DE3040004A1 - Verfahren und vorrichtung zum codieren von pruefworten geringer redundanz aus ursprungsdaten - Google Patents

Description

IEDTKE - BüHLING - KlNNE Grupe - Pellmann - 5 -

Dipl.-lng. R. Kinne 3040004 Dipl.-lng. R Grupe

Dipl.-lng. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2

Tel.: 089-539653

Telex: 5-24845 tipat

cable: Germaniapatent München

23.Oktober 1980

DE 0765 / case G5-8O26-MK

MATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL COMPANY, LIMITED

Kadoma-shi, Japan

Verfahren und Vorrichtung zum Codieren von

Prüfworten geringer Redundanz aus Ursprungsdaten

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Codierung von Ursprungsdaten zu einem Datenblockformat aus Datenworten und von gewählten Datenworten abgeleiteten ParitätsprüfWorten. Das Verfahren und die Vorrichtung sind insbesondere für die Bearbeitung von digitalen Tonfrequenzsignalen zweckdienlich, die auf einem magnetischen Aufzeichnungsmaterial aufgezeichnet sind.

Es wurden verschiedenerlei Versuche unternommen, die Häufigkeit von auf in Aufzeichnungsmaterial auftretenden Signalausfällen bzw. "dropouts" beruhenden Fehlern bei magnetisch aufgezeichneten digitalen Signalen dadurch zu verringern, daß aus Ursprungsdaten Prüfworte codiert werden, um einen Datenblock in der Weise zu formen, daß bei der'Wiedergabe der aufgezeichneten Signale Fehler erkannt und korrigiert werden können. Bei früheren Versuchen wurden Fehlerkorrektur-Prüfworte mit den zugeordneten Datenworten vermischt. Dies ergibt eine wesentliche Steigerung

Vl/rs

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Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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] hinsichtlich der Redundanz bei begleitender Steigerung der hohen Datendichte auf dem Aufzeichnungsmaterial. Das heißt, die räumliche Häufigkeit der aufgezeichneten Datenbits steigt bis zu einem Punkt an, an dem ein c komplexes System notwendig wird. Der Grad der Redundanz wird üblicherweise unter Berücksichtigung der Art der Ursprungsdaten wie eines Videosignals, eines Tonfrequenzsignals, Computerdaten oder dgl. im Zusammenhang mit der Fehlerhäufigkeit des verwendeten Aufzeichnungsmaterials festgelegt. Es ist von besonderer Bedeutung, unter den auferlegten Beschränkungen hinsichtlich der Redundanz ein Datenformat mit hoher Fehlerkorrektur-Fähigkeit zu gestalten.

Andererseits wird allgemein die elektronische Bearbeitung bzw. der "elektronische Bandschnitt" angewandt, weil dies den Vorteil hat, daß eine Überspielung des aufgezeichneten Tonfrequenzprogramms von einem Band auf das andere ohne Schneiden der Bänder und darauffolgendes Verbinden derselben möglich ist= Aufgrund der dem Bandantriebssystem eigenen Schwankungen ist es nahezu unmöglich, an dem Schnittpunkt die Datenbits genau zusammenzufügen, die Abstände von einigen μπι haben. Daher ist es notwendig, einen ganzen Datenblock auszuscheiden, in dem der Schnittpunkt auftritt, da dadurch dieser Block insgesamt ungültig wird. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit sind bei einem früheren Versuch zwischen aufeinanderfolgenden Datenblöcken Blocklücken (IBG) vorgesehen worden, in die die Schnittpunkte gelegt werden konnten. Dieses Verfahren ist jedoch hinsichtlich des Codierwirkungsgrads nicht zufriedenstellend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Codierung von Prüfworten aus Ursprungsdaten ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die ohne Steigerung der Redundanz die Korrektur von Fehlern mit einem hohen Sicherheitsgrad gewährleisten.

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-⁷ - ^D Mit der Erfindung sollen ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen werden, bei denen codierte Priifworte innerhalb eines Datenblocks gesondert von Datenwort-Gruppen in einem einzigen Paritätsfeld bzw. Paritätsprüffeld gruppiert werden.

Weiterhin sollen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Paritäts prüfworte in Richtung der Bandbewegung angeordnet werden, um zur Vermeidung von Datenverlust das elektronische Schnei den an der Stelle der Paritätsprüfworte zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß werden digitale Ursprungsdaten., in eine Vielzahl von Gruppen aus Datenworten umgesetzt, die in einem Muster aus Zeilen und Spalten angeordnet werden, wobei die Zeilen den jeweiligen Aufzeichnungsspuren entsprechen. Den Datenworten einer jeden Zeile geht ein Synchronisiercode voraus und es folgt ein zyklischer Redundanzprüfcode (CRCC) bzw. Blocksicherungscode, der durch Teilen der vorhergehenden Datenworte dieser Zeile durch ein Polynom abgeleitet wird, um damit die Erkennung von Fehlern in den zugeordneten Zeilen-Datenworten zu ermöglichen. Ein Paritätsprüfwort wird durch Modulo-2-Summation bzw. Exklusiv-ODER-Verknüpfung oder Antivalenzverknüpfung von Datenworten abgeleitet, die aus verschiedenen Datenwort-Gruppen gewählt werden. Diese Paritätsprüfworte werden in eine Vielzahl von Gruppen in einem Zeilen-Spalten-Muster angeordnet, das gleich dem Muster der Datenworte ist, und an einer den Datenwort-Gruppen folgenden Stelle eingefügt. Den ParitätsprüfWorten einer jeden Zeile geht ein Synchronisiercode voraus, während ein zyklischer Blocksicherungscode nachfolgt. Wenn in einer Blocksicherungscode-Wortgruppe ein einzelner Fehler auftritt, ist der Fehler durch Bitinversion mittels des zugehörigen Paritätsprüfworts korrigierbar. Falls in einer Blocksicherungscode-Wortgruppe mehr als ein Fehler auftritt, können die Fehler mittels des Paritätsprüfworts nicht korrigiert werden. Die auf diese Weise nicht korri-

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gierbaren Fehler können durch Interpolation korrigiert werden.

Eine höhere Fehlerkorrektur-Fähigkeit wird dadurch erzielt, daß erste und zweite Paritätsprüfworte gebildet werden, die jeweils in einem gesonderten Paritäts- bzw. Paritätsprüffeld angeordnet werden. Jedes der ersten Paritätsprüfworte wird durch Modulo-2-Summation von in einer jeden Spalte angeordneten Datenworten gebildet, während jedes der zweiten Paritätsprüfworte durch Modulo-2-Summation von diagonal angeordneten Datenworten verschiedener Datenwort-Gruppen erzeugt wird. Eine der Paritätswort-Gruppen wird an einer den Datenwort-Gruppen folgenden Stelle angeordnet, während die andere Gruppe längs einer zu den Zeilen der Datenworte parallelen gesonderten Zeile angeordnet wird. Falls zwei der ersten Paritätskombinationen von Datenworten jeweils zwei Fehler enthalten, die auch einen Teil der Fehler in zwei der zweiten Paritätskombinationen der Datenworte bilden, sind derartige Fehler "unkorrigierbar", so daß zur Annäherung die Interpolation angewandt wird. Das elektronische Schneiden kann zur Vermeidung eines Verlusts an Datenworten an der Stelle einer der Paritätsgruppen vorgenommen werden.

Bei einem Mehrkanal-Tonfrequenzsystem werden die Datenworte eines jeden Kanals auf Spuren aufgezeichnet, die mit den Spuren für die anderen Kanäle so verschachtelt sind, daß die Datenworte einer jeden Spur eines bestimmten Kanals zu benachbarten Spuren für den gleichen Kanal einen

Abstand von η Spuren haben, wobei η die Anzahl der einem jeden Kanal zugeordneten Spuren ist. Dieses Datenformat dient dazu, das Auftreten von Fehlern bei Datenworten von ein- und demselben Kanal zu verringern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

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Fig. 1 ist eine Darstellung eines Datenformats

gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 2 ist eine Darstellung eines Magnetaufzeichc nungs- und -Wiedergabesystems, bei dem

aus Ursprungsdaten Prüfworte entsprechend dem Format nach Fig. 1 codiert werden.

Fig. 3 zeigt Einzelheiten einer Fehlerkorrektur-IQ schaltung des Systems nach Fig. 2.

Fig. 4 ist eine Darstellung eines Datenformats gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für eine Mehrkanal-Datenquelle.

Fig. 5 ist eine Darstellung des Datenformats

nach Fig. 4, wobei Modulo-2-Kombinationen von Datenworten mit unterschiedlichen Schraffierungen markiert sind.

Fig. 6 zeigt ein Magnetaufzeichnungs- und -Wiedergabesystem, bei dem aus Ursprungsdaten Prüfworte entsprechend dem Datenformat gemäß den Fig. 4 und 5 codiert werden.

Fig. 7 zeigt Einzelheiten einer Verzögerungsspeichereinheit und eines Q-Paritätsgenerators des Systems nach Fig. 6. 30

Fig. 8 zeigt Einzelheiten einer Fehlerkorrekturschaltung des Systems nach Fig. 6.

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Fig. 9 ist eine Darstellung von Modulo-2-

Kombinationen von Datenworten für Q₁-, Q₂- und Q₃~Paritätsprüfworte und zugeordnete P-Paritätsprüfworte, die in einem Muster aus Zeilen und Spalten ange

ordnet sind, wobei mit Kreisen Fehlerstellen in einem der schwerwiegendsten Fälle bezeichnet sind.

Fig. 10 zeigt die Datenworte nach Fig. 9 im Falle

unkorrigierbarer Fehler, wobei zur Vereinfachung die Bezeichnungen der Datenworte weggelassen sind.

Fig. 11 zeigt ein weiteres Datenformat, das eine

Abwandlung des Datenformats nach Fig. 5 darstellt.

Fig. 12 zeigt die Datenworte und die Prüfworte für Modulo-2-Kombinationen in P- und

Q-Parität nach Fig. 11 in Anordnung in einem Muster aus Zeilen und Spalten.

Fig. 13 ist ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Codierung von Prüfworten entsprechend

dem Format nach Fig. 11.

Die Fig. 1 zeigt ein Aufzeichnungsformat eines Datenblocks, der entsprechend dem Codierschema bei einem ersten Ausführungsbeispiel· auf einem Magnetband aufgezeichnet ist. Der Dätenblock ist in ein Datenfeld und ein Paritätsfeld bzw. Paritätsprüffeid aufgeteilt. Das Datenfeld ist seinerseits in 2K Rahmen bzw. Raster aus Datenworten aufgeteilt, die Rasterstellen #1 bis #2K zugeordnet sind, wobei K eine ganze Zahl gl·eich oder größer' "1" ist; das Paritätsfeid ist in K Raster von Paritätsprüfcodes bzw. Korrekturcodes untergeteilt, die Rasterstellen #(2K + 1) bis #3K zugeordnet sind. Zur

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Bildung eines Datenrasters in Zeilen-Spalten-Anordnung werden zeitlich aufeinanderfolgende Nachrichten-Datenworte d auf Spuren #1 bis #4 in Richtung quer zur Bewegungsrichtung des Bands aufgezeichnet, wobei der Index an d die Reihenfolge des Auftretens eines jeweiligen Datenworts angibt. Jeder Datenraster hat ferner mehrere Raster-Synchronisiercodes S mit einem bestimmten Bitmuster, die jeweils in der ersten Spalte angeordnet sind, und mehrere zyklische Fehlererkennungs-Blocksicherungscodes (CRCC), die jeweils in der letzten Spalte angeordnet sind. Jeder Paritätsraster ist aus Paritätsprüfworten bzw. Paritätsprüfcodes P. . (p ) zusammengesetzt , die durch Modulo-2-Addition der Datenworte einer jeden Spalte des Datenrasters #i und der Datenworte einer entsprechenden Spalte des Datenrasters #j erzeugt werden, was durch die folgende Gleichung ausgedrückt ist:

D.(d)©D.(d)=P. -Cp) (1)

wobei i im Bereich von 1 bis K liegt, j im Bereich von K + 1 bis 2K liegt, r im Bereich von 1 bis 4n liegt und η die Anzahl der Spalten je Raster ist. Im einzelnen werden jeweils aus den Datenworten d₁ bis d. des Datenrasters #1 und den Datenworten d₁ bis d» des Datenrasters #(K+1) Paritätsprufworte

^Pi ,K₊I^l*' ^,K+^V' ^Pl_#K+l⁽P3^)Und

abgeleitet. Auf gleichartige Weise werden die Paritätsprüfworte der letzten Spalte des Rasters § (2K+1) aus den Datenworten der letzten Spalte des Rasters #1 und den Datenworten der letzten Spalte des Rasters # (K+1) erzeugt, während die Paritätsprufworte bzw. Paritätspruf codeworte des Rasters #3K aus den in den Rastern

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] #K und #2K enthaltenen Datenworten erzeugt werden. Damit haben die Datenworte, die ein Paritätsprüfwort bilden, in Bewegungsrichtung des Bands einen Abstand von K Rastern. Wie bei den Datenrastern geht den Paritätsprüf-Worten einer jeden Zeile ein Raster-Synchronisiercode S¹ voraus, während ein zyklischer Blocksicherungscode nachfolgt. Der Synchronisiercode S¹ hat ein von dem Datenraster-Synchronisiercode S verschiedenes Bitmuster, um eine Unterscheidung zu ermöglichen.

Die Fig. 2 zeigt ein Magnetaufzeichnungs- und -Wiedergabesystem, bei dem der Codiervorgang entsprechend dem Datenformat nach Fig. 1 ausgeführt wird. Das System nach Fig. 2 weist ein Tiefpaßfilter 2 auf, das von einem Eingangsanschluß 1 ein Analogsignal aufnimmt und unerwünschte Signalkomponenten mit Frequenzen von mehr als 20 kHz unterdrückt. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 2 ist an einen Analog-Digital-Umsetzer 3 angelegt, dessen Ausgangssignal· einem als Zeitverdichtungs-Speicher dienenden Schreib-Lese-Speicher zugeführt wird. Der Speicher 4 wird mittels einer (nicht gezeigten) gemeinsamen Zeitsteuerungsquelle bzw. Taktsignalque^e im Takt so gesteuert, daß die von dem Umsetzer zugeführten Datenworte in Spaltenrichtung synchron mit der Analog-Digital-Umsetzzeitsteuerung eingeschrieben werden, um damit die Datenworte eines Feids in einem Muster aus vier Zeilen und 2Kn Spalten einzuspeichern, wobei η die Anzahl der Spaltendaten in einem jeden Raster ist. Der Speicher 4 enthält ein weiteres Datenfeld, in das auf die gleiche Weise nachfolgend erzeugte Datenworte eingespeichert werden; während die nachfolgenden Daten eingeschrieben werden, wird aus dem Speicher das vorangehende Datenfeld in Zeilenrichtung auf Spalten-Grundlage ausgelesen, so daß sich ein Satz von vier Zeilen bzw. Reihen von Datenworten ergibt, wobei die Datenreihen jeweils der Aufzeich-

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nungsspur #1 bis #4 entsprechen. Die Wiedergewonnenen bzw. abgegebenen Datenworte sind daher zeitlich so komprimiert bzw. verdichtet, daß zeitliche Lücken für das spätere Einfügen der Raster-Synchronisiercodes und der Blocksicherungscodes sowie eines Paritätsprüfrasters zur Fertigstellung eines Datenblocks gebildet sind.

An die Ausgänge des Zeitverdichtungs-Speichers ist ein erster Verzögerungsspeicher 5 angeschlossen, der in die wiedergewonnenen Datenreihen eine Verzögerung um ein Intervall von K Rastern einführt; die verzögerten Datenworte werden einem Paritätsgenerator 6 bekannten Aufbaus zugeführt, der auch mit den von dem Speicher 4 abgegebenen unverzögerten Datenworten gespeist wird.

Dieser Paritätsgenerator ergibt zur Erzeugung eines Paritätsprüfworts P. .(p ) die Modulo-2-Addition eines jeden Datenworts des i-ten Rasters und eines Datenworts entsprechender Zeile bzw. eines dementsprechenden Zeilen-Datenworts des j-ten Rasters. Auf diese Weise wird ein Satz aus vier Reihen von Paritätscodeworten bzw. Paritätsprüfworten erzeugt und einem zweiten Verzögerungsspeicher 7 zugeführt, in dem die Paritätscodeworte um ein Intervall von K Rastern verzögert werden, wobei die verzögerten Paritätsprüfworte an eine erste Mischschaltung 8 angelegt werden, an die auch die unverzögerten Datenworte aus dem Speicher 4 angelegt werden. Auf diese Weise werden die Paritätsprüfworte in die Rasterstellen #(2K + 1) bis #3K eingesetzt, die den vorhergehenden Datenworten in den Rastern #1 bis #2K unmittelbar folgen.

An die Ausgänge der Mischschaltung 8' ist ein Blocksicherungscode- bzw. CRCC-Generator 9 angeschlossen, der auf bekannte Weise im wesentlichen Schieberegister und Exklusiv-ODER-Glieder bzw. Antivalenzglieder aufweist.

Dieser Blocksicherungscode-Generator ist zur Erzeugung eines Polynom-Codes ausgebildet, der durch X +X +

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] X + 1 ausgedrückt ist (und der üblicherweise bei der

Magnetplattenaufzeichnung und der Kassettenbandaufzeichnung verwendet wird); damit wird die Division eines jeden Rasters von Zeilenworten durch das erzeugte Polynom berberin geführt. Der Divisions-Rest wird in eine mittels des Zeitverdichtungs-Speichers geleerte Zeitlücke eingefügt, die der letzten bzw. η-ten Spalte der Datenworte und Paritätsprüfworte einer entsprechenden Zeile folgt. Diese Einfügung wird mittels einer zweiten Mischschaltung 11

IQ bewerkstelligt, die an die Ausgänge der ersten Mischschaltung 8 und die Ausgänge des Blocksicherungscode-Generators 9 angeschlossen ist. Die zweite Mischschaltung 11 empfängt auch Raster-Synchronisiercodes S und S^r, die mittels eines Rastersynchronisier-Generators 10 erzeugt werden. Diese Svnchronisiercodes haben voneinander verschiedene, nicht zyklische Bitmuster, so daß die gegenseitige Unterscheidung von Datenrastern und Paritätsprüfrastern ermöglicht ist, und werden unter geeigneter Zeitsteuerung so erzeugt, daß die Einfügung in jeweilige Zeitlücken möglich ist, die den ersten Spaltenworten der Datenraster und der Paritätsraster vorangehen; dadurch wird ein Datenblock gemäß der Darstellung in Fig. 1 fertiggestellt.

Auf diese Weise wird eine Reihe von Datenblöcken erzeugt und an einem Modulator 12 angelegt, der die Daten in eine für die magnetische Aufzeichnung und Wiedergabe geeignete Form umsetzt. Im einzelnen wird das (bei der magnetischen Aufzeichnung am verbreitetsten angewandte) abgewandelte Frequenzmodulationsverfahren verwendet, um den Vorteil aus der Möglichkeit bei demselben zu ziehen,, die Aufzeichnungsfrequenz auf die Hälfte der Taktfrequenz zu verringern. Die frequenzmodulierten Daten für eine jede Spur werden jeweils über einen Linear-Verstärker 13 einem jeweiligen Aufzeichnungskopf 14 zugeführt, der hinsichtlich eines Magnetbands 15 ausgerichtet ist (wobei zur Vereiinfachung nur einer der vier Aufzeichnungsköpfe gezeigt ist).

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Während der Wiedergabe wird das auf einer jeweiligen Spur aufgezeichnete digitale Signal mittels eines zugeordneten Wiedergabekopfs 16 erfaßt und nach Verstärkung und Kurvenformung mittels eines zugeordneten Wieder- c gabeverstärkers 17 einem Demodulator 18 zugeführt. Der Demodulator 18 setzt die wiedergegebenen digitalen Signale in Datenreihen ohne Nullrückkehr bzw. NRZ-Datenreihen um, die dann in eine Synchronisier-Abtrennstufe 19 eingegeben werden. Diese Abtrennstufe weist im wesentlichen

IQ Bit-Vergleicher auf, mit denen bei Übereinstimmung mit den Synchronesier-Bitmustern die Raster-Synchronisiercodes S und S¹ aus den empfangenen Datenreihen ausgesondert werden. Die ausgesonderten Synchronisiercodes werden einem Gleichlaufstöfungs-Abfangspeicher 2 0 zuge-

■]5 führt, an den auch die Datenreihen aus dem Demodulator 18 angelegt werden. Dieser Abfangspeicher ermöglicht es, im Ansprechen auf die Ausgangssignale der Synchronisier-Abtrennstuf e 19 den Schreibvorgang auf die Ankunft eines jeden Datenrasters und Paritätsrasters hin einzuleiten.

Nachdem ein Raster in dem Speicher 20 gespeichert ist, wird dieser mittels eines nicht gezeigten, hinsichtlich der Frequenz stabilisierten Oszillators taktgesteuert, um die gespeicherten Rasterworte so wiederzugewinnen, daß die wiedergewonnenen Daten keine Gleichlaufschwankungs-Komponenten mehr enthalten, die aufgrund von als langsame und schnelle GleichlaufSchwankungen bekannten Schwankungen der Bandbewegungsgeschwindigkeit entstehen könnten.

Die hinsichtlich des Gleichlaufs störungsfreien Datenreihen werden einer Fehlererkennungsschaltung 21 zugeführt, die ein Polynom X +X + X + 1 erzeugt und damit die Wortbits des Rasters dividiert, um das Vorhandensein eines Fehlers dadurch zu ermitteln, daß der Divisionsrest nicht gleich Null ist. Wenn ein Fehler

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ermittelt wird, wird ein Fehleradreßcode erzeugt, der die Nummern des Rasters und der Spur der fehlerhaften Worte angibt. Der Fehleradreßcode wird an eine Fehlerkorrekturschaltung 25 sowie an eine Interpolationsschaltung 26 angelegt. Die Fehlererkennungsschaltung erzeugt ferner Einschaltsignale, die in Abhängigkeit von der Anzahl und Lage der ermittelten Fehler bestimmen, ob die Fehlerkorrekturschaltung 25 oder die Interpolationsschaltung 26 einzuschalten ist. Wenn im einzelnen ein Fehler in dem i-ten oder dem j-ten Datenraster und in dem entsprechenden Paritätsraster entdeckt wird, erfolgt in der Fehlerkorrekturschaltung 25 eine Paritätskorrektur; wenn in diesen Rastern mindestens zwei Fehler entdeckt werden, wird die Interpolationsschaltung 26 eingeschaltet, um die Fehler durch Interpolation zu korrigieren. Der Fehleradreßcode und die Einschaltsignale werden jeweils über Leitungen 21a und 21b an die zugeordneten Schaltungen angelegt.

Die von Gleichlaufstörungen befreiten Datenreihen werden auch einenj. 1-Raster-Verzögerungsspeicher 22 zugeführt, von wo aus sie an einen ersten Eingang der Fehlerkorrekturschaltung 25 und ferner an einen K-Raster-Verzögerungsspeicher 23 angelegt werden. Der T-Raster-Verzögerungsspeicher 22 bewirkt, daß alle Eingangssignale der Fehlerkorrekturschaltung 25 und der Interpolationsschaltung 26 hinsichtlich ihrer Phase ausgerichtet sind. Die Ausgangssignale des K-Raster-Verzögerungsspeichers 23, die bezüglich der dem ersten Eingang der Fehlerkorrekturschaltung 25 zugeführten Daten um ein Intervall von K Rastern verzögert sind, werden direkt einem lzrweiten Eingang der Fehlerkorrekturschaltung 25 und auch einem zweiten K-Raster-Verzögerungsspeicher 24 zur Abgabe von um weitere K- Raster verzögerten Datenreihen

^OJ an einen dritten Eingang der Fehlerkorrekturschaltung

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■j zugeführt, so daß an dem ersten bis dritten Eingang der Fehlerkorrekturschaltung 25 die Datenworte des i-ten

und j-ten Rasters und die Paritätsprüfworte des entsprechenden Rasters hinsichtlich der Phase ausgerichtet c sind. Im einzelnen treten die Paritätsprüfworte der

Raster #(2K + 1) bis #3K am ersten Eingang der Schaltung 25 jeweils in genauer zeitlicher Übereinstimmung mit den Datenworten der Raster # (K + 1) bis #2K an dem zweiten Eingang und mit den Datenworten der Raster #1 bis #K IQ an dem dritten Eingang auf.

Im Ansprechen auf ein Einschaltsignal aus der Fehlererkennungsschaltung 21 erzeugt die Fehlerkorrektur schaltung 25 ein Syndrom
15

und bewirkt die Inversion aller Bits des fehlerbehafteten Worts.

In der Fig. 3 ist die Fehlerkorrekturschaltung 25 in Einzelheiten dargestellt. Die Korrekturschaltung 25 weist einen Syndfomgenerator 25a und eine Paritätsprüfstufe 25b auf, die die drei Sätze von Eingabe-Datenreihen aus den Verzögerungsspeichern 22, 23 und 24 aufnimmt. Der Syndromgenerator 25a spricht auf den auf den Leitungen 21a zugeführten Fehleradreßcode an und erzeugt ein entsprechendes Syndrom, wenn in dem i-ten und j-ten Datenraster und dem entsprechenden Paritätsraster nur ein Fehler erfaßt wird, was durch das aus der Fehlererkennungsschaltung 21 an der Leitung 21b zugeführte Einschaltsignal angezeigt wird. Das erzeugte Syndrom wird der Paritätsprüfstufe 25b zugeführt. Diese Paritätsprüfstufe setzt das empfangene

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Syndrom S. .(s ) derart um, daß das fehlerbehaftete Wort in den aus den Verzögerungsspeichern 22 bis 24 empfangenen Datenreihen bestimmt und danach beispiels weise die Modulo-2-Addition

^Di⁽V ^{Φ S}i,j^(sr^{} =}

ausgeführt wird, falls der Fehler in dem i-ten Raster aufgetreten ist, wobei

das richtige Datenwort ist. Dies wird dadurch bewerkstelligt, daß das falsche Datenbit invertiert wird.

Falls in mindestens zwei Rastern aus dem i-ten und dem j-ten Datenraster und dem entsprechenden Paritätsraster Fehler entdeckt werden, schaltet die Fehlererkennungsschaltung 21 die Interpolationsschaltung 26 ein und gibt einen Adreßcode ab, der die Lage der den falschen Worten benachbarten Zeilen-Worte angibt. Die Interpolationsschaltung 26 errechnet die Durchschnittswerte der benachbarten Worte hinsichtlich der jeweiligen fehlerhaften Bits und setzt sie in die Stellen der falschen Worte ein.

Die korrigierten Datenreihen aus der Fehlerkorrekturschaltung 25 oder der Interpolationsschaltung 26 werden an einen Zeitdehnungs-Schreib/Lese-Speicher (RAM) 27 angelegt. Falls kein Fehler ermittelt wurde, gibt die Fehlerkorrekturschaltung 25 die Eingabedatenreihen direkt an den Speicher 27 ab.

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Der Zeitdehnungs-Speicher 27 wird zum Einschreiben des Datenblocks in dessen Zeilenrichtung taktgesteuert. Die gespeicherten Daten werden dann aus dem Speicher 27 in Richtung der Spalten desselben in Aufeinanderfolge von einer Spalte zur nächsten wiedergewonnen. Während dieses Auslesevorgangs wird der Speicher 27 so taktgesteuert, daß alle redundanten Bits ausgeschieden werden. Die wiedergewonnenen Datenbits werden einem Digital-Analog-Umsetzer 28 eingegeben und von dort einem Tiefpaßfilter 29 zugeführt,das irgendwelches bei der Digital-Analog-Umwandlung erzeugtes Rauschen unterdrückt und das Analogsignal an einen Ausgangsanschluß 30 abgibt.

Bei dem elektronischen Schneiden werden zwei Systeme nach Fig. 2 verwendet, wobei eines der Systeme in Wiedergabe-Betriebsart synchron mit dem gleichfalls in Wiedergabe-Betriebsart betriebenen anderen System arbeitet. Wenn ein gewünschter Datenpunkt oder Schnittpunkt erreicht ist, schaltet die Bedienungsperson eines der Systeme von der Wiedergabe-Betriebsart auf die Aufnahmebzw. Aufzeichnungsbetriebsart, um die Daten des anderen Systems zu überspielen. Die Wahl dieses Schnittpunkts erfolgt auf elektronische Weise mit Hilfe eines nicht gezeigten Speichers, in welchen eine Gruppe von Daten um den Schnittpunkt herum eingespeichert wird. Dieser Speicher wird so gesteuert, daß der Betrieb des Systems, in das die Daten überspielt werden sollen, von Wiedergabe auf Aufzeichnung unmittelbar nach dem Abschluß eines Datenrasters geschaltet wird, so daß der nachfolgende Paritätsraster gelöscht wird. Aufgrund des Verlustes des Paritätsrasters werden bei der Wiedergabe die zugeordneten Datenraster als solche mit zwei oder mehr Fehlern ermittelt, so daß die Interpolationsschaltung 26 diese Fehler durch die vorstehend beschriebene Interpolation korrigieren kann.

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Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des Codierungsverfahrens bzw. der Codiervorrichtung wird das Datenformat so abgeändert, wie es in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht das Nachrichtensignal aus einem Vierkanal-Tonfrequenzsignal. Zur Vereinfachung der Erläuterung wird das Ausführungsbeispiel jedoch nur anhand des Signals für den Kanal Nr. 1 beschrieben. Gemäß der Darstellung in Fig. 4 wird das erste Kanalsignal auf die bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel beschriebene Weise in Datenworte umgesetzt und drei Aufzeichnungsspuren anstelle von vier Spuren zugeordnet. Für Datenworte einer jeder Spalte werden jeweils Paritätsprüfworte durch folgende Modulo-2-Summationen gebildet:

d, '© d„ © d, = D₁

J- Δ JJ.

(2) ^:

^d3n-2 ® ^d3n-l ^{Θ d}3n ⁼ P_n

Die Datenworte d einer jeder Zeile eines Rasters bilden ein Gruppendatenwort D. (wobei i von 1 bis 42 beträgt), während ein Satz von drei Gruppendatenworten D., D. . und D. ρ eines jeden Rasters ein Rasterdatenwort bilden, Die Paritätsprüfworte ρ einer jeden Zeile für die Länge eines Rasters bilden ein P-Paritätsprüfwort P. (wobei j im Bereich von 1 bis 14 liegt). Wie nachstehend beschrieben wird, werden Q-Paritätsprüfworte Q₁ bis Q_fi erzeugt und den drei Spuren der beiden Raster # 15 und sf 16 zugeordnet. Zusätzlich werden aus den Q-Paritätsprüfworten Q₁ bis Q„ bzw. Q. bis Q₆ P-Paritätsprüf-

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worte P₁₁- und P₁ _ erzeugt und in den Rastern #15 und #16 der gleichen Spur wie die P-Paritätsprüfworte P₁ bis P₁₄ zugeordnet. Jedes Q-Paritätsprüfwort bzw. Paritätswort umfaßt so viele q-Paritätsworte, wie Datenworte d in jedem Gruppendatenwort D vorhanden sind. Jedes der P-Paritätsworte P₁₅ und P₁₆ umfaßt p-Paritätsworte P₁, bis ρ ,, die aus den folgenden Gleichungen abgeleitet sind:

q-L © q₂ © q₃ = P₁ ¹

q₄ © q₅ © q₆ = P₂' ₍₃₎

Wie bei'dem vorangehenden Ausführungsbeispiel geht den Gruppendatenworten D und den P-Paritätsworten P₁ bis P₁₄ jeweils ein Raster-Snychronisiercode S voraus und es folgt diesen Worten ein zyklischer Blocksicherungscode, während den Q-Paritätsworten und den P-Paritätsworten P₁C und P_1fi jeweils ein Raster-Synchronisiercode S¹ vorangeht und ein zyklischer Blocksicherungscode nachfolgt.

Die Gruppendatenworte D und die P- und Q-Paritätsprüfwort e , die in Richtung der Spuren angeordnet sind, haben in Richtung quer zum Spurenverlauf einen 3-Spuren-Abstand, so daß jede Gruppe von Worten im Spurenverlauf der Spur -#(a + mb) zugeordnet ist, wobei a die Kanalnummer ist, b die Anzahl der für Datenworte D und ein P-Paritätswort eines jeden Rasters zur Verfugung stehenden Spuren ist (nämlich bei diesem Beispiel 4 ist)

^UJ und m eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist. Daher sind die

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Daten- und Paritätsworte des Kanalsignals #1 der Spur #1, #5, #9 und #13 zugeordnet.

Die Ableitung der Q-Paritätsworte wird nun anhand der Fig. 5 beschrieben. Zur Ableitung eines Satzes von sechs Q-Paritätsworten Q. bis Q- werden Gruppendatenworte D- bis D₄„ zu einem Satz von sechs Kombinationen gleichartig markierter Rechteckflächen so gruppiert, daß jede Kombination sieben Gruppendatenworte von diagonal angeordneten Flächen enthält. Im einzelnen werden die Q-Paritätsworte durch die folgenden Modulo-2-Additionen erzeugt:

= Q₂Cq

^D8^(d4>

D₃₇Cd₄)

® D₂₆Cd₄) = Q₂Cq₄)

^D33^id3nr2^{) 9} ffiD₁₃(d₂) Θ D₃₁Cd₂)

°19 ^(d _3n-2⁾ * ^D26^(d3n-2⁾

n-Z⁵ = ^Q2(d3n-2> | j

^D35^(d3n^}

D₃₈Cd₂) =

.ν-1> ^eD20^(<W ®^D27^(d ₃n-l^{) D} ₃l^(d ₃n-1^{} Φ D}38^(d ₃n-1^} = ^C

^D28^(d3a>

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wobei beispielsweise D-(d.) das Datenwort d. der Datenwortgruppe D₁ darstellt (Fig. 4 und 5).

Aus der Fig. 5 ist ersichtlich, daß die Datenworte, die ein jeweiliges Q-Paritätswort bilden, in Längsrichtung der Bandbewegung um eine Strecke von zwei Rastern und ferner in Querrichtung um eine Strecke von N Spuren versetzt sind, wobei N die Anzahl der Kanäle darstellt; dadurch kann der Abstand zwischen den Datenworten zur Bildung eines jeweiligen P-Paritätsworts auf ein Maximum gebracht werden.

Die Fig. 6 stellt ein praktisches Ausführungsbeispiel der Codiervorrichtung dar, bei dem die vorstehend erläuterte Codierung erfolgt. Das System weist einen Zeitverdichtungs-Schreib/Lese-Speicher 34 auf, der digital umgesetzte Vierkanal-Signale aus nicht gezeigten jeweiligen Analog-Digital-Umsetzern speichert. Zur Vereinfachung der Erläuterung ist nur der Schaltungsaufbau für die Daten des Kanals #1 dargestellt, da die den anderen Kanälen zugeordneten Schaltungen im Aufbau mit der Schaltung für den Kanal #1 identisch sind. Wie bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel werden unabhängig von den Einschreibvorgängen der anderen Kanäle die Daten des Kanals &1 in Spaltenrichtung eingespeichert und in Zeilenrichtung auf Spalten-Grundlage zurückgeholt, so daß die wiedergewonnenen Daten einen Satz von drei Reihen aus 14 Rastern mit Datenwor-

ten d_1? d₄ ... d_3n_₂ (d₂, d₅, ... Ci_3n-1; dg, dg, ... d₃ ) bilden, die zur Aufnahme von redundanten Worten zeitlich komprimiert sind. Die Ausgabedaten in den drei Reihen für die jeweiligen Aufzeichnungsspuren werden an eine Verzögerungsspeichereinheit 35 und an einen Mischpunkt 37 angelegt. Wie nachstehend beSChrie ben wird, führt die Verzögerungsspeichereinheit 35 verschiedene Verzögerungen ein, von denen jede ein ganzzahliges Vielfaches eines 2-Raster-Intervalls ist,

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wobei die ganze Zahl von 1 bis 7 beträgt. Ein Satz von sieben Datenreihen wird so erzeugt, daß die Datenworte, die das zugeordnete Q-Paritätswort bilden, in Phase an den Eingängen eines Q-Paritätsgenerators 36 erscheinen, damit dieser bei geeigneten Zeitlücken die Q-Paritätsworte Q₁ bis Q- erzeugt, die dann an dem Mischpunkt 37 in die drei Datenreihen bzw. Datenfolgen eingefügt werden.

In der Fig. 7 sind die Verzögerungsspeichereinheit 35 und der Q-Paritätsgenerator 36 in Einzelheiten gezeigt. Die Verzögerungsspeichereinheit 35 weist drei Gruppen 35a, 35b und 35c von digitalen Speicherverzögerungselementen auf. Jede Speichergruppe hat sieben Verzögerungselemente, wobei die Zahlen in einem jeden Elemente-Bezeichnungsblock die Verzögerungsintervalle in Rastern ausgedrückt angeben. In der Gruppe 35a werden die der Spur 41 zugeordneten Datenworte d., d₄, ..., d,, _o um Intervalle von 14, 8 bzw. 2 Rastern verzögert,

—
während die der Spur #5 zugeordneten Datenworte d_?, dj., . . . , d„ . um Intervalle von 12 bzw. 6 Rastern verzögert werden und auf gleichartige Weise die der

um

Intervalle von 10 bzw. 4 Rastern verzögert werden. *·° Auf diese Weise werden für das Q-Paritätswort Qp die Gruppendatenworte D , D_Q, D₁₅, D₁₉, D_2g, D₃₃ und D_Qr? hinsichtlich der Phase ausgerichtet. Auf gleichartige Weise werden für das Q-Paritätswort Q₁- um ein Raster nach der Phasenausrichtung der Gruppendatenworte für

das Paritätswort Q₁ die Gruppendatenworte Ό., D₁₁, D₁₈, Dop· ^29' ^36 ^un<^ ^D40 hinsichtlich der Phase ausgeglichen. Die danach hinsichtlich der Phase ausgerichteten Gruppendatenworte D werden einem Q₂-Q₅-Paritätsgenerator 36a zur Erzeugung von Paritätsworten Q₀ bzw.

Q₁- durch Modulo-2-Summation der zugeführten Datenworte

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Spur # 9 zugeordneten Datenworte d„» d~ , ..., d_

ORIGINAL INSPECTED

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D zugeführt. Die erzeugten Paritätsworte Q~ und Q,-werden jeweils an dem Mischpunkt 37 in die Raster #15 bzw. $16 der Spur Φ 5 eingesetzt.

Auf gleichartige Weise ergibt die Gruppe 35b der Verzögerungselemente eine Phasenausrichtung der Gruppendatenworte Dp, D_g, D₁₃, D₂₀, D , D₃₁ und D₃₃ für das Q-Paritätswort Q₃ und die nachfolgende Phasenausrichtung der Gruppendatenworte D₅, D₁₂, D₁₆, D , D₄ und D₄₁ für das Q-Paritätswort Q_g. Ein Q -Q -Paritätsgenerator 36b erzeugt in Aufeinanderfolge die Paritätsworte Q₃ und Q_fi zum jeweiligen Einsetzen in die Raster #15 bzw. #16. Die Gruppe 35c der Verzögerungselemente führt die Phasenausrichtung der Gruppendatenworte D₃, D_, D₁₄, Dp₁, Dp₁-, D„p und D₃₉ für das Q-Paritätswort Q₁ und die nachfolgende Phasenausrichtung bezüglich der Gruppendatenworte D₅, D₁₀, D₁₇, D₃₄, D_2g, D₃₅ und Dp für das Q-Paritätswort Q₄ aus. Ein Q₁~Q₄-Paritätsgenerator erzeugt in Aufeinanderfolge die Paritätsworte Q und Q₄ für das Einsetzen in das Raster #15 bzw. #16 der Spur #1.

Nach Fig. 6 werden die Ausgangssignale des Mischpunkts 37 einem P-Paritätsgenerator 38 und ferner einem zweiten Mischpunkt 39 zugeführt, an den die Ausgangssignale des P-Paritätsgenerators 38 angelegt werden. Mittels dieses Paritätsgenerators werden die Datenwortgruppen eines jeden Rasters unter Modulo-2-Summation addiert, um die P-Paritätsworte P₁ bis P₁₄ zu bilden,

on ^{l 14}

^ou und auch die Q-Paritätswortgruppen eines jeden Rasters unter Modulo-2-Summation addiert, um die P-Paritätsworte P₅ und P₁₆ zu bilden. Die auf diese Weise abgeleiteten P-Paritätsworte werden in die Datenspur #13 eingesetzt. Wie bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel werden an einem Verknüpfungspunkt 42 in die Datenworte und die Prüfworte mittels eines Blocksicherungscode- bzw.

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CRCC-Generators 40 zyklische Blocksicherungscodes sowie mittels eines Raster-Synchronisiergenerators 41 Raster-Synchronisiercodes S und S' eingefügt, um damit einen Datenblock fertigzustellen, der dann über den Modulator den Aufzeichnungsköpfen zugeführt wird.

Die wiedergegebenen Daten aus dem Demodulator werden einem Gleichlaufschwankungs-Abfangspeicher 50 und einer Synchronisier-Abtrennstufe 49 zugeführt, um damit die GIeichlaufSchwankungs-Komponenten auszuscheiden, und wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel einem 1-Raster-Verzögerungsspeicher 52 und einer Fehlererkennungsschaltung 51 eingegeben.

Die verzögerten Daten aus dem Verzögerungsspeicher 52 werden an eine Interpolationsschaltung 56 und eine Fehlerkorrekturschaltung 55 angelegt, an die auch aus der Fehlererkennungsschaltung 51 ein Fehlerstellenanzeigecode bzw. Fehleradreßcode angelegt wird.

Die Einzelheiten der Fehlerkorrekturschal.tung 55 werden nun anhand der Fig. 8 beschrieben. Die Fehlerkorrekturschaltung 55 weist allgemein eine erste und eine zweite P-Paritätskorrekturschaltung 58a bzw. 58b und eine erste und eine zweite Q-Paritätskorrekturschaltung 59a bzw. 59b auf, wobei die erste P-Paritätskorrekturschaltung 58a und die erste Q-Paritätskorrekturschaltung 59a eine erste Stufe zur P-Q-Paritätskorrektur bilden und der zweite Satz von Korrekturschaltungen 58b und 59b eine nachfolgende Stufe zur Wiederholung der P-Q-Paritätskorrektur darstellen. Jede P-Paritätskorrekturschaltung weist eine logische Steuerschaltung 60, einen Syndromgenerator 61 und eine P-Päritätsprüfschaltung 62 auf. Die Steuerschaltung 60 empfängt Eingangsdaten aus der Fehlererkennungsschaltung 51 und wertet den Rasteradreßcode aus, um zu erfassen, ob nur ein Fehler in einem der Gruppendatenworte aufgetreten ist; daraufhin gibt die Steuerschaltung an-den

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Syndromgenerator 61 einen Befehl zur Wahl eines entsprechenden der Syndrome ab, das dann vom Generator erzeugt wird. Nimmt man an, daß das Datenwort d. der Datenwortgruppe D_q fehlerhaft ist, so wird an dem Syndromgenerator 61 die Wahl des Syndroms Sp„,-v aus dem folgenden Satz von Syndromen befohlen:

D₁Cd₁) © D₂Cd₁) ffi D₃Cd₁) © P₁Cp₁) = Sp ^D7^{dl^} ® ^D8^(dl^} ® W © P₃(P₁) = Sp_{3 (1)}

D₃₇Cd₁) Θ D₃₈Cd₁) © D₃₉Cd₁) θ P₁₃Cp₁) = Sp₁₃₍₁₎ Q₁Iq₁) © Q₂Cq₁) θ Q₃Cq₁) © P₁₅ (p^ = _Sp₁₅₍₁₎

Die Paritätsprüfschaltung 62 führt die folgende Modulo-2-Addition aus:

θ Sp₃

wobei sie die fehlerhaften Daten DqCd₁) dadurch korrigiert, daß sie sie durch DqCd₁)' ersetzt. Falls beispielsweise ein zusätzlicher Fehler in den Daten D^₁₇Cd. ermittelt wird, wird an dem Syndromgenerator 61 darauffolgend die Wahl des Syndroms Sp₁-Z₁V aus den durch

die Gleichungen (5) gegebenen erzeugten Syndromen befohlen, damit die P-Paritätsprüfschaltung 62 diesen Fehler durch die Modulo-2-Addition

D₃₇Cd₁) θ Sp₁₃₁₁^D₃₇Cd₁).

korrigieren kann. Im Ansprechen auf jeden Korrekturvorgang mittels der Paritätsprüfschaltung 62 bringt die logische Steuerschaltung 60 einen Fehleradreßplan

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OMOMM

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' auf den letzten Stand, um damit die Fehleradresse zu löschen. Wenn alle durch die P-Parität korrigierbare Fehler in der Paritätsprufschaltung 62 korrigiert wurden, schaltet die logische Steuerschaltung 60 weiter und überträgt die Plandaten an die Q-Paritätskorrekturschaltung 59a.

Jede Q-Paritätskorrekturschaltung weist Verzöge— rungsspeicher 63 und 64, eine logische Steuerschaltung 65, einen Syndromgenerator 66 und eine Q-Paritätsprüfschaltung 67 auf.Die Daten aus der P-Paritatsprüfstufe 62 werden an den Verzögerungsspeicher 64 angelegt, während die Daten aus der Steuerschaltung 60 an den Verzögerungsspeicher 63 angelegt werden. Der Verzögerungsspeicher 64 führt verschiedene Verzögerungen aus, die im wesentlichen mit denjenigen der Verzögerungsspeichereinheit 35 identisch sind, so daß daher die zeitlich seriellen Datenworte hinsichtlich der Phase mit dem zugeordneten Q-Paritätswort ausgerichtet werden. D_er Verzögerungsspeicher 63 führt eine Verzögerung um ein Intervall von 14 Rastern ein, um damit die Eingangsplandaten hinsichtlich der Phase mit den an der Q-Paritätsprüfschaltung 67 und dem Syndromgenerator 66 eingetroffenen Datenworten auszurichten. Die logische Steuerschaltung 65 gibt nur dann an den Syndromgenerator 66 Befehle ab, wenn nur ein Fehler in einer Gruppe der Q-Paritätsdatenworte vorliegt. Falls beispielsweise das Datenwort D_q(d₁) als fehlerhaft befunden wurde, erhält der Syndromgenerator 66 den Befehl, das Syndrom

^ου Sq„/..x aus den folgenden erzeugenden Syndromen zu wählen:

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ORIGINAL IMSPECTED

304Q004

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^D31^(dl^{} Θ D}38^idl^J

* ^D32<^dl> ® ^D39<^dl>

■5 Danach führt die Q-Paritätsprüfschaltung 67 die Modulo-2-Summation

D₉Cd₁) © Sq_{3 (1)}= D₉Cd₁)'

aus und setzt das Ergebnis in das fehlerhafte Datenwort ein. Eine gleichartige Korrektur findet auch statt, wenn ein zusätzlicher Fehler in einem Datenwort vorliegt, das nach dem vorgenannten Datenwort auftritt. Die logisehe Steuerschaltung 65 bringt im Ansprechen auf jede Q-Paritätskorrektur ihren Adressenplan auf den letzten Stand. Falls ein weiterer Fehler oder mehrere weitere Fehler in dem auf den letzten Stand gebrachten Plan entdeckt werden, die durch die P-Paritäts-Modulo-2-

Rechnung korrigiert werden können, überträgt die logische Steuerschaltung 65 ihre Plandaten zu der P-Paritätskorrekturschaltung 58b, so daß der vorstehend beschriebene Korrekturvorgang wiederholt wird, bis alle Fehler behoben sind, die mit Syndromen durch aufeinanderfolgende

P- und Q-Paritäts-Modulo-2-Rechenvorgänge korrigierbar sind.

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Die vorstehend beschriebenen Korrekturvorgänge gehen am deutlichsten aus der folgenden Beschreibung anhand der Fig. 9 hervor, gemäß der die Datenworte der Modulo-2-Kombinationen für die Q₁-, die Qp- und die Q„-Parität in ein Zeilen-Spalten-Muster so umgeordnet sind, daß den jeweiligen Zsilendaten ihr Q-Paritätswort zugeordnet ist. Wenn gemäß der Markierung durch Kreise sechs Fehler aufgetreten sind, die einen der schwerwiegendsten Fälle darstellen, erfolgt zuerst die P-Paritätskorrektur bezüglich des Datenworts bzw. Gruppendatenworts D„„, da die logische Steuerschaltung 60 das fehlerhafte Paritätswort P ausscheidet. Nach der P-Paritätskorrektur des Gruppendatenworts D„„ kommt

ο ι

die Q-Paritätskorrekturschaltung 59a zur Wirkung und führt die Korrektur des Datenworts D₃ und des nachfolgenden Datenworts D_n aus, da in jeder dieser Zeilen nur ein Fehler vorliegt. Nach der aufeinanderfolgenden Korrektur der Datenworte D₀ und D_n wird die P-Paritätskorrekturschaltung 58b in Betrieb gesetzt, um das Datenwort D₁ und darauffolgend das Datenwort D₀ zu korrigieren. Auf diese Weise können durch die wiederholten P- und Q-Paritätskorrekturvorgänge die meisten der möglichen Fehler korrigiert werden.

Falls jedoch gemäß der Darstellung in Fig. 10 gleichzeitig in zwei Zeilen und zwei Spalten mehr als ein Fehler vorliegt, kann der vorstehend beschriebene Korrekturvorgang nicht angewandt werden. In diesem Fall gibt die Fehlererkennungsschaltung 51 Befehle an die Interpolationsschaltung 56 ab, derartige Fehler durch Interpolation zu korrigieren, wie es bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.

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Die hinsichtlich der Fehler korrigierten Datenreihen werden wie bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel an einen Zeitdehnungs-Schreib/Lese-Speicher (RAM) 57 zum Ausscheiden der redundanten Bits und zur zeitlichen Zusammenfassung der Datenworte angelegt.

Da jedes der Q-Paritätsprüfworte aus einer Kombination diagonal angeordneter Datenworte abgeleitet ist, sind die aufgezeichneten Daten insbesondere gegenüber zeitlich geballt auftretenden Störungen unempfindlich, die auf der Bandstrecke aufzutreten pflegen.

Das zweite Ausführungsbeispiel des Codierverfahrens bzw. der Codiervorrichtung erlaubt es, den elektronischen Schnittpunkt in die Mitte des 15. oder 16. Rasters (und damit des Rasters ·■# 1 oder #2 des Q-Paritätsfelds) zu legen, um damit wegen der langsamen und schnellen Gleichlaufschwankungen einen Verlust von Raster-Synchronisiercodes zu vermeiden. Obgleich dies den Verlust

eines Q-Paritätsfelds darstellt, ergibt das Vorliegen der P-Paritätsspur eine Sicherung gegenüber einem Einzelfehler bei jeweiligen Spaltendaten in diesem Block. Da der Verlust der Q-Parität nur in einem einzigen Datenblock des "geschnittenen" Bands auftritt, wird

^ die Fehlerkorrekturfähigkeit bei diesem Codierungs-Vorgehen nicht wesentlich beeinträchtigt.

Eine Abwandlung des Datenformats des zweiten Ausführungsbeispiels ist in der Fig. 11 dargestellt, gemäß

welcher Datenworte in vier Spuren angeordnet sind und P-Paritätsworte in einem P-Paritätsfeld angeordnet sind, das an einer dem Datenfeld folgenden Stelle aufgezeichnet wird, wobei das Q-Paritätsfeld an einer dem P-Paritätsfeld folgenden Stelle aufgezeichnet wird.

Gemäß dem Algorithmus bzw. der Rechenanweisung für diese Abwandlungsform werden die P-Paritätsworte und die Q-Paritätsworte 'durch die folgenden Modulo-2-Summationen hergeleitet:

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ORIGINAL INSPECTED

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= D,

β D₁₀ © D₁₉

= D_n Θ

Θ D

20

P_n = D_n © D 12

P, = D_n © D Il

18

P₅ =

© D

P,. = D„ Θ D

24

Ρ_ = O_r © D

= D_n. © D 15

Q₁ =

Q₂ =

© D

© D

18

Q₃ = D₃ © Q₄ = D₄ Φ

12

Q₅ =

© D 14

= ^D

13

Q₇ =

© D 16

Q₀ = D₀- Φ D 15

~1 Φ P

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ORIGINAL INSPECTED

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Es ist ersichtlich, daß ein Datenblock zehn Raster mit sechs Datenrastern, zwei P-Paritätsrastern und zwei Q-Paritätsrastern aufweist. Jedes P-Paritätswort wird aus einer Kombination von Datenworten abgeleitet, die an diagonal versetzten Stellen liegen, wobei die Datenworte in Längsrichtung um einen Abstand von zwei Rastern und quer um einen Abstand von mindestens 2n Spuren versetzt sind (v/obei η die Anzahl der Spuren für einen jeden Kanal ist), so daß keine Datenwort-IQ Kombination vorliegt, die in der Querrichtung bzw. der Spaltenrichtung ausgefluchtet ist. Die Q-Paritätsworte werden jeweils aus einer Kombination von Datenworten abgeleitet, die gleichfalls an diagonal versetzten Stellen liegen, wobei die Datenworte einer jeden Spur gegeneinander um einen Abstand von vier ■Rastern versetzt sind.

Die Fig. 12 verdeutlicht die Anordnung der Worte in einem Zeilen-Spalten-Muster, wobei die Zeilen die Q-Paritätsworte Q₁ bis Q_ darstellen, während die Spalten die P-Paritätsworte P₁ bis P₀ zeigen. Die in den

ι ο

Klammern angegebenen P-Paritätsworte sind nur den an der linken Seite des Musters angegebenen Q-Paritätsworten zugeordnet. Es ist daher ersichtlich, daß gemäß der vorangehenden Beschreibung anhand der Fig. 10 die mittels der P- und der Q-Paritätsworte unkorrigierbaren Fehler dann auftreten, wenn jede der zwei oder mehr P-Paritätsspalten zwei oder mehr Fehler enthält, die auch in den gleichen Q-Paritätszeilen auftreten. In einem solchen Fall wird die Interpolations-Korrektur vorgenommen.

Das elektronische Schneiden kann an einem Q-Paritätsraster vorgenommen werden, was zu dem Verlust des Q-Paritätsfelds führt. Die P-Paritätsworte bleiben jedoch unbeeinträchtigt, so daß die P-Paritätskorrektur sichergestellt ist.

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] Die Fig. 13 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel der Codiervorrichtung für das abgewandelte Datenformat. Ein Verzögerungsspeicher 70 ergibt die Phasenausrichtung der Datenworte der vier Spuren dadurch, daß er den Datenworten, die ein jeweiliges P-Paritätswort bilden, Verzögerungen in Intervallen von 2, 4 und 6 Rastern erteilt. Ein P-Paritätsgenerator 71 erzeugt einen Satz von P-Paritätsworten P₁ bis P₄ in der siebten Rasterstelle und einen Satz von P-Paritätsworten P_c

■jQ bis P. in der achten Rasterstelle. Die P-Paritätsworte werden an einem Mischpunkt 72 in die Datenreihen aus dem Zeitverdichtungs-Speicher eingefügt. Die hinsichtlich der P-Parität codierten Datenreihen werden in einen zweiten Verzögerungsspeicher 73 eingegeben, der Verzögerungen wie bei dem Verzögerungsspeicher 70 herbeiführt. Die hinsichtlich der Phase ausgerichteten Daten und P-Paritätsworte werden in einen Q-Paritätsgenerator 74 eingegeben, der Q-Paritätsworte Q₁ bis Q. in der neunten Rasterstelle und Q-Paritätsworte Qj- bis Q_R in der zehnten Rasterstelle erzeugt, die dann einem Mischpunkt 75 zugeführt werden, wo sie in die Datenreihe aus dem Mischpunkt 72 eingefügt werden.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung werden nach dem Codier-Verfahren in der Codier-Vorrichtung Ursprungsdaten bzw. Quellendaten mittels eines Zeitverdichtungs-Speichers in eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Gruppen aus Datenworten aufgegliedert, die in einem Muster aus Zeilen und Spalten angeordnet sind, wobei die Zeilen jeweiligen Aufzeichnungsspuren entsprechen. Den Datenwort-Gruppen nachfolgend wird eine Vielzahl aufeinanderfolgender Gruppen von Paritätsprüfworten in dem gleichen Muster aus Zeilen und Spalten wie bei den Datenworten gebildet. Jedes Paritätsprüfwort wird in einem Paritätsgenerator durch Modulo-2-Summationen von Datenworten abgeleitet, die aus vonein-

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ander verschiedenen Datenwort-Gruppen gewählt werden. Den Daten- und Prüfworten einer jeder Zeile einer jeweiligen Gruppe geht jeweils ein von einem Synchronisiergenerator gelieferter Synchronisiercode voraus, der die Unterscheidung zwischen Daten- und Paritätsgruppen erlaubt, und es folgt jeweils ein von einem Blocksicherungscode- bzw. CRCC-Generator erzeugter zyklischer Redundanzprüfcode bzw. Blocksicherungscode (CRCC), der die Ermittlung eines Fehlers in den Datenworten oder Prüfworten dieser Zeile ermöglicht. Das Paritätsprüfwort wird dazu verwendet, auf die Ermittlung eines Fehlers hin den durch den Blocksicherungscode benannten Fehler zu korrigieren.

13Q019/08U

, 3fe.

Leerseite

Claims (12)

1. 20

   Patentansprüche

   (1.; Verfahren zur Codierung von Prüfworten aus Ursprungsdaten mit einer Vielzahl von Gruppen aus Datenworten in einer Anordnung von Zeilen und Spalten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Gruppen aus Fehlerkorrektur-Prüfworten in einer Anordnung von Zeilen und Spalten erzeugt wird, wobei jede Prüfwort-Gruppe einer jeweiligen Datenwort-Gruppe folgt und jedes der Fehlerkorrektur-Prüfworte durch Modulo-2-Summation von Datenworten verschiedener Datenwort-Gruppen abgeleitet wird, daß Daten- und Paritäts-Synchronisiercodes erzeugt werden, die jeweils den Zeilen-Datenworten jeder Datenwort-Gruppe und den Zeiien-PrüfWorten jeder Prüfwort-Gruppe vorangehen, und daß jeweils aus Zeilen-Datenworten jeder Datenwort-Gruppe und aus Zeilen-PrüfWorten jeder Prüfwort-Gruppe Fehlererkennungs-Prüfcodes abgeleitet werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerkorrektur-Prüfworte jeweils durch Modulo-2-Summation von einander entsprechenden Zeilen-Datenworten einer gleichen Zeile verschiedener Datenwort-Gruppen abgeleitet werden.

   VI/rs

   130019/0814

   Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070

   Dresdner Bank (München) Kto. 3939844

   Postscheck (München) Kto. 670-43-804
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerkorrektur-Prüfworte jeweils durch Modulo-2-Summation von verschiedenen Zeilen-Datenworten verschiedener Datenwort-Gruppen abgeleitet werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Satz von zweiten Fehlerkorrektur-Prüfworten erzeugt wird, die durch Modulo-2-Summation von Datenworten verschiedener Zeilen einer gleichen Datenwort-Gruppe abgeleitet werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Fehlerkorrektur-Prüfworte in einer zu den Zeilen der Datenworte parallelen Zeile

   angeordnet werden.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 3 _r dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Gruppe von Fehlerkorrektur-Prüfworten erzeugt wird, die durch Modulo-2-Summation von verschiedenen Zeilen-Datenworten verschiedener Datenwort-Gruppen abgeleitet werden.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Prüfwort der ersten Prüfwort-Gruppe durch Modulo-2-Summation von verschiedenen Zeilen-Datenworten verschiedener Datenwort-Gruppen und eines Prüfworts der zweiten Prüfwort-Gruppe abgeleitet wird.
8. 8. Verfahren nach einem der vorangehenden An-

   sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlererkennungs-Prüfcode ein zyklischer Blocksicherungscode ist.
9. 9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenquelle

   ^OJ eine Mehrkanal-Datenquelle ist und daß die Ursprungsdaten eines jeden Kanals eine Vielzahl von Gruppen aus

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   Datenworten in einer Anordnung von Zeilen und Spalten enthalten, wobei die Zeilen mit den Zeilen der Datenworte für die anderen Kanäle so verschachtelt werden, daß die Datenwort-Zeilen eines bestimmten Kanals einen Abstand

   c von η Zeilen gegenüber den benachbarten Datenwort-Zeilen des gleichen Kanals erhalten, wobei η die Anzahl der Zeilen für einen jeweiligen Kanal ist.
10. 10. Vorrichtung zur Codierung von Ursprungsdaten, ig gekennzeichnet durch eine Umsetzeinrichtung (4; 34) zum Umsetzen der Ursprungsdaten in eine Vielzahl von Gruppen aus Datenworten in einem Muster aus Zeilen und Spalten, eine Ableiteinrichtung {5 bis 8; 35 bis 37), die aus Datenworten, die aus unterschiedlichen Datenwort-Gruppen gewählt sind, ein Paritätsprüfwort ableitet, um damit eine Vielzahl von Gruppen aus Paritätsprüfworten zu bilden, und die die abgeleiteten Paritätsprüfwort-Gruppen mit den Datenwort-Gruppen zur Bildung eines Datenblocks verbindet, eine Generatoreinrichtung (10; 41), die jeweils für jede Datenwort-Gruppe und für jede Paritätsprüfwort-Gruppe Synchronisiercodes zur Markierung des Anfangs einer jeden Wortgruppe erzeugt, und eine Code-Abieiteinrichtung (21; 51), die aus den Worten jeder Datenwort-Gruppe und Paritätsprüfwort-Gruppe einen Fehlererkennungscode ableitet, um die Erkennung eines Fehlers in den Gruppen zu ermöglichen.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine zweite Ableiteinrichtung ⁽?^p-, 39), die aus Datenworten, welche aus verschiedenen Teilen einer gleichen Datenwort-Gruppe gewählt sind, ein zweites Paritätsprüfwort ableitet und die zweiten Paritätsprüfworte in einer zusätzlichen Zeile anordnet.

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12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine zweite Ableiteinrichtung (73 bis 75), die aus Datenworten, welche aus verschiedenen Zeilen verschiedener Datenwort-Gruppen gewählt sind, ein zweites Paritätsprüfwort ableitet und die zweiten Paritätsprüfworte mit den Ausgangssignalen der ersten Paritätsprüfwort-Ableiteinrichtung (70 bis 72) kombiniert.

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