerke 106 und 109 angewendet. Wie aus der Beziehung (5b)"hervorgeht, tritt dann in der Modulο-2-Summe der Syndromreihe die transformierte Fehlerreihe F(d)E^ auf. F(d) wird nun derart gewählt, dass die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Fehlerreihen E₁ und E_ in der Beziehung (5h) während einer bestimmten Anzahl von Ziffernpositionen ausgleichen, für die in Betracht kommenden Fehlerfrequenzen kleiner als ein bestimmter Wert ist. Im folgenden wird diese bestimmte Anzahl von Ziffernpositionen mit η bezeichnet, und im folgenden Beispiel sei η = 22. Ein geeignetes Polynom für diesen Wert von η ist:

F(D) = 1₊D¹¹ ₊D¹³ ₊D¹⁶ ₊D¹⁷ ₊D¹⁹ ₊D^2O ₊D²¹ (6).

Die Wahrscheinlichkeit, dass der Anfang eines Fehlerbündels nicht innerhalb einer Periode von η - 22 Ziffern in der Syndromreihe festgestellt wird, ist bei der Anwendung des Polynoms entsprechend der Beziehung (6) kleiner als lO für alle Fehlerfrequenzen, die kleiner als 0,5 sind.

Im bekannte System setzt eine erste Eins der Syndromreihe die Steueranordnung 113 in Betrieb,

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die daraufhin die Schaltanordnung 111 entsprechend einem festgelegten Prozess umschaltet. Die Schaltanordnung wird zunächst während einer bestimmten mit ρ bezeichneten Anzahl von Ziffernpositionen in der Stellung A gehalten, danach wird sie während einer bestimmten mit q bezeichneten Anzahl von Ziffernpositionen in die Stellung B eingestellt, und danach wird sie wieder in die Stellung A rückgestellt. Bei der Ausführung dieses Schaltvorgangs ist die Steueranordnung 113 für Einsen in der Syndromreihe unempfindlich. Die Zahlen ρ und q haben die gleiche Grosse wie die Zahl N. Zum Feststellen von ρ wird von der Annahme ausgegangen, dass vor der ersten Eins der Syndromreihe während einer bestimmten Periode ein Fehlerausgleich aufgetreten sein kann. Durch die Anwendung der Kodiernetzwerke 1θ6 und 109 ist die Wahrscheinlichkeit, dass der Anfang eines Fehlerbündels in einer Periode von η = 22 Ziffernpositionen nicht festgestellt wird, auf einen Wert herabgesetzt, der kleiner als 10~ ist. Die der ersten Eins der Syndromreihe vorhergehende Periode, von der angenommen wird, dass darin ein Fehlerausgleich auftritt, kann dann auf 21 Ziffernpositionen festgelegt werden. Angenommen wird dann, dass der Anfang eines Fehlerbündels nicht in der Ziffernposition i einer ersten Eins der Syndromreihe, sondern in der Ziffernposition i-21 liegt. Mit anderen Worten, es wird angenommen, dass ein erster Fehler in der Ziffernposition i-21 auftritt.

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Im folgenden bezeichnet x· die in der

Ziffernposition i am Kanalausgang 0- auftretende Ziffer. Die in diesem Ziffernposition am Ausgang des Verzögerungsregisters 108 auftretende Ziffer ist die Ziffer Χ'_±__Ν· Die Ziffernposition i ist die Position einer ersten Eine der Syndromreihe. Auf Grund der oben genannten Annahme wird angenommen, dass die Ziffer x¹. _P1 die erste verfälschte Ziffer ist. Diese Ziffer erscheint am Ausgang des Verzögerungsregisters 108 in der Ziffern-, position i-21+N, so dass die Schaltanordnung 111 spätestens am Ende der vorhergehenden Ziffernposition i-22+N in die Stellung B eiingestellt werden muss. Die Schaltanordnung 111 kann dann vom Anfang der Ziffernposition i an bis einschliesslich der Ziffernposition i-22+N in der Stellung A verbleiben, d.h., während N-21 Ziffernpositionen. Dieser Wert von N-21 ist der höchste Wert, der ρ gegeben werden kann. Kleinere Werte als N-21 erhöhen die Sicherheit, dass dem Datensammler keine falschen Ziffern zugeführt werden, verringern aber die Fähigkeit des Systems, lange Fehlerbündel zu korrigieren.

Der Wert von q wird noch näher festgeteilt. Die Schaltanordnung 111 steht von Anfang der Ziffernposition i-21+N an bis einschliesslich der Ziffernposition i-22.+N+q in der Stellung B. Von der Ziffernposition i-21+N+q an steht die Schaltanordnung 111 wieder in der Stellung A.

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Der UmsehaltVorgang wird zur weiteren Bezugsnahme im folgenden kurz vermerkt:

Stellung A: Ziffernposition i, ,i-22+N; p=N-21 (7·1)

Stellung B: Ziffernpositionen i-21+N, , i-22+N+q; q(7.2)

Stellung A: Von der Ziffernposition i-21+N+q an. (7·3)

Hierin ist i die Ziffernposition einer ersten Eins der Syndromreihe.

Beim UmsehaltVorgang werden dem Datensammler 103 die folgenden Ziffern zugeführt:

Stellung A: Ziffern X¹^₁ ^>x'i_22 (⁸·¹)

Stellung B: Ziffern * ' _±_21+N'""' ' ^Z ' i-22₊N₊q (8.2)

Stellung A: Von der Ziffer x· ₉₁ an. (8.3)

Wenn die Annahme, dass x'.p. die erste verfälschte Ziffer ist, stimmt, so werden dem Datensammler in der Stellung A (8.1) keine Fehler zugeführt. Für die dem Datensammler in der Stellung (8.2) zugeführten Ziffern gelten auf Grund der Beziehungen (ha.)

und (6) die folgenden Beziehungen (9·1> >9»q)» von

denen nur die erste und letzte angegeben sind, und in denen e.. eine Ziffer der Fehlerreihe E-, e^ eine Ziffer der Fehlerreihe Ep und die zwischen Klammern geschriebenen Ausdrücke das Ergebnis der Bearbeitung des Operatorpolynoms F(d) an der Fehlerreihe E₁ bezeichnen. In diesen Ausdrücken sind der Kürze halber nur die Ergebnisse der Bearbeitungen des ersten und letzten Glieds des Polynoms F(d) wiedergegeben.

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^zti-22₊N₊q^=Xi-22_+q ^+e2,i-22₊N₊q^+(e1,i-22₊N₊q⁺—^+e1,i

Eine fehlerfreie Übertragung zum Datensammler 103 wird verwirklicht, wenn alle in den Beziehungen

(9·1> >9»q) auftretenden Fehlerziffern Nullen sind und

wenn im Zusammenhang mit (8.3) die Fehlerziffern e., von der Fehlerziffer e„ . ~., an Nullen sind. Wird der

1,x-21+q

Unterschied zwischen den Fehlerreihen E. une E2 vernachlässigt (e- = ^ep)» ^so wird der ersten Bedingung genügt, wenn die Fehlerziffern e_±_^_2+N» »^ei-22+N+q

Nullen sind. Hiermit ist zugleich der zweiten Bedingung gentigt, wenn qS N-21 ist. Für q wählt man zweckmässiger weise q=N-21. Mit diesem Wert von q erreicht man, dass

die Fehlerziffern e. , ,e. . einen beliebigen

Wert haben können, und dass die Fehlerziffern e. .„ ^, ,e. rο on ^^en ^^er* Null haben müssen. Die erste dieser Reihen von Ziffern ist das Fehlerbunde1, und die zweite bildet den auf das Fehlerbündel folgenden fehlerfreien Sieherungsraum.

Mit anderen Worten kann das Ergebnis so umschrieben werden, dass ein Fehlerbündel mit einer Bündellänge von N-21 Ziffernpositionen, das von einem fehlerfreien Sicherungsraum mit N Ziffernpositionen gefolgt wird, durch de· festen Umsehaltvorgang vollständig korrigiert wird.

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Die Umschaltperiode der Schaltanordnung umfasst die Ziffernpositionen i bis einschliesslich X-43+2N. Von der Ziffernposition Ϊ-42+2Ν an steht die Schaltanordnung 111 in Stellung A (7·3)> und die Steueranordnung 113 ist für eine erste Eins in der Syndromreihe wieder empfindlich. Die Umschaltperiode umfasst 2N-42 Ziffernpositionen, und dies ist zugleich der Mindestabstand zwischen zwei korrigierbaren Fehlerbündeln. Wenn i einen derartigen Wert aufweist, dass

eine Anzahl der Ziffernpositionen i-21, »i-1 in den

fehlerfreien Raum bis zum vorhergehenden Fehlerbündel fällt, so muss die Bündellänge des zweiten Fehlerbündels um dieselbe Anzahl von Ziffernpositionen kleiner als N-21 sein, soll es noch vollständig korrigierbar sein.

Im vorstehenden sind die Grenzen genau festgelegt, innerhalb welcher mit Hilfe des festen Umschaltvorgangs eine Fehlerkorrektur möglich ist. Durch die Anwendung der Kodiernetzwerke 106 und 109 ist dafür gesorgt, dass die Wahrscheinlichkeit, dass der Anfang eines Fehlerbündels nicht seitig festgestellt wird, unterhalb eines bestimmten kleinen höchstens zulässigen Wertes liegt, der in diesem Fall kleiner als 10 ist. Diese Wahrscheinlichkeit kann durch die Anwendung von Polynomen F(d) eines noch höheren Grads gewünsentenfalls noch weiter herabgesetzt werden.

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Eine beträchtliche Verbesserung des bekannten fehlerkorrigierenden Datenübertragungssystems kann dadurch verwirklicht werden, dass die feste Umschaltperiode durch einen adaptiven UmsehaltVorgang ersetzt wird. Unter einem adaptiven UmsehaltVorgang ist hier ein der Art der Fehler angepasster Umschaltvorgang zu verstehen. Insbesondere wird hier ein sich an die Bündellänge anpassender Umsehaltvorgang betrachtet.

In dem bekannten System wird der Umschaltvorgang durch eine erste Eins der Syndromreihe gestartet. Deren Ziffernposition ist mit i angegeben, und es wird angenommen, dass der erste Fehler in der Ziffernposition i-21 auftrat. Nachdem der UmsehaltVorgang gestartet worden ist, verläuft er weiterhin selbstständig. Ein erster Fehler ist als ein Fehler definiert, der auftritt, nachdem N gute Informationsziffern empfangen wurden. Beim Umsehaltvorgang ist die Steueranordnung 113 für Einsen unempfindlich, so dass eine erste Eins eine solche Eins ist, die von der Steueranordnung 113 empfangen wird, wenn diese empfindlich ist.

Zur Erläuterung des adaptiven UmschaItvorgangs wird der Begriff erste Null der Syndromreihe eingeführt. Eine erste Null tritt nach einer ersten Eins auf, und sie wird von einer bestimmten Anzahl von Nullen gefolgt. Diese letzte Anzahl wird auf n-1 gesetzt, worin n-1 die

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höchste im Polynom F(d) auftretende Exponente ist. Wenn auf diese Weise nach einer ersten Eins eine geschlossene Reihe von η Nullen auftritt, so wird die erste Null derselben als erste Null bezeichnet. Die Ziffernposition einer ersten Null wird mit j angegeben. Die Bedeutung einer ersten Null liegt darin, dass sie mit hoher Wahrscheinlichkeit das Ende des Fehlerbündels, d.h. den Anfang des Sicherungsraumsangibt . Dies wird erst näher betrachtet. Eine erste Null wird dann betrachtet, wenn sie in einer der der Ziffernposition i-42+N vorhergehenden Ziffernpositionen auftritt. Ein Fehlerbündel muss nämlich in jedem Fall spätestens in der Ziffernposition i-43+N enden, soll es vollständig korrigierbar sein. Ist dies nicht der Fall und ist mit anderen Worten j nicht kleiner als i-42+N, so wird der feste Umschaltvorgang angewendet. Für die betrachtete Werte von j gilt die Beziehung (5b). Die Syndromziffer in der Ziffernposition j wird mit s. bezeichnet. Nach der Beziehung (5b) gilt:

^Sj+21 ^{= e}2,j+21 ⁺ ^^e1,

Die Syndromziffer s. ist eine erste Null,

wenn alle Syndromziffern s., ,s. ₂₁ Nullen sind.

Dem wird genügt, wenn alle in den Beziehungen (1O.1, ,

IO.22) auftretenden Fehlerziffern e.. und e₂ Nullen sind. Wird der Unterschied zwischen den Fehlerreihen E.. und E,,

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vernachlässigt, so kann festgestellt werden, dass die Syndromziffer s. eine erste Null ist, wenn die Fehlerziffern ^e_2i»—>^e- pi ^Nullen sind. Dies ist eine Reihe von hj Nullen. Die Wahrscheinlichkeit, dass während des Fehlerbündels durch Fehlerausgleich eine aneinandergeschlossene Reihe von n=22 Nullen in der Syndromreihe erzeugt wird, hat den gleichen kleinen Vert wie die Wahrscheinlichkeit, dass der Anfang eines Fehlerbündels nicht innerhalb einer Periode von n=22 Ziffernpositionen festgestellt wird. Diese Wahrscheinlichkeit ist für alle Fehlerfrequenzen, die kleiner als 0,5 sind, kleiner als 10~ .

Auf Grund der Annahme, dass s. eine erste

Null ist, wird angenommen, dass die Ziffer x¹. die letzte Ziffer ist, die verfälscht wurde. Diese Ziffer kommt in der Ziffernposition j-1+N am Ausgang des Verzögerungsregisters 108 an. Der adaptive Umschaltvorgang ist hinsichtlich des ersten Teils mit dem festen UmsehaltVorgang (7·1) identisch. Entsprechend dem adaptiven Umschaltvorgang wird jedoch die Einstellung der Schaltanordnung 111 in die Stellung B am Ende der Ziffernposition j-1+N beendet.. Man erhält dann für den adap— tiven Umschaltvorgang:

Stellung Ai Ziffernpositionen i, ,i-22+N (11.1)

Stellung B: Ziffernpositionen i-21+N, ,j-1+N (11.2)

Stellung A: Von der Ziffernposition j+N an (II.3)

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Falls j nicht kleiner ist als i-42+N, wird der feste UmsehaltVorgang angewendet. Auf die gleiche Art und Weise wie beim festen Umschaltvorgang kann für den adaptiven Umschaltvorgang hergeleitet werden,

dass die Fehlerziffern e., ,e. _{1 w} Nullen sein müssen,

um das durch die Fehlerziffern e. _21# , e. ₁ gebildete

Fehlerbündel vollständig korrigieren zu können. Die erste Reihe bildet den Sieherungsraum von N Ziffernpositionen. Das Fehlerbündel hat eine Länge von j-i+21 Ziffern, die mit L bezeichnet wird. Dieses Ergebnis kann so umschrieben werden, dass ein Fehlerbündel mit einer Bündellänge von L Ziffernpositionen, dem ein fehlerfreier Sieherungsraum von N Ziffernposition folgt, durch den dadptiven UmsehaltVorgang vollständig korrigiert wird,

Der adaptive UmsehaltVorgang umfasst die

Ziffernpositionen i bis einschliesslich j-1+N. Dies sind j-i+N=N+L-21 Ziffernpositionen, und dies ist gleichzeitig der Mindestabstand zwischen zwei korrigierbaren Fehlerbündeln. Wenn i einen derartigen Wert hat, dass eine Anzahl der Ziffernpositionen i-21,---,i-1 im fehlerfreien Raum bis zum vorhergehenden Fehlerbündel liegt, so muss die Bündellänge des zweiten Fehlerbündels um eine gleiche Anzahl von Ziffernpositionen kleiner als L sein, soll es vollständig korrigierbar sein. Falls j=i-42+N ist, so erhält man L=N-21, und ds wird das

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gleiche Ergebnis erzielt, vie bei der Anwendung des festen Umschaltvorgängs.

Der Vorteil des adaptiven Umschaltvorgangs besteht darin, dass der Mindestabstand zwischen zwei korrigierbaren Fehlerbündeln kleiner als beim festen UmsehaltVorgang ist, wenn die Bündellänge kleiner als N-21 ist. Mit dem adaptiven UmSehaltVorgang

können dann dicht aufeinander folgende Fehlerbündel mit einer kleinen Bündellänge ebenso gut korrigiert werden wie weniger dicht aufeinander folgende Fehlerbündel mit einer grösseren Bündellänge.

Es ist erwiesen, dass in Fernsprechkanälen neben Fehlerbündeln auch Zufallsfehler auftreten. Fehlerbündel entsprechen den Ubertragungsperioden mit einer erhöhten Fehlerfrequenz. Die Zufallsfehler treten in den Perioden zwischen· den Fehlerbündeln auf, in denen die Fehlerfrequenz einen niedrigeren Wert hat < > Eine beträchtliche Verbesserung eines fehlerkorrigierenden Datenübertragungssystems wird durch die Anwendung von zwei Korrekturalgorithmen verwirklicht, von denen sich einer zur Korrektur von Fehlerbündeln und der andere zur Korrektur von Zufallsfehlern eignet. In dem bekannten und in dem adaptiven fehlerkorrigierenden Datenübertragungssystem wie beschrieben wird ein Korrekturalgorithmus angewendet, der sich zur Korrektur

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von Fehlerbündeln eignet. Dieser Korrekturalgorithmus entspricht dem UmsehaltVorgang. Mit diesem Algorithmus werden auch Zufallsfehler korrigiert. Die Ausführung dieses Algorithmus für einen Zufallsfehler beansprucht jedoch gleich viel Zeit wie für ein Fehlerbündel, so dass die Korrektureffizienz des Systems durch das Auftreten von Zufallsfehlern abnimmt. Es ist deshalb vorteilhaft, zur Korrektur von Zufallsfehlern einen gesonderten Korrekturalgorithraus anzuwenden. Fehlerkorrigierende Systeme, die zwei Korrekturalgorithmen anwenden, werden in der Literatur adaptive Systeme genannt. Das bisher beschriebene adaptive System ist hinsichtlich der Bündellänge adaptiv. Werden in diesem letzten System zwei Korrekturalgorithmen angewendet, so erhält man ein zweifach adaptives System.

Als erster Schritt zur Verwirklichung eines Korrekturalgorithmus für Zufallsfehler werden zunächst einzelne Fehler betrachtet. Ein einzelner erster Fehler wird hier als ein erster Fehler definiert, dem n-1 gute Ziffern folgen, wobei n-1 die höchste im Polynom F(d) auftretende Exponente ist. Ein erster Fehler ist ein Fehler, dem N gute Ziffern vorhergehen. Wird ein einzelner erster Fehler korrigiert, so kann der nächste einzelne erste Fehler bereits in einem Abstand von η Ziffernpositionen in bezug auf den korrigierten einzelnen ersten Fehler auftreten.

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Die Syndromreihe für einen einzelnen ersten Fehler wird durch die Beziehung (5b) gegeben:

S = E₂ + F(D) E₁ (5b)

Die Ziffernposition eines einzelnen ersten Fehlers wird mit k bezeichnet. Für einen einzelnen ersten Fehler im ersten Verbindungskanal _xerhält man dann mit dem Polynom F(d) nach (6) von der Ziffernposition k an die folgende Syndromreihe:

1000000000010100110111

Diese kennzeichnende Reihe beginnt in

der Ziffernstelle k und endet in der Ziffernstelle k+21. In der Ziffernstelle k'=k+22 kann eine neue kennzeichnende Reihe anfangen. Diese kennzeichnende Reihe wird als die erste kennzeichnende Reihe bezeichnet.

Für einen einzelnen ersten Fehler im zweiten Verbindungskanal gilt die kennzeichnende Syndromreihe:

1000000000000000000000

Diese kennzeichnende Reihe wird als zweite kennzeichnende Reihe bezeichnet.

Die Wahrscheinlichkeit, dass diese kennzeichnende Syndromreihen nicht durch einzelne Fehler hervorgerufen werden, sondern beispielsweise durch den Anfang eines Fehlerbündels, ist äusserst gering. Diese Wahrscheinlichkeit ist kleiner als 10 für. alle Fehlerfrequenzen, die kleiner als 0,5 sind.

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Eine Ausdehnung auf andere einfache Fehlermuster erfolgt geradeaus. So können auch für doppelte Fehler die kennzeichnenden Syndromreihen bestimmt werden, usw. Die Apparatur zur Durchführung des Korrekturalgorithmus wird jedoch dann bald sehr umfangreich. Aus diesem Grund wird die folgende Beschreibung auf einzelne Fehler beschränkt. Hierbei muss jedoch bemerkt werden, dass durch die Anwendung eines Korrekturalgorithmus für einzelne Fehler eine beträchtliche Verbesserung der Korrektureffizienz erhalten wird, und dass eine Ausdehnung auf doppelte Fehler lediglich eine geringe Verbesserung ergibt.

Der Korrekturalgorithmus für Zufallsfehler besteht darin, dass dann, wenn die Steueranordnung 113 in der Anfangsstellung steht und die erste kennzeichnende Reihe festgestellt wird, die im Verzögerungsregister 108 befindliche Ziffer x¹, korrigiert wird. Steht die Steueranordnung 113 in der Anfangsstellung und wird die zweite kennzeichnende Reihe festgestellt, so wird keine Fehlerkorrektur vorgenommen. Steht die Steueranordnung 113 in der Anfangsstellung, so steht die Schaltanordnung 111 in der Stellung A, und die Ziffernübertragung zum Datensammler 1O3 wird nicht durch nur im zweiten Verbindungskanal auftretende Fehler beeinflusst. Diese Fehler brauchen auch nicht korrigiert zu werden. Der Korrekturalgorithmus für Fehlerbündel wird nur dann ausgeführt,wenn

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die Nullen und Einsen der Syndromreihe in anderen Mustern als denen der beiden kennzeichnenden Reihen auftreten.

Figur 2 zeigt ein blockschematisches Diagramm des erfindungsgemässen adaptiven fehlerkorrigierenden Datenübertragungssystems. In Figur 2 und Figur 1 sind entsprechende Einzelteile mit denselben Bezugsziffern versehen. Das adaptive System nach Figur 2 unterscheidet sich von dem System nach Figur 1 durch die Ausführung der Steueranordnung und durch die Aufnahme eines Modulo-2-Addierers in das Verzögerungsregister 108. Letzterer wird im Zusammenhang mit dem Korrekturalgorithmus für Zufallsfehler verwendet. Die Steueranordnung 113 nach Figur 2 besteht aus zwei Hauptteilen, nämlich einem Syndromanalysator 200 und einem Schaltersteuerer 201. Der Syndromanalysator dient dazu, zwischen erstens einzelnen Fehlern im ersten Verbindungskanal, zweitens einzelnen Fehler im zweiten Verbindungskanal und drittens Fehlerbündeln zu unterscheiden und diese anzuzeigen. Der Syndromanalysator ist mittels zweier Leitungen 202 und 203 mit dem Schaltersteuerer 201 verbunden über die Leitung 202 wird ein Signal übertragen, wenn der Anfang eines Fehlerbündels festgestellt ist, und über die Leitung 203 wird ein Signal übertragen, wenn das Ende des Fehlerbündels,

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d.h. der Anfang des Sicherungsraums festgestellt ist. Im umgekehrter Richtung ist der Schaltersteuerer 201 mittels der Leitung 2θ4 mit dem Syndromanalysator 202 verbunden. Über diese Leitung wird während der Ausfuhrung des Korrekturalgorithmus für Fehlerbündel kein Signal zum Syndromanalysatox* zurückgeschickt, um den Korrekturalgorithmus für Zufallsfehler zu verbieten.

Der Syndromanalysator 200 ist über die

Leitung 205 mit dem Verzögerungsregister 108 verbunden. Über diese Leitung wird ein Signal übertragen, wenn der Korrekturalgorithmus für Zufallsfehler ausgeführt wird.

Figur 3 zeigt ein logisches Diagramm eines Teils der Sendestation und die Verbindungen mit der Datenquelle 100 und dem Kanaleingängen I.. und Ip des Senders 101. Das Verzögerungsregister 105 besteht aus einer Hintereinanderschaltung von N synchronen Verzögerungsstufen, die jeweils eine Verzögerung einer Ziffernposition verursachen. Das Kodiernetzwerk 106 besteht aus einer Hintereinanderschaltung von 21 synchronen Verzögerungsstufen mit Modulo-2-Toren, die zwischen selektierten Verzögerungsstufen und zwischen der letzten Verzögerungsstufe und dem Ausgang geschaltet sind. Der Eingang ist mit jedem der Modulo-2-Tore verbunden. Die Übertragungsfunktion F(d) dieses vorwärtsgekoppelte Schieberegisters wird durch die Beziehung (6) gegeben.

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Figur k zeigt· ein logisches Diagramm eines Teils der Empfangsstation des Systems nach Figur 2, mit im wesentlichen dem Verzögerungsregister 108, dem Kodiernetzvrerk 109 und dem Syndromanalysator 200. Das Verzögerungsregister 108 besteht aus einer Hintereinanderschaltung mit N synchronen Verzögerungsstufen mit einem Modulo-2-Tor 400, das zwischen der 21. und Verzögerungsstufe geschaltet ist. Das Kodiernetzwerk ist mit dem Kodiernetzwerk 106 identisch.

Der Syndromanalysator 200 enthält ein aus

der Hintereinanderschaltung von 21 synchronen Verzögerungsstufen bestehendes Syndromregister 401. Der Eingang der ersten Verzögerungsstufe ist an den Ausgang des Modulo-2-Tores 112 angeschlossen,, das die Syndromziffern liefert. Das Syndromregister 401 ist mit einem Ruckste11eingang

402 versehen. Dieser Rucksteileingang ist als ein Eingang der letzten Verzögerungsstufe dargestellt, .es wird jedoch darauf hingewiesen, dass ein diesem Eingang zugeführten Ruckste11signal aus allen Ziffern im Syndromregister Nullen macht. . "

An die Stufen des Syndromregisters 401 und an seinen Eingang ist eine Mustererkennungsanordnung

403 angeschlossen, die mit den drei Ausgängen 4o4, 4O5 und 5O6 versehen ist. Die Mustererkennungsanordnung U03 dient dazu, bestimmte Muster von Nullen und Einsen in

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den 22 Ziffern, die angeboten werden, zu erkennen. Der Ausgang kok liefert ein Signal beim Auftreten der ersten kennzeichnenden Reihe. Der Ausgang kO5 liefert ein Signal beim Auftreten der zweiten kennzeichnenden Reihe und der Ausgang ko6 beim Auftreten einer Reihe von 22 Nullen, die als die Nullreihe bezeichnet wird. Die Mustererkennungsanordnung 4O3 kann durch Anwendung einfacher Logikelemente und mit den normalen Fachkenntnissen verwirklicht werden, und sie wird deshalb nicht in Einzelheiten wiedergegeben.

Der Ausgang der letzten Stufe des Syndromregisters 401 ist an einen Eingang eines Logiktors 4O7 angeschlossen. Die Ausgänge ^04 und 405 der Mustererkennungsanordnung 403 sind jeweils an einen invertierten Eingang des Tors 4θ7 angeschlossen. Der Ausgang des Tors 4O7 ist an die Leitung 202 zum Schaltersteuerer 201 und der Ausgang ho6 der Mustererkennungsanordnung ^03 an die Leitung 203 zum Schaltersteuerer 201 angeschlossen.

Das Logiktor 4O7 liefert ein Ausgangssignal, wenn dem Eingang ein Signal zugeführt wird und wenn den invertierten Eingängen keine Signale·zugeführt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass ein Signal der Anwesenheit eines ersten Logiksignalpegels, und dass kein Signal der Anwesenheit eines zweiten Logiksignalpegels entspricht, und dass die Ziffer 1 durch den

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ersten und die Ziffer O durch den zweiten Logiksignalpegel dargestellt wird. Das Logiktor 4O7 liefert mithin ein Signal, wenn die Ziffer in der letzten Stufe des Syndromregisters 401 eine Eins ist und wenn die erste und zweite kennzeichnende Reihe nicht erkannt sind. Das Signal des Tors 4O7 gilt als Anzeige für den Anfang eines Fehlerbündeis. Die Ziffernposition einer ersten Eins der Syndromreihe ist im vorhergehenden als i bezeichnet. Die Syndromziffer s. erscheint am Ausgang der letzten Stufe des Syndromregisters 401 in der Ziffernposition i+21. Der Anfang eines Fehlerbündels wird dann durch das Logiktor 4O7 angezeigt, und zwar durch ein Signal in der Ziffernposition i+21.

Der Ausgang ko6 der Mustererkennungsanordnung 4O3 ist an die Leitung 203 zum Schaltersteuerer 201 angeschlossen. Die Ziffernposition einer ersten Null der Syndromreihe ist im vorhergehenden mit j bezeichnet. Die Syndromziffer s. erscheint am Ausgang

der letzten Stufe des Syndromregisters in der Ziffernposition j+21. Eine erste Null der Syndromreihe wird dann durch den Ausgang ko6 durch ein Signal in der Ziffernposition j+21 angezeigt.

Der Ausgang 4o4 der Mustererkennungsschaltung 4O3 und die Leitung 204 des Schaltersteuerers 201 sind jeweils an einen Eingang eines Logiktors ho8 angeschlossen,

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Dieses Tor liefert ein Signal, wenn beiden Eingängen ein Signal zugeführt wird. Der Ausgang des Tors ho8 ist an die Leitung 205 zum Verzögerungsregister 108 und über eine Schaltung k09 an den Rückstelleingang des Syndromregisters angeschlossen. Die Schaltung k09 setzt den übergang von keinem Signal zu einem Signal in ein auf günstige Weise verzögertes Rückstellsignal zum Rückstellen des Syndromregisters um. Die Leitung 205 ist mit dem Modulo-2-Tor 400 verbunden.

Zunächst wird nun die Ausführung des

Korrekturalgorithmus für Zufallsfehler beschrieben. Die Ziffernposition eines ersten einzelnen Fehlers ist mit k bezeichnet. Die Syndromziffer s, erscheint in der Ziffernposition k+21 am Ausgang der letzten Stufe des Syndromregisters 401. In dieser letzten Ziffernposition liefert der Ausgang kok der Mustererkennungsschaltung h03 ein Signal, wenn wie angenommen der einzelne Fehler im ersten Verbindungskanal aufgetreten ist. Dieses Signal verhindert, dass das Tor 4O7 ein Signal liefert, und es verbietet den Korrekturalgorithmus für Fehlerbündel. Die Leitung 20^ hat ein Signal, wenn der Korrekturalgorithmus für Fehlerbündel nicht ausgeführt wird. Es wird angenommen, dass die Leitung 20^ tatsächlich ein Signal hat, so dass das Tor Uo8 in diesem Fall ein Signal in der Ziffernposition k+21 liefert.

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Dieses eine Eins darstellende Signal wird über die Leitung 205 einem Modulo-2-Tor 400 zugeführt, in dem die Eins zu der am Ausgang der 21. Stufe des Verzögerungsregisters auftretenden Ziffer modulo-2-addiert wird. Diese letzte Ziffer ist die Ziffer x¹ , d.h., die Ziffer in der der einzelne Fehler auftrat. Indem zu x¹, eine Eins modulo-2-addiert wird, wird der Fehler entsprechend der folgenden Beziehung korrigiert:

worin e.. .. =1 den einzelnen Fehler darstellt. Die in ι ,κ

der Ziffernposition k+22 am Ausgang der 22. Stufe des Verzögerungsregisters 4o8 auftretende Ziffer ist die korrigierte Ziffer x, .

Das dem SyndroBEregister 401 über die

Schaltung 409 zugeführte Rückstellsignal wandelt alle Ziffern im Syndromregister in Nullen um und sorgt dafür, dass die letzte Ziffer der ersten kennzeichnenden Reihe, welche Ziffer eine Eins ist und welche Ziffer in der Ziffernposition k+21 am Eingang des Syndromregisters auftritt, vom Syndromregister als eine Null empfangen wird. Ein einzelner in der Ziffernposition k+22 oder später auftretender Fehler wird auf die gleiche Weise wie der einzelne Fehler in der Ziffernposition k korrigiert. Vorstehendes wird bei einzelnen ersten Fehlern angewendet, die im ersten Verbindungskanal auftreten. Im zweiten Verbindungskanal auftretende einzelne

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Fehler werden nicht korrigiert. Die Anzeige dieser Fehler am Ausgang 4O5 der Mustererkennungsschaltung wird nur dazu verwendet, um den Korrekturalgorithmus für Fehlerbündel zu verbieten.

Figur 5 zeigt ein logisches Diagramm

eines Teils des Systems nach Figur 2, mit im wesentlichen der Schaltanordnung 111 und dem Schaltersteuerer 201. Die Schaltanordnung 111 umfasst zwei Logiktors und 501 und ein ODER-Tor 502, deren Schaltung nicht näher erläutert zu werden braucht. Ein invertierter Eingang des Tors 500 und ein Eingang des Tors 501 sind an einen Ausgang 503 des Schaltersteuerers 201 angeschlossen. Dieser Ausgang liefert normalerweise kein Signal, so dass normalerweise das Tor 500 in Betrieb und das Tor 501 ausser Betrieb ist. Dies entspricht der Stellung A. Die Schaltanordnung steht in der Stellung B, wenn der Ausgang 503 ein Signal liefert.

Der Schaltersteuerer 201 umfasst zwei

Synchronzähler 5O4 und 505» von denen der erste N-42 Zählstellungen und der zweite N-21 Zählstellungen aufweist. In der Anfangsstellung des Schaltersteuerers stehen die Zähler in der Zählstellung 0. Ein Logiktor 5O6 hat ,einen an die Leitung 202 angeschlossenen Eingang, einen an den 0-Ausgang eines JK-Flipflops angeschlossenen Eingang und einen an einen Ausgang

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des Zählers 5O4 angeschlossenen Eingang. Der Ausgang des Tors 5O6 ist an einen Eingang des Zählers 5O4 angeschlossen. Das Tor 506 liefert ein Signal» wenn allen Eingängen ein Signal zugeführt wird. Der Ausgang 508 des Zählers 5O4 liefert ein Signal, wenn der Zähler in der Zählstellung 0 steht, und der 0-Ausgang des JK-Flipflops 507 liefert ein Signal, wenn das Flipflop in der Stellung 0 steht. In der Anfangsstellung des

jolj. ^Jj der Schaltersteuerers steht der Zähler Zählstellung

0 und das JK-Flipflop 507 in der Stellung 0. Es wird angenommen, dass von der Leitung 202 in dem Moment ein Signal empfangen wird, in dem der Schaltersteuerer in der Anfangssteilung steht. Dieses Signal zeigt den Anfang eines Fehlerbündels an. Die Ziffernposition dieses Signals ist im vorhergehenden mit i+21 bezeichnet. In dieser Ziffernposition wird allen Eingängen des Tors 506 ein Signal zugeführt, und dieses liefert ein Signal zum Zähler 5O4. Hierdurch wird der Zähler gestartet, wodurch er einen Zählzyklus durchläuft. Dieser Zyklus beginnt mit der Zählstellung 1 in der Ziffernposition i+22 und endet mit der Zählstellung 0 in der Ziffernposition i+N-21. Von dieser Ziffernposition an bleibt der Zähler 5O4 in der Zählstellung 0 stehen. Der Ausgang des Tors 506 ist auch an den J-Eingang des Flipflops 507 angeschlossen, wodurch letzterer zu Anfang der Ziffernposition

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i+22 in die Stellung 1 eingestellt wird. Der O-Ausgang entfernt das Signal vom Eingang des Tors 506, so dass der Zähler 5O4 durch ein von der Leitung 202 empfangenes Signals nicht erneut gestartet werden kann, solange das Flipflop 507 in der Stellung 1 steht. Die vom Schaltersteuerer 201 zum Syndromanalysator 202 laufende Leitung 204 ist mit dem O-Ausgang des Flipflops 507 verbunden, und sie trägt demzufolge von der Ziffernposition i+22 an bis zu dem Moment, in dem das Flipflop

507 in die Stellung 0 rückgestellt wird, kein Signal. Die Abwesenheit eines Signals an der Leitung 204 verbietet den Korrekturalgorithmus für Zufallsfehler wie beschrieben wurde.

Ein Logiktor 509 hat.einen an den Ausgang

508 des Zählers 5O4 angeschlossenen Eingang und einen an den 1-Ausgang des Flipflops 507 angeschlossenen Eingang. Der Ausgang des Tors 509 bildet den Ausgang 503 des Schaltersteuerers. Das Tor 509 liefert ein Signal, wenn allen Eingängen ein Signal zugeführt wird. Dies ist der Fall von der Ziffernposition i+N-21 an, in der der Zähler in die Zählstellung 0 eingestellt wird, Der Ausgang 503 hat dann ein Signal vom Anfang der Ziffernposition i+N-21 an, welches Signal die Schaltanordnung 111 in die Stellung B einstellt. Die bisherige Beschreibung entspricht dem ersten Teil (II.I) des adaptiven UmsehaltVorgangs und dem Anfang seines zweiten Teils (11.2).

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Ein UND-Tor 510 hat einen an die Leitung 203 angeschlossenen Eingang und einen an den 1-Ausgang des Flipflops 507 angeschlossenen Eingang. Der Ausgang des Tors 510 ist an einen Eingang eines ODER-Tors 511 angeschlossen. Ein Logiktor 512 hat einen an den Ausgang des ODER-Tors 511 und einen an den Ausgang 513 des Zählers 505 angeschlossenen Eingang. Der Ausgang des * Tors 512 ist an einen Eingang des Zählers 505 angeschlossen. Der Ausgang 513 des Zählers 505 liefert ein Signal, wenn der Zähler in der Zählstellung 0 steht. Es wird nun angenommen, dass von der Leitung 203 in dem Moment ein Signal empfangen wird, in dem der Zähler 50^ gestartet ist und der Zähler 505 in der Zählstellung 0 steht. Dieses Signal zeigt das Ende des Fehlerbündels an. Die Ziffernposition dieses Signals ist im vorhergehenden mit j+21 bezeichnet. In dieser Ziffernposition liefern die Tore 510, 511 und 512 ein Signal. Das Tor 512 führt dem Zähler 505 ein Signal zu, wodurch dieser einen einzigen Zählzyklus ausführt. Dieser Zyklus fängt mit der Zählstellung 1 in der Ziffernposition j+22 an und endet mit der Zählstellung 0 in der Ziffernposition j+N. An den Zähler 505 ist ein Dekoder 51^ für die Zählstellung N-22 angeschlossen. Der Zähler 505 erreicht die Zählstellung N-22 in der Ziffernposition j+N-1. Der Ausgang des Dekoders 51^ ist an den K-Eingang des

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Flipflpps 507 angeschlossen. Der Dekoder 514 führt in den Ziffernpositionen j+N-1 dem K-Eingang ein Signal zu, wodurch das Flipflop 507 zu Anfang der Ziffernposition j+N in die Stellung 0 eingestellt wird. Der 1-Ausgang entfernt das Signal vom Eingang des Tors 509» wodurch dieses das Signal vom Ausgang 503 entfernt. Hierdurch wird die Schaltanordnung 111 in die Stellung A rückgestellt. Dies entspricht dem Ende des zweiten Teils (11·2) des adaptiven Umschaltvorgangs. Der Schaltersteuerer befindet sich nun in der Anfangsstellung, und er liefert ein Signal zur Leitung 2θ4, welche das Verbot für den Korrekturalgorithmus für Zufallsfehler aufhebt.

Wenn vorabgehend an der Ziffernpositipn i+N-21 kein Signal von der Leitung 203 empfangen wird, so wird der Zähler 5Q5 in der Ziffernpqsition i+N-21 durch das Signal vom Tor 5Q$> iiber das ODER-Tor 511 gestartet. Man erhält dann den festen Unischaltvorgang nach (7.2), worin q=N-21 gewählt ist·

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Claims

_41- PHN.5621

PATENTANSPRÜCHE;

My¹ Fehlerkorrigierend.es Datenübertragungssystem mit einer Datenquelle, einem Zweikanalsender, einem Zweikanalempfänger, einem Datensammler und einem Übertragungsweg zwischen dem Sender und Empfänger, in dem die Datenquelle an den Eingang des ersten Kanals des Senders, an den Eingang eines ersten Verzögerungsregisters und an den Eingang eines ersten linear sequentiellen Kodiernetzwerks mit Vorwärtskoppelwegen angeschlossen ist, in dem der Ausgang des ersten Verzögerungsregisters und der Ausgang des ersten Kodiernetzwerks an einen ersten Modulo-2-Addierer angeschlossen sind, dessen Ausgang an den Eingang des zweiten Kanals de3 Senders angeschlossen ist, in dem der Ausgang des ersten Kanals des Empfängers an den Eingang eines zweiten Verzögerungsregisters mit derselben Verzögerungszeit wie das erste Verzögerungsregister und 'an den Eingang eines zweiten

- Kodiernetzwerks mit derselben übertragungsfunktion wie das erste Kodiernetzwerk angeschlossen ist, in dem der Ausgang des zweiten Kanals des Empfängers und der Ausgang des zweiten Kodiernetzwerks an einen Modulo-2-Addierer angeschlossen sind, und in dem der Ausgang des zweiten Verzögerungsregisters und der Ausgang des zweiten Modulo-2-Addierers an einen dritten Modulo-2-Addierer angeschlossen sind, mit einer Schaltanordnung

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-42- PHN.5621

mit zwei Stellungen, um den Datensammler in der ersten Stellung an den Ausgang des zweiten Verzögerungsregisters und in der zweiten Stellung an den Ausgang des zweiten Modulo-2-Addierers anzuschliessen, und mit einer Steueranordnung, die mit einem Eingang für die durch den dritten Modulo-2-Addierer gelieferten Syndromziffern versehen ist, um die Schaltanordnung nach Verlauf einer vorgegebenen Zeit nach dem Moment, in dem eine Anzeige des Anfangs eines Fehlerbündels auftrat, zeitweise in die zweite Stellung einzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranordnung ein Syndromregister enthält, das die Syndromziffern als Eingangssignale emfpängt, und dass an das Syndromregister eine Mustererkennungsanordnung angeschlossen ist, zur Unterscheidung und Anzeigung erstens einfache Fehlermustern insbesondere einzelne Fehler im ersten Kanal des Empfängers, zweitens einfache Fehlermuster, insbesondere einzelne Fehler im zweiten Kanal des Empfänger* und drittens Fehlerbündel, und dass eine Fehlerkorrekturschaltung vorhanden ist, die auf die Anzeige eines einfachen Fehlermusters im ersten Kanal des Empfängers reagiert, um eine Ziffer im zweiten Verzögerungsregister zu korrigieren, das durch das angezeigte Fehlermuster beeinflusst ist.
2. Fehlerkorrigierendes Datenübertragungssystem nach Ans.pruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mustererkennungsanordnung dazu eingerichtet ist, um eine erste

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kennzeichnende Reihe von Syndromziffern festzustellen und anzuzeigen, die der Reaktion des Kodiernetzwerks auf eine binäre Eins, der binäre Nullen folgen, entspricht, um eine zweite kennzeichnende Reihe festzustellen, die aus einer binären Eins besteht, der binäre Nullen folgen, und um die Nullreihe festzustellen, die ausschliesslich binäre Nullen enthält,' und dass die Anzeige des Anfangs eines Fehlerbündels durch die Anwesenheit einer binären Eins in der letzten Stufe des Schieberegisters gebildet wird, wenn diese Eins keinen Teil einer ersten oder zweiten kennzeichnende Reihe bildet. 3· Fehlerkorr!gierendes patenübertragungssystem

nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die. Isiustej?- erkennungsanordnung dazu eingerichtet ipt, um die ausschliesslich binäre Ν,μΐΐβη enthaltende |iullreihe festzustellen und anzuzeigen, und dass die, Schal tajiordnuiig einen Eingang besitzt, um die Anzeige der Nullre^he z\x gippffingen, und dass die Schaltanordnung dazu^ einggrichtf/f; ist» |im clie Schaltanordnung zu ginem yprgegeb_sene.n Zeitpunkt P^P|| 4^e?? M°™^ei^» ί"^η ^^em ^B Anzeige f|gr ijtil^reih^e auftrat, i|i die erste Stellung rlick^ugte^Vfn;

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