DE69729433T2

DE69729433T2 - Kodierte Modulation für Konstellationen, welche weniger Bits pro Symbol haben, als vom Kodierungsschema verlangt wird

Info

Publication number: DE69729433T2
Application number: DE69729433T
Authority: DE
Inventors: Claude Le Dantec; Philippe Piret
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-23
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2017-12-19
Also published as: HK1011589A1; EP0851621B1; JP3950539B2; EP0851621A1; JPH10233695A; US6542553B1; DE69729433D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kodieren von Daten, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Dekodieren von Daten sowie Kommunikationsvorrichtungen, die sie verwenden.
Diese Erfindung ist auf allen Gebieten von Kodierung, Speicherung und Übertragung digitaler Daten von Nutzen, und insbesondere auf denjenigen, die ein Alphabet verwenden, bei dem die Anzahl von Symbolen verschieden von 256 ist.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Übertragung von Sechstupeln, die mittels einer Amplitudenmodulation gemäß zwei um 90° phasenverschobenen Trägern (nachstehend als "QAM" bezeichnet) mit 64 Zuständen (nachstehend als "QAM-64" bezeichnet) moduliert sind.
Es existieren viele Kodierungsverfahren, die eine Fehlerkorrektur digitaler Daten ermöglichen. Unter den besten bekannten Codes, die momentan verwendet werden, können die Reed-Solomon-Codes erwähnt werden. Diese stellen ein leistungsfähiges Mittel zum Korrigieren von Datenübertragungsfehlern dar. Sie können auf jedem Alphabet aufgebaut werden, das eine Anzahl von Symbolen enthält, die gleich einer Potenz p^m einer Primzahl p ist.
Sehr oft wird ein Wert von m gleich 8 und ein Wert von p gleich 2 gewählt. Die Folge dieser großen Vorherrschaft von Codes auf Alphabeten mit 2⁸ (= 256) Symbolen besteht darin, dass die Mehrheit von Reed-Solomon-Kodierern und -Dekodierern, die auf dem Markt vorgefunden werden, auf diesem Alphabet arbeiten. Ihre geringen relativen Kosten und ihre hohe Effizienz bedeutet, dass sie auf vielen Gebieten verwendet werden, besonders bei der Übertragung und Speicherung digitaler Daten auf Band oder Platte. Das kommt daher, dass ein Reed-Solomon-Kodierer oder -Dekodierer, der zum Betrieb auf 2⁸ Symbolen aufgebaut ist, auch auf einem Alphabet mit 2⁴ (= 16), 2² (= 4) oder 2¹ (= 2) Symbolen arbeiten kann. Die entsprechenden Codes sind üblicherweise unter dem Namen "BCH-Codes" auf GF(2⁴), GF(2²) beziehungsweise GF(2) bekannt (wobei GF "Galois-Feld" bedeutet). Dennoch kann ein Alphabet mit 64 Symbolen nicht auf diese Art und Weise behandelt werden, weil das Galois-Feld GF(2⁶) kein Unterfeld von GF(2⁸) ist.
Enthält das ursprüngliche Alphabet einer Anwendung 64 Symbole, wie bei einem eine QAM-64-Modulation verwendenden System, können diese Symbole daher nicht als Wörter eines Codes auf GF(2⁸) betrachtet werden.
Im Fall einer Übertragung von mit einer QAM-64-Modulation modulierten Daten verwendet ein Übertragungsfachmann, der kostengünstige Reed-Solomon-Kodierungskomponenten verwenden möchte, diese folglich auf eine nicht optimale Art und Weise: er betrachtet eine Sequenz binärer Daten als einen Strom von Oktetten, die er mit einem Reed-Solomon-Kodierer kodiert. Die erzeugten Codewörter werden ohne besondere Sorgfalt als eine Sequenz von 6-Tupeln betrachtet; jedes 6-Tupel wird schließlich in Form eines QAM-64-Symbols moduliert.
Bei Empfang wird jedes empfangene Symbol als ein binäres 6-Tupel interpretiert. Die resultierende Sequenz binärer Daten wird als eine Sequenz von Oktetten betrachtet, die ein GF(2⁸)-Element spezifizieren. Diese Sequenz von GF(2⁸)-Elementen, die in einen Reed-Solomon-Dekodierer eingegeben werden, der dem bei der Übertragung verwendeten Kodierer entspricht, werden auf eine gewöhnliche Art und Weise dekodiert. Diese Methode zum Formatieren von QAM-64-Symbolen in Oktetten weist einen erheblichen Nachteil auf. Wie bei jedem Übertragungssystem treten auf QAM-64-Symbolen Übertragungsfehler auf. Die 6 Bits des gleichen QAM-64-Symbols können jedoch über zwei aufeinander folgende Oktette kodiert worden sein. Da der Reed-Solomonon-Dekodierer auf Oktetten arbeitet, ist es möglich, dass ein Fehler auf einem einzigen QAM-64-Symbol einen Fehler auf zwei aufeinander folgenden Oktetten erzeugen könnte, was einer Verdoppelung des Fehlers gleichkommt, der die auf diese Art und Weise übertragenen Daten beeinflusst. Dies reduziert die Korrekturfähigkeit eines Reed-Solomon-Kodierers, ausgedrückt als eine Anzahl von korrigierbaren QAM-64-Symbolen.
Um das vorhergehend offenbarte Problem zu lösen, könnte ein auf GF(2⁶) spezifizierter Code gewählt werden. Dabei treten zwei weitere Probleme auf:

– einerseits wird in diesem Fall eine Komponente dieses Typs heutzutage nicht fertig im allgemeinen Verkauf gefunden, und
– andererseits, falls es gewünscht wird, Wörter einer Länge zu verwenden, die größer oder gleich 64 binären 6-Tupeln ist, ist kein Reed-Solomon-Code dieser Länge auf GF(2⁶) bekannt.

Folglich wird die Redundanz der Codes weniger effizient verwendet; für eine bestimmte Korrekturleistung wird eine größere Redundanz benötigt (mit anderen Worten ist die Effizienz des Codes geringer).
Die Erfindung will diese Nachteile beheben. Sie zielt vor allem darauf ab, die Übertragung von Symbolen zu ermöglichen, die einen Teil eines Alphabets mit einer Anzahl von Symbolen bilden, die gleich dem von einer Übertragungseinrichtung verwendeten Alphabet ist, während die Symbole mit einem Code kodiert werden, der an ein anderes Alphabet angepasst ist.
Zu diesem Zweck bezieht sich die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt auf eine Vorrichtung zum Übertragen von zu übertragenden digitalen Daten, die eine physikalische Menge darstellen und zu einem ersten Alphabet mit P Symbolen gehören, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aufweist:

– eine Kennzeichnungseinrichtung, die angepasst ist, jedes Symbol des ersten Alphabets auf sekundäre digitale Daten abzubilden, die zu einem zweiten Alphabet mit Q Symbolen gehören, wobei Q grundsätzlich größer ist als P, wobei P Symbole des zweiten Alphabets jeweils ausschließlich ein und nur ein Symbol des ersten Alphabets darstellen,
– eine Kodierungseinrichtung, die angepasst ist, redundante Daten, die zum zweiten Alphabet gehören, unter Verwendung vorbestimmter Kodierungsvorschriften zu bestimmen, die die sekundären digitalen Daten berücksichtigen, und
– eine Übertragungseinrichtung, die zum Modulieren zumindest einer physikalischen Menge in eine Folge von Signalen angepasst ist, die jeweils fähig sind, eine Anzahl von P unterschiedlichen Werten anzunehmen, und die gemäß vorbestimmter Übertragungsvorschriften nacheinander einerseits die zu übertragenden digitalen Daten und andererseits die genannten redundanten Daten darstellen.

Entsprechend bezieht sich die Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt auf eine Vorrichtung zum Empfangen von Signalen, die sogenannte "zu übertragende" digitale Daten darstellen, die zu einem ersten Alphabet mit P Symbolen gehören, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist:

– eine Identifikationseinrichtung, die angepasst ist, zu einem Alphabet mit P Symbolen gehörende empfangene digitale Daten zu empfangen und empfangene digitale Daten auf sogenannte "zu dekodierende" Symbole abzubilden, die zu einem Alphabet mit Q Symbolen gehören, wobei Q grundsätzlich größer ist als P,
– eine Dekodierungseinrichtung, die angepasst ist, die zu dekodierenden Symbole beeinflussenden Fehler unter Verwendung vorbestimmter Dekodierungsvorschriften zu korrigieren, die sogenannte "redundante" zu dekodierende Symbole berücksichtigen, und sogenannte "korrigierte" Symbole zu liefern, und
– eine Umsetzungseinrichtung, die angepasst ist, sogenannte "übertragene" digitale Daten zu liefern, die fähig sind, eine Anzahl von P unterschiedlichen Werten anzunehmen, und die gemäß vorbestimmter sogenannter "Umsetzungs-"Vorschriften nacheinander korrigierte Symbole darstellen.

Entsprechend bezieht sich die Erfindung gemäß einem dritten Aspekt auf ein Verfahren zum Übertragen zu übertragender digitaler Daten, die eine physikalische Menge darstellen und zu einem ersten Alphabet mit P Symbolen gehören, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es aufweist:

– einen Kennzeichnungsschritt, während dem jedes Symbol des ersten Alphabets auf zu einem zweiten Alphabet mit Q Symbolen gehörende sekundäre digitale Daten abgebildet wird, wobei Q grundsätzlich größer ist als P, wobei P Symbole des zweiten Alphabets jeweils ausschließlich ein und nur ein Symbol des ersten Alphabets darstellen,
– einen Kodierungsschritt, während dem zum zweiten Alphabet gehörende redundante Daten unter Verwendung vorbestimmter Kodierungsvorschriften bestimmt werden, die die sekundären digitalen Daten berücksichtigen, und
– einen Übertragungsschritt, während dem zumindest eine physikalische Menge in eine Folge von Signalen moduliert wird, die jeweils fähig sind, eine Anzahl von P unterschiedlichen Werten anzunehmen, und die gemäß vorbestimmter Übertragungsvorschriften nacheinander einerseits zu übertragende digitale Daten und andererseits die genannten redundanten Daten darstellen.

Entsprechend bezieht sich die Erfindung gemäß einem vierten Aspekt auf ein Verfahren zum Empfangen von Signalen, die sogenannte "zu übertragende" digitale Daten darstellen, die zu einem ersten Alphabet mit P Symbolen gehören, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es aufweist:

– einen Identifikationsschritt, während dem zu einem Alphabet mit P Symbolen gehörende digitale Daten empfangen werden und empfangene digitale Daten auf sogenannte "zu dekodierende" Symbole abgebildet werden, die zu einem Alphabet mit Q Symbolen gehören, wobei Q grundsätzlich größer ist als P,
– einen Dekodierungsschritt, während dem die zu dekodierenden Symbole beeinflussende Fehler unter Verwendung vorbestimmter Dekodierungsvorschriften korrigiert werden, die sogenannte zu dekodierende "redundante" Symbole berücksichtigen, und sogenannte "korrigierte" Symbole geliefert werden, und
– einen Umsetzungsschritt, während dem sogenannte "übertragene" digitale Daten geliefert werden, die fähig sind, eine Anzahl von P unterschiedlichen Werten anzunehmen, und die nacheinander gemäß vorbestimmter sogenannter "Umsetzungs-"Vorschriften korrigierte Symbole darstellen.

Aufgrund dieser Festlegungen kann die verwendete Kodierungseinrichtung, die auf dem zweiten Alphabet arbeitet, kostengünstiger sein als eine auf dem ersten Alphabet arbeitende Kodierungseinrichtung.
Außerdem stellen die von der Übertragungseinrichtung übertragenen Symbole zumindest teilweise digitale Daten des ersten Alphabets dar, was es möglich macht, Symbole des zweiten Alphabets nicht zu übertragen, sondern sie darzustellen. Auf diese Weise macht es die Erfindung möglich, die Anzahl elementarer Symbole zu optimieren, das heißt im Allgemeinen die binären Symbole, die sowohl die zu übertragenden Daten als auch die redundanten Symbole darstellen. Die Erfindung macht es daher möglich, die Effizienz der Übertragung zu erhöhen.
Gemäß bevorzugten Eigenschaften des ersten Aspekts der Erfindung:

– ist die Kennzeichnungseinrichtung zum Hinzufügen vorbestimmter digitaler Daten zu jedem Symbol des ersten Alphabets angepasst, um die zum zweiten Alphabet gehörenden sekundären digitalen Daten zu bilden, die dem genannten Symbol des ersten Alphabets entsprechen, und vorteilhafter Weise
– ist die Kennzeichnungseinrichtung zum Hinzufügen identischer digitaler Daten zu jedem Symbol des ersten Alphabets angepasst, um die zum zweiten Alphabet gehörenden sekundären digitalen Daten zu bilden, die dem genannten Symbol des ersten Alphabets entsprechen.

Entsprechend gemäß bevorzugten Eigenschaften des zweiten Aspekts der Erfindung:

– ist die Umsetzungseinrichtung angepasst, korrigierte Symbole zu empfangen, die jeweils fähig sind, mittels einer Sequenz binärer Daten dargestellt zu werden, und übertragene digitale Datenelemente zu liefern, die jeweils Abschnitte der genannten Sequenzen darstellen, und vorteilhafter Weise
– ist die Umsetzungseinrichtung angepasst, vorbestimmte digitale Daten aus jedem korrigierten Symbol zu entfernen, um ein übertragenes digitales Datenelement zu bilden.

Entsprechend gemäß bevorzugten Eigenschaften des dritten Aspekts der Erfindung:

– werden während des Kennzeichnungsschritts vorbestimmte digitale Daten zu jedem Symbol des ersten Alphabets hinzugefügt, um die zum zweiten Alphabet gehörenden sekundären digitalen Daten zu bilden, die dem genannten Symbol des ersten Alphabets entsprechen, und vorteilhafter Weise
– werden während des Kennzeichnungsschritts identische digitale Daten zu jedem Symbol des ersten Alphabets hinzugefügt, um die zum zweiten Alphabet gehörenden sekundären digitalen Daten zu bilden, die dem genannten Symbol des ersten Alphabets entsprechen.

Entsprechend gemäß bevorzugten Eigenschaften des vierten Aspekts der Erfindung:

– werden während des Umsetzungsschritts korrigierte Symbole empfangen, die jeweils fähig sind, mittels einer Sequenz binärer Daten dargestellt zu werden, und übertragene digitale Datenelemente werden geliefert, die jeweils Abschnitte der genannten Sequenzen darstellen, und vorteilhafter Weise
– werden während des Umsetzungsschritts vorbestimmte digitale Daten aus jedem korrigierten Symbol entfernt, um ein übertragenes digitales Datenelement zu bilden.

Aufgrund dieser Festlegungen ist die Kennzeichnungseinrichtung besonders einfach zu implementieren. Sie kann in der Tat nur aus elektrischen Verbindungen aufgebaut sein, die auf einem konstanten Potential gehalten werden, zum Beispiel auf Erde, wobei diese Verbindungen die hinzugefügten digitalen Daten darstellen.
Gemäß bevorzugten Eigenschaften des ersten Aspekts der Erfindung weist die Übertragungsvorrichtung, wie sie vorstehend kurz erläutert wurde, eine Vorauswahleinrichtung auf, die angepasst ist:

– zum Empfangen der redundanten Symbole, die zum Alphabet mit einer Anzahl von Q Symbolen gehören, von der Kodierungseinrichtung, und
– zum Liefern von digitalen Daten an die Übertragungseinrichtung.

Vorteilhafter Weise ist die Vorauswahleinrichtung angepasst, redundante Symbole zu empfangen, die jeweils fähig sind, mittels einer Sequenz binärer Daten dargestellt zu werden, und digitale Datenelemente zu liefern, die jeweils Abschnitte der genannten Sequenzen darstellen.
Entsprechend gemäß bevorzugten Eigenschaften des dritten Aspekts der Erfindung weist das Übertragungsverfahren, wie es vorstehend kurz erläutert wurde, einen Vorauswahlschritt auf, während dem:

– die redundanten Symbole, die zum Alphabet mit einer Anzahl von Q Symbolen gehören, anschließend an den Kodierungsschritt empfangen werden, und
– digitale Daten geliefert werden, die dann während des Übertragungsschritts verarbeitet werden.

Vorteilhafter Weise werden während des Vorauswahlschritts redundante Symbole empfangen, die jeweils fähig sind, mittels einer Sequenz binärer Daten dargestellt zu werden, und digitale Datenelemente werden geliefert, die jeweils Abschnitte der genannten Sequenzen darstellen.
Aufgrund dieser Festlegungen ist die Vorauswahleinrichtung besonders einfach zu implementieren.
Gemäß bevorzugten Eigenschaften des ersten Aspekts der Erfindung weist die Übertragungsvorrichtung, wie sie vorstehend kurz erläutert wurde, eine Abbildungseinrichtung auf, die angepasst ist, jedes von der Auswahleinrichtung ausgewählte digitale Datenpaar gemäß einem Satz vorbestimmter sogenannter "Abbildungs-"Vorschriften auf ein Amplitudenpaar abzubilden, wobei die Übertragungseinrichtung angepasst ist, die Übertragung des Signals um 90° phasenverschoben durchzuführen, wobei seine beiden Komponenten jeweils mittels der ersten und der zweiten Amplitude der genannten Amplitudenpaare modifiziert sind.
Vorteilhafter Weise umfasst der genannte Satz vorbestimmter Abbildungsvorschriften zumindest die erste Vorschrift, gemäß derer die den genannten beiden Amplitudenpaaren entsprechenden digitalen Datenpaare dann erste oder zweite digitale Datenelemente des gleichen Werts aufweisen, wenn eine geschätzte Wahrscheinlichkeit, dass zwei Amplitudenpaare nach der Übertragung verwechselt werden, größer ist als ein erster vorbestimmter Wert.
Entsprechend gemäß bevorzugten Eigenschaften des dritten Aspekts der Erfindung weist das Übertragungsverfahren, wie es vorstehend kurz erläutert wurde, einen Abbildungsschritt auf, während dem jedes während des Auswahlschritts ausgewählte digitale Datenpaar gemäß einem Satz vorbestimmter sogenannter "Abbildungs-"Vorschriften auf ein Amplitudenpaar abgebildet wird, und die Übertragung des Signals während des Übertragungsschritts um 90° phasenverschoben durchgeführt wird, wobei seine beiden Komponenten jeweils mittels der ersten und der zweiten Amplitude der genannten Amplitudenpaare modifiziert werden.
Vorteilhafter Weise umfasst der genannte Satz vorbestimmter Abbildungsvorschriften zumindest die erste Vorschrift, gemäß derer die den genannten beiden Amplitudenpaaren entsprechenden digitalen Datenpaare dann erste oder zweite digitale Datenelemente des gleichen Werts aufweisen, wenn eine geschätzte Wahrscheinlichkeit, dass zwei Amplitudenpaare nach der Übertragung verwechselt werden, größer ist als ein erster vorbestimmter Wert.
Aufgrund dieser Festlegungen beeinflussen die wahrscheinlichsten Fehler, die die Komponenten eines von der Übertragungseinrichtung übertragenen Signals beeinflussen, nur eines der digitalen Datenelemente des digitalen Datenpaars, das diesem Signal entspricht.
Selbst wenn diese digitalen Daten keine Redundanz aufweisen, die fähig ist, die Detektion oder Korrektur von bestimmten der sie beeinflussenden Fehler zu ermöglichen, macht es die Erfindung daher möglich, die Auswirkungen dieser Fehler zu reduzieren.
Weisen diese digitalen Daten redundante Elemente auf, die fähig sind, die Korrektur von Signalkomponenten beeinflussenden Fehlern zu ermöglichen, ermöglicht es die Erfindung:

– die Anzahl redundanter Elemente zu reduzieren, die zum Korrigieren einer bestimmten Anzahl von Fehlern erforderlich ist,
– die Anzahl von Fehlern zu erhöhen, die durch die Verwendung einer bestimmten Anzahl redundanter Elemente korrigiert werden kann, und
– die Effizienz der Übertragung zu steigern.

Im Allgemeinen ermöglicht es jedes redundante Element, einen Fehler zu korrigieren, der ein digitales Datenelement beeinflusst. Kraft der Erfindung ermöglicht es jedes redundante Element, für die wahrscheinlichsten Fehler zumindest einen ein Signal beeinflussenden Fehler zu korrigieren (und mehr als einen Fehler, wenn die digitalen Datenelemente, die zwei Signalen entsprechen, verbunden sind und dadurch gleichzeitig korrigiert werden).
Gemäß besonderer Eigenschaften des ersten Aspekts der Erfindung:

– ist die Vorauswahleinrichtung angepasst, redundante Symbole zu empfangen, die jeweils fähig sind, mittels einer Sequenz einer geradzahligen Anzahl binärer Datenelemente dargestellt zu werden, und digitale Datenelemente zu liefern, die jeweils eine Hälfte der binären Datenelemente der genannten Sequenz darstellen, und/oder
– umfasst der genannte Satz vorbestimmter Abbildungsvorschriften zumindest die Vorschrift, gemäß derer eines der den genannten beiden Amplitudenpaaren entsprechenden digitalen Datenpaare dann keine von der Vorauswahleinrichtung ankommenden digitalen Daten darstellt, wenn eine geschätzte Wahrscheinlichkeit, dass zwei Amplitudenpaare nach der Übertragung verwechselt werden, größer ist als ein erster vorbestimmter Wert.

Entsprechend gemäß besonderer, Eigenschaften des dritten Aspekts der Erfindung:

– werden während des Vorauswahlschritts redundante Symbole empfangen, die jeweils fähig sind, mittels einer Sequenz einer geradzahligen Anzahl binärer Datenelemente dargestellt zu werden und digitale Datenelemente werden geliefert, die jeweils eine Hälfte der binären Datenelemente der genannten Sequenz darstellen, und/oder
– umfasst der Satz vorbestimmter Abbildungsvorschriften zumindest die Vorschrift, gemäß derer eines der den genannten beiden Amplitudenpaaren entsprechenden digitalen Datenpaare dann keine während des Vorauswahlschritts verarbeiteten digitalen Daten darstellt, wenn eine geschätzte Wahrscheinlichkeit, dass zwei Amplitudenpaare nach der Übertragung verwechselt werden, größer ist als ein erster vorbestimmter Wert.

Aufgrund dieser Festlegungen beeinflussen die wahrscheinlichsten Fehler, die die Komponenten eines von der Übertragungseinrichtung übertragenen Signals beeinflussen, keines der redundanten Symbole.
Die Erfindung macht es daher möglich, für eine bestimmte Kodierungseffizienz im Fall einer mit QAM-64 modulierten Übertragung die Leistungsfähigkeit der Fehlerdetektion und -korrektur von kostengünstigen Fehlerkorrekturkomponenten (zum Beispiel von Reed-Solomon-Codes) zu optimieren, die insbesondere auf GF(256) arbeiten.
Außerdem sollte beachtet werden, dass Längen von Codewörtern, das heißt in diesem Fall von redundanten Symbolen, verwendet werden können, die größer sind als 63 6-Tupel.
Daher können die Symbole, die durch ein einzelnes Komponentenpaar eines Signals dargestellt werden können, von einer Kodierung profitieren, die in einem Alphabet durchgeführt wird, von dem nicht alle der Symbole durch ein einzelnes Komponentenpaar eines Signals dargestellt werden können.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Netzwerk, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es ein Übertragungsmedium, zumindest eine Übertragungsvorrichtung, wie sie vorstehend kurz offenbart wurde, und zumindest eine Empfangsvorrichtung aufweist, wie sie vorstehend kurz offenbart wurde, wobei die mittels der Übertragungseinrichtung der Übertragungsvorrichtung übertragenen Signale, möglicherweise durch Fehler beeinflusst, von der Empfangseinrichtung der Empfangsvorrichtung empfangen werden.
Die Vorteile dieses Netzwerks sind identisch mit den vorstehend beschriebenen und werden hier daher nicht wiederholt.
Die Eigenschaften, Vorteile und andere Aufgaben der Erfindung werden außerdem aus der Beschreibung der begleitenden Zeichnungen hervorgehen, bei denen zeigen:
1 ein elektronisches Blockschaltbild einer Übertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung;
2 ein Funktionsschema der gemäß 1 dargestellten Übertragungsvorrichtung;
3 ein Blockschaltbild einer Empfangsvorrichtung gemäß der Erfindung;
4 ein Funktionsschema der gemäß 3 dargestellten Empfangsvorrichtung;
5A und 5B Formate von Daten, die unter Verwendung der Erfindung übertragen werden;
6 ein betriebliches Ablaufdiagramm der gemäß 1 und 2 dargestellten Übertragungsvorrichtung;
7 ein betriebliches Ablaufdiagramm der gemäß 3 und 4 dargestellten Empfangsvorrichtung;
8 eine Menge von Punkte, die bei einer Variante der Erfindung verwendet werden;
9 ein elektronisches Ausführungsbeispiel der Übertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung; und
10 ein elektronisches Ausführungsbeispiel der Empfangsvorrichtung gemäß der Erfindung.
Bei dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine Reed-Solomon-Kodierung betrachtet, die auf Oktetten arbeitet, nämlich eine Kodierung, die für fünf zu kodierende Symbole drei redundante Symbole liefern würde. Das Verhältnis der Anzahl redundanter Symbole zu der entsprechenden Anzahl von zu kodierenden Symbolen (in diesem Fall 0,6) ist, zu Erläuterungszwecken, größer als die üblicherweise verwendeten Verhältnisse (der Größenordnung weniger Prozent).
1 zeigt einen Digitaldatengenerator 101 und folgende durch einen Bus 102 miteinander verbundene Blöcke:

– einen Eingabeanschluss 103;
– einen Direktzugriffsspeicher 104;
– einen Festwertspeicher 105;
– eine Verarbeitungseinheit 106;
– eine Kodierungseinheit 107;
– einen Ausgabeanschluss 108;
– einen Modulator 109; und
– ein Übertragungsmedium 110.

Der Digitaldatengenerator 101 kann beliebige Symbole liefern. Er besteht zum Beispiel aus einem Empfänger übertragener Daten, einem Datenverarbeitungssystem und einem Datenspeicher. Die digitalen Daten, die er liefert, können von Sensoren zum Beispiel eines Faxgerätes, einer elektronischen Kamera, von Mikrofonen oder Leseeinrichtungen analoger Medien stammen, auf die Analog/Digital-Wandler folgen, ebenso wie von Systemen zur Speicherung, Verarbeitung oder Synthese digitaler Daten. Die vom Digitaldatengenerator 101 gelieferten Daten werden als "zu übertragend" bezeichnet und gehören zu einem Alphabet mit P Symbolen. Bei dem beschriebenen und dargestellten Beispiel ist P gleich 2⁶, das heißt 64, wobei die zu übertragenden Daten aus Sechstupeln binärer Daten gebildet werden, die auf sechs parallelen elektrischen Verbindungen geliefert werden, die am Eingabeanschluss 103 enden.
Der Eingabeanschluss 103 liefert die zu übertragenden Daten mit einer durch die Verarbeitungseinheit 106 bestimmten Rate gemäß Abläufen, die Fachmännern auf dem Gebiet von Mikroprozessor-Datenverarbeitungssystemen bekannt sind, an die Verarbeitungseinheit 106.
Der Bus 102 weist acht Datenleitungen plus eine oder mehrere Leitungen auf, die Protokoll- oder Paritätssignale transportieren.
Der Direkt- bzw. Zufallszugriffsspeicher 104 speichert die Symbole, Daten, Parameter und Zwischenergebnisse, die für den Betrieb der Übertragungsvorrichtung wie nachstehend beschrieben erforderlich sind.
Der Festwertspeicher 105 speichert das Betriebssystem der Verarbeitungseinheit 106 und das Programm, das den Betrieb der Übertragungsvorrichtung wie nachstehend beschrieben ermöglicht.
Die Verarbeitungseinheit 106 ist ein Mikrocontroller mit einem Mikroprozessor, Schnittstellen und Speichern bekannten Typs.
Die Kodierungseinheit 107 ist eine Komponente, die eine Fachmännern wohl bekannte Reed-Solomon-Kodierung verwendet, die auf Oktetten arbeitet, welche gleichzeitig bzw. parallel auf dem Bus 102 geliefert werden. Sie weist ihre eigenen (nicht gezeigten) Speicher und Verarbeitungsschaltungen auf. Beispielhaft basiert die Kodierungseinheit auf der Verwendung der Komponente, die unter der Bezeichnung AHA4011 von AHA (Advanced Hardware Architectures, Inc., Pullman, Wa, USA) hergestellt wird, die folgendes verwendet:

– einen Reed-Solomon-Code, der über dem endlichen Feld GF(2⁸) definiert ist;
– ein Feld-definierendes Grund- bzw. Primitivpolynom P(x) = x⁸ + x⁷ + x² + x + 1, und
– ein von der Variablen R abhängiges Generatorpolynom, das durch G(x) gegeben ist, welches gleich dem Produkt der Polynome (x – αⁱ) von i = 120 bis i = 119 + R ist, wobei gilt R ∊ {2, 3, 4, ..., 20}. (Dieses Polynom ist in internationalen Standards Intelsat IESS 308 (Rev 6B), RTCA DO-217 Anhang F (Rev D) und dem vorgeschlagenen Standard CCITT SG-18 definiert).

Für je zwei Prüfbytes kann der Dekodierer entweder zwei "Auslöschungen" oder einen "Fehler" korrigieren. Eine "Auslöschung" ist ein Fehler mit einer bekannten Lage. Diese kann zum Beispiel mit einem Paritätsdetektor oder einem Signalabfalldetektor bestimmt werden. Eine Auslöschung wird durch das AUSLÖSCHUNG-Signal angezeigt, wenn das Auslöschungsbyte in der Vorrichtung getaktet bzw. registriert wird. Fehler sind als fehlerhafte Bytes definiert, deren Lagen unbekannt sind, d. h. es gab für diese Bytes keine entsprechende AUSLÖSCHUNG-Eingabe. Ein Korrigieren von "Auslöschungen" benötigt nur halb so viel der Korrekturfähigkeit des RS-Codes wie benötigt wird, um "Fehler" zu korrigieren, da die Positionsinformation für "Auslöschungen" bereits bekannt ist. Die Korrekturfähigkeit des Codes ist wie folgt begrenzt:
R ≥ Anzahl von "Auslöschungen" + zweimal die Anzahl von "Fehlern".
Eine gültige Blocklänge (N) ist definiert durch das Verhältnis: R + 1 ≤ N ≤ 255, wobei sich R von 2 bis 20 erstreckt. Ein vollständiges Codewort kann sich daher von einem Minimum von 3 Bytes bis zu einem Maximum von 255 Bytes erstrecken.
Andere äquivalente Komponenten werden von LSI LOGIC^® oder von COMATLAS vermarktet.
Der Ausgabeanschluss 108 liefert Sechstupel mit einer durch die Verarbeitungseinheit 106 bestimmten Rate gemäß Abläufen, die Fachmännern auf dem Gebiet von Mikroprozessor-Datenverarbeitungssystemen bekannt sind, an den Modulator 109.
Der Modulator 109 ist ein Modulator, der eine Amplitudenmodulation gemäß zwei um 90° phasenverschobenen Trägern mit 64 Zuständen durchführt, eine unter den Namen QAM-64 und 64-QAM bekannte Modulation, was nachstehend unterschiedslos verwendet wird, um sie zu bezeichnen.
Das Übertragungsmedium 110 besteht hier aus:

– einem Funksender mit einer Einrichtung zur Umstellung auf eine bestimmte Sendefrequenz des den Modulator 109 verlassenden Signals und einer Sendeleistungs-Steuereinrichtung,
– einer elektromagnetische Wellen übertragenden Sendeantenne, deren Komponenten Amplituden darstellen, die die beiden um 90° phasenverschobenen Träger modifizieren, welche durch den Modulator 109 moduliert werden,
– dem Übertragungsraum, in dem sich die elektromagnetischen Wellen bewegen, und
– Elementen, die unter Bezugnahme auf 3 dargestellt sind, und die den Empfang von Wellen betreffen, die sich im Übertragungsraum bewegen.

Es sollte beachtet werden, dass jeder Typ von Übertragungsmedium ein Rauschen führt, das zum Beeinflussen der Symbole, Daten oder Informationen (hier der Komponentenpaare) mit Fehlern fähig ist, was aus einer Demodulation der Signale resultiert, die dieses Medium transportiert.
Der Betrieb jedes der gemäß 1 veranschaulichten Elemente wird nachstehend detailliert beschrieben.
2 zeigt:

– den Digitaldatengenerator 101;
– eine Kennzeichnungseinrichtung 202, bestehend aus der Verarbeitungseinheit 106 sowie den Speichern 104 und 105, die zum Empfangen sogenannter "zu übertragender" digitaler Datenelemente, die zu einem Alphabet mit P (hier 64) Symbolen gehören, und zum Abbilden jedes zu übertragenden digitalen Datenelements auf zu kodierende Symbole angepasst ist, wobei Q (hier gleich 256) grundsätzlich größer ist als P, wobei P Symbole des zweiten Alphabets jeweils ausschließlich ein und nur ein Symbol des ersten Alphabets darstellen. Bei dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kennzeichnungseinrichtung zum Hinzufügen vorbestimmter digitaler Daten (hier binärer Nullwerte) zu jedem Symbol des ersten Alphabets angepasst, um ein zum zweiten Alphabet gehörendes sekundäres digitales Datenelement zu bilden, das dem genannten Symbol des ersten Alphabets entspricht;
– eine Kodierungseinrichtung 203, bestehend aus der Kodierungseinheit 107, die zum Empfangen sogenannter "zu kodierender" Symbole des Alphabets mit einer Anzahl von Q Symbolen und zum Liefern sogenannter "redundanter" Symbole des genannten Alphabets mit einer Anzahl von Q Symbolen an die Vorauswahleinrichtung angepasst ist, die fähig sind, die Korrektur von zu kodierende Symbole beeinflussenden Fehlern zu ermöglichen, wobei die zu übertragenden Symbole die genannten redundanten Symbole aufweisen. Bei dem beschriebenen und gezeigten Ausführungsbeispiel verwendet die Kodierungseinrichtung eine Reed-Solomon-Kodierung;
– eine Vorauswahleinrichtung 204, bestehend aus der Verarbeitungseinheit 106 sowie den Speichern 104 und 105, die zum Empfangen sogenannter "zu übertragender" Symbole eines Alphabets mit einer Anzahl von Q Symbolen und zum Liefern von digitalen Daten an die Vorauswahleinrichtung angepasst ist, die fähig sind, P unterschiedliche Werte anzunehmen, wobei P kleiner ist als Q. Bei dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vorauswahleinrichtung zum Empfangen von zu übertragenden Symbolen, die jeweils durch eine Sequenz binärer Daten dargestellt werden können, und zum Liefern von digitalen Datenelementen an die Auswahleinrichtung angepasst, die jeweils Abschnitte der genannten Sequenzen darstellen;
– eine Auswahleinrichtung 205, bestehend aus der Verarbeitungseinheit 106 sowie den Speichern 104 und 105, die zum Auswählen bestimmter digitaler Datenpaare angepasst ist, die einander in der Folge digitaler Daten folgen, unter Verwendung zyklischer, vorbestimmter sogenannter "Auswahl-"Vorschriften, das heißt, dass die Auswahlvorschriften eine sogenannte "Auswahlzyklen-"Zahl verwenden, wobei zwei durch eine Ganzzahl an Auswahlzyklen getrennte digitale Datenelemente von der Auswahleinrichtung auf eine identische Art und Weise ausgewählt werden;
– eine Abbildungseinrichtung 206, bestehend aus der Verarbeitungseinheit 106 sowie den Speichern 104 und 105, die angepasst ist, jedes ausgewählte digitale Datenpaar gemäß einem Satz vorbestimmter Vorschriften auf ein Amplitudenpaar abzubilden. Der Satz vorbestimmter Vorschriften umfasst die erste Vorschrift, gemäß derer die den genannten beiden Amplitudenpaaren entsprechenden digitalen Datenpaare dann erste oder zweite digitale Datenelemente des gleichen Werts aufweisen, wenn eine geschätzte Wahrscheinlichkeit, dass zwei Amplitudenpaare nach der Übertragung verwechselt werden, größer ist als ein erster vorbestimmter Wert, und die zweite Vorschrift, gemäß derer die den genannten beiden Amplitudenpaaren entsprechenden digitalen Datenpaare für ein vorbestimmtes Verhältnis der Paare von Amplitudenpaaren, für die die geschätzte Wahrscheinlichkeit, dass die Paare nach einer Übertragung verwechselt werden, größer ist als ein zweiter vorbestimmter Wert und kleiner als der erste vorbestimmte Wert, erste oder zweite digitale Datenelemente des gleichen Werts aufweisen (wobei das genannte vorbestimmte Verhältnis 74 von 98 Paaren von in Frage kommenden Amplitudenpaaren entspricht). Die Abbildungseinrichtung ist zum Verwenden zyklischer, vorbestimmter sogenannter "Abbildungs-"Vorschriften angepasst, das heißt, die genannten Abbildungsvorschriften verwenden eine sogenannte "Abbildungszyklen-"Zahl, wobei zwei gleiche, durch eine Ganzzahl von Abbildungszyklen getrennte Paare auf das gleiche Amplitudenpaar abgebildet werden;
– eine Übertragungseinrichtung 207, bestehend aus dem Modulator 109, die angepasst ist, die Übertragung eines Signals um 90° phasenverschoben auf dem Übertragungsmedium durchzuführen, wobei seine Komponenten jeweils durch die erste und zweite Amplitude des von der Abbildungseinrichtung gelieferten Amplitudenpaars modifiziert werden. Bei dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Übertragungseinrichtung zum Durchführen der Übertragung eines Signals angepasst, das mit zwei um 90° phasenverschobenen Trägern mit 64 Zuständen amplitudenmoduliert ist; und
- das Übertragungsmedium 110.

3 zeigt einen Digitaldatenabnehmer 301 und folgende durch einen Bus 302 miteinander verbundene Blöcke:

– einen Eingabeanschluss 303;
– einen Direktzugriffsspeicher 304;
– einen Festwertspeicher 305;
– eine Verarbeitungseinheit 306;
– eine Dekodierungseinheit 307;
– einen Ausgabeanschluss 308;
– einen Demodulator 309; und
– das Übertragungsmedium 110.

Der Digitaldatenabnehmer 301 besteht zum Beispiel aus einem Sender von Übertragungsdaten, einem Datenverarbeitungssystem und einem Datenspeicher. Er kann auch Digital/Analog-Wandlereinrichtungen und eine Einrichtung zum Anzeigen von Bildern, Text oder Grafiken oder zur Modulation physikalischer Mengen und/oder zur Verarbeitung und Speicherung von Daten in analoger oder digitaler Form aufweisen. Die mit Hilfe des Ausgabeanschlusses 308 an den Datenabnehmer 301 gelieferten Symbole sind als "übertragene digitale Daten" bekannt und gehören zu einem Alphabet mit P Symbolen. Sie sind im Allgemeinen identisch mit den "zu übertragenden" Daten, die vom Digitaldatengenerator 101 der Übertragungsvorrichtung (1) geliefert werden und sind daher aus Sechstupeln binärer Daten aufgebaut, die auf sechs parallelen elektrischen Verbindungen vom Ausgabeanschluss 308 geliefert werden.
Der Eingabeanschluss 303 liefert als "Komponentenpaare" bekannte Symbole, die vom Demodulator 309 kommen, mit einer durch die Verarbeitungseinheit 306 bestimmten Rate gemäß Abläufen, die Fachmännern auf dem Gebiet von Mikroprozessor-Datenverarbeitungssystemen bekannt sind, an die Verarbeitungseinheit 306.
Der Bus 302 weist acht Datenleitungen plus eine oder mehrere Leitungen auf, die Protokoll- oder Paritätssignale transportieren.
Der Direkt- bzw. Zufallszugriffsspeicher 304 speichert die Symbole, Daten, Parameter und Zwischenergebnisse, die für den Betrieb der Übertragungsvorrichtung wie nachstehend beschrieben erforderlich sind.
Der Festwertspeicher 305 speichert das Betriebssystem der Verarbeitungseinheit 306 und das Programm, das den Betrieb der Übertragungsvorrichtung wie nachstehend beschrieben ermöglicht.
Die Verarbeitungseinheit 306 ist ein Mikrocontroller mit einem Mikroprozessor, Schnittstellen und Speichern bekannten Typs.
Die Dekodierungseinheit 307 ist eine Komponente, die eine Fachmännern wohl bekannte Reed-Solomon-Dekodierung verwendet, die auf Oktetten arbeitet, welche gleichzeitig bzw, parallel auf dem Bus 302 geliefert werden. Sie weist ihre eigenen (nicht gezeigten) Speicher und Verarbeitungsschaltungen auf. Beispielhaft basiert die Dekodierungseinheit auf der Verwendung der Komponente, die unter der Bezeichnung AHA4011 von AHA (Advanced Hardware Architectures Inc., Pullman, Wa, USA) hergestellt wird.
Der Ausgabeanschluss 308 liefert Sechstupel mit einer durch die Verarbeitungseinheit 306 bestimmten Rate gemäß Abläufen, die Fachmännern auf dem Gebiet von Mikroprozessor-Datenverarbeitungssystemen bekannt sind, an den Datenabnehmer 301.
Der Demodulator 309 ist ein Demodulator, der eine Amplitudendemodulation gemäß zwei um 90° phasenverschobenen Trägern mit 64 Zuständen durchführt.
Das Übertragungsmedium 110 weist die Elemente auf, die vorstehend unter Bezugnahme auf 1 dargestellt wurden, und

– eine (nicht gezeigte) Empfangsantenne, die die von der Sendeantenne kommenden elektromagnetischen Wellen empfängt, und
– einen Funkempfänger mit einer Einrichtung zur Umstellung auf eine bestimmte Empfangsfrequenz des die Empfangsantenne verlassenden Signals, einer Gewinn- bzw. Verstärkungssteuereinrichtung und einer Einrichtung zur Synchronisation, besonders von Rahmen und Phase.

Das Übertragungsmedium 110 liefert daher eine Welle standardisierter Amplitude an den Demodulator 309.
Der Betrieb jedes der gemäß 3 veranschaulichten Elemente wird nachstehend detailliert beschrieben.
4 zeigt:

– das Übertragungsmedium 110;
– eine Empfangseinrichtung 401, bestehend aus dem Demodulator 309, die zum Durchführen des Empfangs von durch das Übertragungsmedium transportierten Signalen und zum Liefern von Komponentenpaaren angepasst ist, die phasengleiche und um 90° phasenverschobene Amplituden der genannten Signale darstellen. Bei dem beschriebenen und gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Empfangseinrichtung zum Empfangen eines Signals, das mit zwei um 90° phasenverschobenen Trägern mit 64 Zuständen amplitudenmoduliert ist, und zum Liefern des Komponentenpaars des genannten Signals an die Sortierungseinrichtung angepasst;
– eine Sortierungseinrichtung 402, bestehend aus der Verarbeitungseinheit 306, dem Festwertspeicher 305 und dem Direktzugriffsspeicher 304, ist angepasst zum Auswählen bestimmter sogenannter "sortierter" Komponentenpaare unter Verwendung zyklischer, vorbestimmter sogenannter "Sortierungs-"Vorschriften, das heißt, dass die Sortierungsvorschriften eine sogenannte "Sortierungszyklen-"Zahl verwenden, wobei zwei durch eine Ganzzahl von Sortierungszyklen getrennte digitale Datenelemente von der Sortierungseinrichtung auf eine identische Art und Weise sortiert werden;
– eine Abstimmungseinrichtung 403, bestehend aus der Verarbeitungseinheit 306, dem Festwertspeicher 305 und dem Direktzugriffsspeicher 304, ist angepasst zum Abstimmen jedes sortierten Komponentenpaars gemäß einem Satz vorbestimmter sogenannten "Abstimmungs-"Vorschriften mit einem sogenannten "empfangenen" digitalen Datenpaar. Der genannte Satz vorbestimmter Abstimmungsvorschriften umfasst die erste Vorschrift, gemäß derer die den genannten beiden Komponentenpaaren entsprechenden empfangenen digitalen Datenpaare dann erste oder zweite digitale Datenelemente des gleichen Werts aufweisen, wenn eine geschätzte Wahrscheinlichkeit, dass zwei Signale mit zwei Komponentenpaaren nach dem Empfang verwechselt werden, größer ist als ein erster vorbestimmter Wert, und die zweite Vorschrift, gemäß derer die empfangenen, den genannten beiden Komponentenpaaren entsprechenden digitalen Datenpaare für ein vorbestimmtes Verhältnis von Paaren von Komponentenpaaren, für die die geschätzte Wahrscheinlichkeit, dass die Paare nach einer Übertragung verwechselt werden, größer ist als ein zweiter vorbestimmter Wert und kleiner als der erste vorbestimmte Wert, erste oder zweite digitale Datenelemente des gleichen Werts aufweisen. Die Abstimmungseinrichtung ist zum Verwenden zyklischer Abstimmungsvorschriften angepasst, das heißt, dass die Abstimmungsvorschriften eine sogenannte "Abstimmungszyklen-"Zahl verwenden, wobei zwei gleiche, durch eine Ganzzahl von Abstimmungszyklen getrennte Paare auf das gleiche Komponentenpaar angebildet werden;
– eine Identifikationseinrichtung 404, bestehend aus der Verarbeitungseinrichtung 306, dem Festwertspeicher 305 und dem Direktzugriffsspeicher 304, ist angepasst zum Empfangen empfangener digitaler Daten, die zu einem Alphabet mit P Symbolen gehören, und zum Abbilden empfangener digitaler Daten auf sogenannte "zu dekodierende" Symbole, die zu einem Alphabet mit Q Symbolen gehören, wobei Q grundsätzlich größer ist als P;
– eine Dekodierungseinrichtung 405, bestehend aus der Dekodierungseinheit 307, ist angepasst zum Empfangen sogenannter "zu dekodierender" Symbole des Alphabets mit einer Anzahl von Q Symbolen und zum Liefern sogenannter "korrigierter" Symbole des genannten Alphabets mit einer Anzahl von Q Symbolen unter Verwendung von Korrekturvorschriften und sogenannter "redundanter" zu dekodierender Symbole. Bei dem beschriebenen und gezeigten Ausführungsbeispiel verwendet die Dekodierungseinrichtung eine Reed-Solomon-Dekodierung;
– eine Umsetzungseinrichtung 406, bestehend aus der Verarbeitungseinheit 306, dem Festwertspeicher 305 und dem Direktzugriffsspeicher 304, ist angepasst zum Empfangen der korrigierten Symbole und zum Liefern sogenannter "übertragener" digitaler Daten, die zu einem Alphabet mit P Symbolen gehören. Bei dem beschriebenen und gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Umsetzungseinrichtung angepasst zum Empfangen korrigierter Symbole, die jeweils fähig sind, durch eine Sequenz binärer Daten dargestellt zu werden, und zum Liefern übertragener digitaler Datenelemente, die jeweils Abschnitte der genannten Sequenzen darstellen, indem aus jedem korrigierten Symbol vorbestimmte digitale Daten entfernt werden, um ein übertragenes digitales Datenelement zu bilden, und
– den Digitaldatenabnehmer 301.

5A zeigt nacheinander die Formen, die von einem Abschnitt einer Folge von Symbolen eingenommen werden, die vom Digitaldatengenerator 101 zum Übertragungsmedium 110 übertragen werden.
In Zeile A haben die zu übertragenden Daten die Form von Sechstupeln binärer Daten, die mit 501, 502, 503, 504 und 505 bezeichnet sind. Dies sind die digitalen Daten, die vom Digitaldatengenerator 101 an den Eingabeanschluss 103 geliefert werden.
In Zeile B sind die zu übertragenden Daten nach einer Verarbeitung durch die Kennzeichnungseinrichtung 202 durch zu kodierende Symbole dargestellt, die mit 506, 507, 508, 509 und 510 bezeichnet sind, welche Oktette sind, in denen die beiden höchstwertigen Bits alle den gleichen vorbestimmten Wert aufweisen, hier gleich Null, und die sechs niederstwertigen Bits die sechs Bits der Sechstupel der zu übertragenden Daten sind.
In Zeile C entsprechen die zu kodierenden Symbole nach einer Kodierung durch die Kodierungseinrichtung 203 einerseits mit 511, 512 und 513 bezeichneten redundanten Symbolen, welche Oktette sind, die zum Ermöglichen der Korrektur von Fehlern fähig sind, die die zu kodierenden Symbole beeinflussen, und andererseits Oktetten, die mit 514, 515, 516, 517 und 518 bezeichnet sind, die jeweils gleich den zu kodierenden Symbolen 506, 507, 508, 509 und 510 sind.
Die redundanten Symbole und die zu kodierenden Symbole sind gemeinsam als "zu übertragende Symbole" bekannt. Sie werden an die Vorauswahleinrichtung 204 übertragen.
In Zeile D kann ersehen werden, dass die Vorauswahleinrichtung folgendes ersetzt hat:

– einerseits die drei Oktette, die die redundanten Symbole 511, 512 und 513 bilden, durch die digitalen Daten 520, 521, 522, 523, 524 und 525, die jeweils bestehen aus:
– den sechs höchstwertigen Bits des ersten Oktetts 511,
– den beiden niederstwertigen Bits des ersten Oktetts 511,
– den vier höchstwertigen Bits des zweiten Oktetts 512,
– den vier niederstwertigen Bits des zweiten Oktetts 512,
– den beiden höchstwertigen Bits des dritten Oktetts 513, und
– den sechs niederstwertigen Bits des dritten Oktetts 513, und
– andererseits die mit 514, 515, 516, 517 und 518 bezeichneten Oktette durch die Sechstupel 526, 527, 528, 529 und 530, die jeweils gleich den Sechstupeln 501 bis 505 von zu übertragenden Daten sind.

In Zeile E kann ersehen werden, dass die Auswahleinrichtung Paare liefert, die aus aufeinander folgenden digitalen Datenelementen aufgebaut sind, die keine Sechstupel sind. Die anderen digitalen Datenelemente werden durch die Auswahleinrichtung nicht ausgewählt.
Die ausgewählten digitalen Datenpaare 531 und 532 sind daher so aufgebaut, dass:

– das Paar 531 gebildet wird aus den digitalen Daten 521, die den beiden niederstwertigen Bits des Oktetts 511 entsprechen, das das erste redundante Symbol darstellt, und den digitalen Daten 522, die den vier höchstwertigen Bits des Oktetts 512 entsprechen, das das zweite redundante Symbol darstellt,
– das Paar 532 gebildet wird aus den digitalen Daten 523, die den vier niederstwertigen Bits des Oktetts 512 entsprechen, das das zweite redundante Symbol darstellt, und den digitalen Daten 524, die den beiden höchstwertigen Bits des Oktetts 513 entsprechen, das das dritte redundante Symbol darstellt.

In nachstehender Tabelle 1 können Abbildungsvorschriften ersehen werden, die auf das digitale Datenpaar 531 angewandt werden: die Nummern der Zeilen und Spalten gemäß Tabelle 1 sind gleich Amplituden. Jedes Amplitudenpaar entspricht daher einem Wert gemäß der Tabelle, der zur Basis 4 gleich ist:

– für die erste Ziffer dem ersten digitalen Datenelement des Paars 531, das ist 00 in binärer Darstellung und 0 zur Basis 4, und
– für die letzten beiden Ziffern dem zweiten digitalen Datenelement des Paars 531, das ist entsprechend 10 und 11 in binärer Darstellung sowie 2 und 3 zur Basis 4.

Es sollte beachtet werden, dass das Paar 531, das zur Basis 4 durch den Wert 023 dargestellt wird, mit den Amplituden –1 und +3 in Zusammenhang steht, die dem phasengleichen Signal und dem um 90° phasenverschobenen Signal zugeordnet sind (Amplituden, die dem Punkt 540 in der gemäß Zeile G gezeigten Menge von Punkten entsprechen).
Tabelle 1
Es kann ersehen werden, dass die Abbildungseinrichtung jedes ausgewählte digitale Datenpaar gemäß einem Satz vorbestimmter Vorschriften auf ein Amplitudenpaar abbildet, wobei der Satz vorbestimmter Vorschriften zumindest die erste Vorschrift umfasst, gemäß derer die den genannten beiden Amplitudenpaaren entsprechenden digitalen Datenpaare dann erste oder zweite digitale Datenelemente des gleichen Werts aufweisen, wenn eine geschätzte Wahrscheinlichkeit, dass zwei Amplitudenpaare nach der Übertragung verwechselt werden, größer ist als ein erster vorbestimmter Wert.
Außerdem umfasst der Satz vorbestimmter Vorschriften die zweite Vorschrift, gemäß derer die den genannten beiden Amplitudenpaaren entsprechenden digitalen Datenpaare für ein vorbestimmtes Verhältnis der Paare von Amplitudenpaaren, für die die geschätzte Wahrscheinlichkeit, dass die Paare nach einer Übertragung verwechselt werden, größer ist als ein zweiter vorbestimmter Wert und kleiner als der erste vorbestimmte Wert, erste oder zweite digitale Datenelemente des gleichen Werts aufweisen. Bei dem beschriebenen und gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht das vorbestimmte Verhältnis 74 von 98 Paaren von in Frage kommenden Amplitudenpaaren.
Schließlich kann gesehen werden, dass:

– die Auswahleinrichtung zyklische, vorbestimmte Auswahlvorschriften verwendet, das heißt, dass die Abbildungsvorschriften eine sogenannte "Auswahlzyklen-"Zahl verwenden, wobei zwei durch eine Ganzzahl an Auswahlzyklen getrennte digitale Datenelemente durch die Auswahleinrichtung auf eine identische Art und Weise ausgewählt werden, und dass
– die Abbildungseinrichtung zyklische, vorbestimmte Abbildungsvorschriften verwendet, das heißt, dass die Abbildungsvorschriften eine sogenannte "Abbildungszyklen-"Zahl verwenden, wobei zwei gleiche, durch eine Ganzzahl an Abbildungszyklen getrennte Paare auf das gleiche Amplitudenpaar abgebildet werden.

Gemäß nachstehender Tabelle 2 können Abbildungsvorschriften ersehen werden, die auf das digitale Datenpaar 532 angewandt werden: die Nummern der Zeilen und Spalten gemäß Tabelle 2 sind gleich Amplituden. Jedes Amplitudenpaar entspricht daher einem Wert gemäß der Tabelle, der zur Basis 4 gleich ist:

– für die ersten beiden Ziffern dem ersten digitalen Datenelement des Paars 532, das ist 11 und 01 in binärer Darstellung sowie 3 und 1 zur Basis vier, und
– für die letzte Ziffer dem zweiten digitalen Datenelement des Paars 532, das ist 01 in binärer Darstellung und 1 zur Basis vier.

Tabelle 2
Es kann ersehen werden, dass das Paar 532, das zur Basis 4 durch den Wert 311 dargestellt wird, mit den Amplituden +3 und +5 in Zusammenhang steht, die dem phasengleichen Signal und dem um 90° phasenverschobenen Signal zugeordnet sind (Amplituden, die dem Punkt 541 der gemäß Zeile G gezeigten Menge an Punkten entsprechen).
Zeile G zeigt die Amplitudenpaare, die durch die Abbildungseinrichtung 206 einerseits auf die Sechstupel 526 bis 530 und andererseits auf die ausgewählten Paare abgebildet sind, in Form einer Menge von Punkten, die dem Fachmann wohl bekannt ist, das heißt einer Darstellung, bei der jedes Paar durch einen Punkt in einer Ebene dargestellt wird, wobei der erste Ausdruck des Paars für die X-Achse verwendet wird und der zweite Ausdruck für die Y-Achse verwendet wird. Diese Menge an Punkten ist eine Menge an Punkten für die QAM-64-Modulation.
Es sollte hier beachtet werden, dass die Wahrscheinlichkeiten eines Fehlers, das heißt einer Verwechslung mit einem anderen Komponentenpaar, was ein Komponentenpaar beeinträchtigt, gemäß dem am häufigsten verwendeten theoretischen Fehlerwahrscheinlichkeits-Schätzmodell vom Fachmann als eine monoton abnehmende Funktion der Euklidischen Distanz zwischen den Punkten geschätzt wird, die diese Paare in der QAM-64-Punktemenge darstellen. Genauer gesagt ist diese Fehlerwahrscheinlichkeit zwischen zwei Komponentenpaaren umgekehrt proportional zum Quadrat dieser Euklidischen Distanz.
Das Ergebnis dieser landläufig akzeptierten theoretischen Wahrscheinlichkeitsschätzung besteht in der Existenz:

– eines derartigen ersten vorbestimmten Werts, dass zwei Paare unmittelbar benachbart sind, wenn eine geschätzte Wahrscheinlichkeit, dass diese beiden Komponentenpaare verwechselt werden, größer ist als dieser erste vorbestimmte Wert, das heißt, dass sie entweder eine erste oder eine zweite identische Komponente aufweisen (sie sind in einer Zeile oder einer Spalte der Punktemenge benachbart) und entsprechend entweder eine zweite oder erste Komponente aufweisen, die sich voneinander nur um eine Grundeinheit unterscheiden (eine Einheit, die in diesem Fall einer Amplitudendifferenz von zwei entspricht);
– eines derartigen zweiten vorbestimmten Werts, dass, wenn eine geschätzte Wahrscheinlichkeit, dass zwei Komponentenpaare verwechselt werden, größer ist als dieser zweite vorbestimmte Wert, ihre ersten Komponenten nur um eine Grundeinheit unterscheiden und sich ihre zweiten Komponenten nur um eine Grundeinheit unterscheiden, falls diese beiden Paare nicht unmittelbar benachbart sind.

Für andere Übertragungsmedien und/oder für andere theoretische Modelle, für die diese Fehlerwahrscheinlichkeiten zwischen Komponentenpaaren unterschiedlich sein können, werden die Werte folglich aus den Tabellen zur Abbildung zwischen Amplitudenpaaren und digitalen Daten ausgewählt.
5B zeigt nacheinander die Formen, die von einem Abschnitt einer Folge von Symbolen eingenommen werden, die vom Übertragungsmedium 110 zum Digitaldatenabnehmer 301 übertragen werden.
Zeile H zeigt die sogenannte "empfangenen" digitalen Datenpaare, die von der Abstimmungseinrichtung 403 an die Identifikationseinrichtung 404 geliefert werden. Diese digitalen Daten sind mit 550, 551, 552, 553, 554, 555, 556, 557 und 558 bezeichnet.
Zu Zwecken der Erläuterung wurde angenommen, dass das zweite Paar 532 nach Übertragung und Empfang durch einen Fehler beeinflusst wurde, das heißt, dass es, anstatt den Amplituden +3 und +5 zu entsprechen, als den Amplituden +3 und +3 entsprechend erachtet wurde, wobei diese beiden Amplitudenpaare in der QAM-64-Punktemenge unmittelbar benachbart sind.
Diese Amplitudenpaare sind jeweils mittels Tabelle 2, die sowohl in der Übertragungsvorrichtung als auch in der Empfangsvorrichtung verwendet wird, für das zweite Paar 532 mit den Werten 311 und 331 verknüpft, die gemäß Tabelle 2 unmittelbar benachbart sind, und die den Komponentenpaaren (110, 101) sowie (111, 101) in binärer Darstellung entsprechen.
Es sollte hier beachtet werden, dass nur einer dieser beiden Werte, die einerseits den ersten vier binären Werten und andererseits den letzten beiden binären Werten entsprechen, durch die Verwendung der vorbestimmten Abbildungsvorschriften modifiziert wurde, die vorstehend (unter Bezugnahme auf Tabelle 1) erläutert wurden.
Werden diese Vorschriften nicht verwendet, entsprechen einige der wahrscheinlichsten Fehler einer derartigen Komponentenpaar-Modifikation, bei der die beiden Werte gleichzeitig hätten modifiziert werden könnten.
Zeile I zeigt die Werte der sogenannten "zu dekodierenden" Symbole, die von der Identifikationseinrichtung 404 an die Dekodierungseinrichtung 405 geliefert werden. Diese zu dekodierenden Symbole 560, 561, 562, 563, 564, 565, 566 und 567 sind Oktette. Sie sind jeweils aufgebaut aus:

– für die ersten fünf Oktette den sechs binären Werten jedes empfangenen digitalen Datenpaars in der Reihenfolge ihres Auftretens in den digitalen Daten dieses Paars, binären Werten, zu denen zwei binäre Werte "0" hinzugefügt werden, um die beiden höchstwertigen binären Werte zu bilden,
– für das Oktett 565 den sechs binären Werten des Paars 555 in der Reihenfolge ihres Auftretens in den digitalen Daten dieses Paars 555, um die sechs höchstwertigen binären Werte des Oktetts 565 zu bilden, und den ersten beiden binären Werten des ersten digitalen Datenelements des Paars 556, um die beiden niederstwertigen binären Werte des Oktetts 565 zu bilden,
– für das Oktett 566 den letzten vier binären Werten des Paars 556 in der Reihenfolge ihres Auftretens in den digitalen Daten dieses Paars 556, um die vier höchstwertigen binären Werte des Oktetts 566 zu bilden, und den ersten vier binären Werten der digitalen Daten des Paars 557, um die vier niederstwertigen binären Werte des Oktetts 566 zu bilden, und
– für das Oktett 567 den letzten beiden binären Werten des Paars 557 in der Reihenfolge ihres Auftretens in den digitalen Daten dieses Paars 557, um die beiden höchstwertigen binären Werte des Oktetts 567 zu bilden, und den sechs binären Werte der digitalen Daten des Paars 558, um die sechs niederstwertigen binären Werte des Oktetts 567 zu bilden.

Zeile J zeigt die korrigierten Symbole, die von der Dekodierungseinrichtung 405 an die Umsetzungseinrichtung 406 geliefert werden, bezeichnet mit 570, 571, 572, 573 und 574. Um die Verarbeitung zur Dekodierung durchzuführen, das heißt in diesem Fall zur Fehlerkorrektur, verwendet die Dekodierungseinrichtung 405 die letzten drei zu dekodierenden Symbole als redundante Symbole, die zum Ermöglichen der Korrektur von Fehlern fähig sind, die die ersten fünf zu dekodierenden Symbole beeinflussen. Die Dekodierungseinrichtung verwendet hier eine Reed-Solomon-Dekodierung.
Das erste korrigierte Symbol hat daher einen Wert gleich demjenigen des zu kodierenden Symbols 506, wobei sein drittes binäres Symbol, das in Zeile I gleich "1" war, nach der Korrektur den Wert "0" annimmt.
Zeile K zeigt die übertragenen digitalen Daten, bezeichnet mit 580, 581, 582, 583 und 584, die von der Umsetzungseinrichtung 406 an den Digitaldatenabnehmer 301 geliefert werden, und jeweils den sechs niederstwertigen binären Werten der entsprechenden Oktette in Zeile J gleichen.
6 zeigt ein betriebliches Ablaufdiagramm der gemäß 1 und 2 dargestellten Übertragungsvorrichtung. Nach dem Start 601 der Übertragungsvorrichtung besteht der Betrieb 602 aus einem Warten, bis fünf zu übertragende Datenelemente vom Datengenerator 101 geliefert wurden.
Als nächstes führt die Verarbeitungseinheit 106 die Funktion 603 durch, die für die Kennzeichnungseinrichtung aus einer Kennzeichnung der zu übertragenden Daten besteht, wie es vorstehend erläutert ist (5).
Als nächstes besteht die Funktion 604 aus einer Übertragung der zu kodierenden Symbole, die von der Kennzeichnungseinrichtung kommen, an die Kodierungseinheit 107. Die Funktion 605 besteht aus der Kodierung der zu kodierenden Symbole durch die Kodierungseinheit 107, die dann redundante Symbole liefert.
Die Funktion 606 besteht aus einem Speichern von zu übertragenden Symbolen, bestehend aus zu kodierenden und redundanten Symbolen, durch die Vorauswahleinrichtung 204 in ein Verzeichnis bzw. Register "gesendete Daten" des Direktzugriffsspeichers 104. Das Verzeichnis "gesendete Daten" ist von einem Typ, der dem Fachmann unter dem Namen FIFO ("First In, First Out") bekannt ist, das heißt, dass in diesem Verzeichnis:

– jede Schreiboperation die Bewegung eines Zeigers zum Schreiben in das Verzeichnis veranlasst,
– die Leseoperationen in der gleichen Reihenfolge wie die Schreiboperationen durchgeführt werden, und
– jede Leseoperation die Bewegung eines Zeigers zum Lesen aus dem Verzeichnis veranlasst.

Die Funktion 607 besteht aus einem Lesen von fünf zu übertragenden Symbolen aus dem Verzeichnis "gesendete Daten" und einem Speichern der sechs niederstwertigen Bits jedes zu übertragenden Symbols an eine Position eines Verzeichnisses bzw. Registers "digiDaten" des Direktzugriffsspeichers 104, wobei dieses Verzeichnis auch vom FIFO-Typ ist.
Es sollte hier erwähnt werden, dass die fünf zu übertragenden Symbole, die bei der Funktion 607 betrachtet werden, tatsächlich die fünf zu kodierenden Symbole sind, die von der Kodierungseinrichtung 203 stammen.
Die Funktion 611 besteht aus einem Lesen von drei zu übertragenden Symbolen aus dem Verzeichnis "gesendete Daten" und einem Speichern in das Verzeichnis "digiDaten", nämlich nacheinander von:

– einem digitalen Datenelement, das aus den sechs höchstwertigen Bits des ersten zu übertragenden Symbols besteht,
– einem digitalen Datenelement, das aus den beiden niederstwertigen Bits des ersten zu übertragenden Symbols und den vier höchstwertigen Bits des zweiten zu übertragenden Symbols besteht,
– einem digitalen Datenelement, das aus den vier niederstwertigen Bits des zweiten zu übertragenden Symbols und den zwei höchstwertigen Bits des dritten zu übertragenden Symbols besteht,
– einem digitalen Datenelement, das aus den sechs niederstwertigen Bits des dritten zu übertragenden Symbols besteht.

Es sollte hierb beachtet werden, dass die drei zu übertragenden Symbole, die bei der Funktion 611 betrachtet werden, tatsächlich die drei redundanten Symbole sind, die von der Kodierungseinrichtung 203 erzeugt werden.
Die Funktion 616 besteht aus den Schritten:

– Lesen von sechs digitalen Datenelementen aus dem Verzeichnis "digiDaten", jeweiliges Abbilden von Komponenten eines Amplitudenpaars auf diese mit Abbildungsvorschriften, die immateriell bzw. unerheblich sind, und Speichern der sechs Amplitudenpaare in ein Verzeichnis bzw. Register "Komponenten" des Direktzugriffsspeichers 104, wobei dieses Verzeichnis auch vom FIFO-Typ ist,
– Lesen eines digitalen Datenelements aus dem Verzeichnis "digiDaten", Verknüpfen eines Amplitudenpaars mit diesem unter Verwendung von Tabelle 1, und Speichern dieses Amplitudenpaars in das Verzeichnis bzw. Register "Komponenten",
– Lesen eines digitalen Datenelements aus dem Verzeichnis "digiDaten", Verknüpfen eines Amplitudenpaars mit diesem unter Verwendung von Tabelle 2, und Speichern dieses Amplitudenpaars in das Verzeichnis bzw. Register "Komponenten", und
– Lesen eines digitalen Datenelements aus dem Verzeichnis "digiDaten", Abbilden von Komponenten eines Amplitudenpaars auf dieses mit Abbildungsvorschriften, die immateriell bzw. unerheblich sind, und Speichern des Amplitudenpaars in das Verzeichnis bzw. Register "Komponenten".

Aus Gründen der Einfachheit bestehen die Abbildungsvorschriften abwechselnd aus den gemäß Tabelle 1 veranschaulichten Abbildungsvorschriften und den gemäß Tabelle 2 veranschaulichten Abbildungsvorschriften. Die Abbildungsvorschriften sind daher zyklisch bzw. periodisch.
Schließlich besteht die Funktion 617 aus den Schritten:

– Lesen der Werte, die tatsächlich Komponentenpaare bilden, paarweise aus dem Verzeichnis "Komponenten", und
– Durchführen der Modulation eines Signals unter Verwendung des Modulators 109 in QAM-64 mit den Komponentenpaaren.

Auf die Funktion 617 folgend wird die Funktion 602 wiederholt.
7 zeigt ein betriebliches Ablaufdiagramm der unter Bezugnahme 3 bis 5 dargestellten Empfangsvorrichtung.
Nach dem Start 701 besteht die Funktion 702 aus einem Warten auf neun Komponentenpaare, die vom Demodulator 309 geliefert werden, und einem Speichern der achtzehn Komponenten, die auf diese Weise empfangen werden, in ein Verzeichnis bzw. Register "Komponenten" des Direktzugriffsspeichers 304, wobei dieses Verzeichnis als FIFO arbeitet.
Die nächste Funktion 704 besteht aus den Schritten

– Lesen von sechs aufeinander folgenden Komponentenpaaren aus dem Verzeichnis "Komponenten", Verknüpfen eines Sechstupels mit jedem Komponentenpaar mit Abbildungsvorschriften, die umgekehrt zu den Vorschriften sind, die entsprechend während der Funktion 616 verwendet werden, für die ersten sechs digitalen Datenelemente, und Speichern der Sechstupel in ein Verzeichnis bzw. Register "empfDaten" des Direktzugriffsspeichers 304, wobei das Verzeichnis selbst auch als FIFO arbeitet,
– Lesen eines neuen Komponentenpaars aus dem Verzeichnis "Komponenten" und Schreiben des Sechstupels in das Verzeichnis bzw. Register "empfDaten", das aus den digitalen Werten gebildet ist, die an Hand von Tabelle 1 dem empfangenen Komponentenpaar entsprechen,
– Lesen eines weiteren Komponentenpaars aus dem Verzeichnis "Komponenten" und Schreiben des Sechstupels in das Verzeichnis "empfDaten", die aus den digitalen Werten gebildet ist, die an Hand von Tabelle 2 dem empfangenen Komponentenpaar entsprechen, und
– Lesen eines letzten Komponentenpaars aus dem Verzeichnis "Komponenten", Verknüpfen eines Sechstupels mit diesem mit Abbildungsvorschriften, die umgekehrt sind zu den Vorschriften, die entsprechend während der Funktion 616 verwendet werden, für das letzte digitale Datenelement und Speichern des Sechstupels in das Verzeichnis bzw. Register "empfDaten".

Die Funktion 709 besteht aus den Schritten:

– Lesen von fünf Sechstupeln aus dem Verzeichnis "empfDaten", Hinzufügen von zwei höchstwertigen Bits Null zu jedem gelesenen Sechstupel, um Oktette zu bilden, und Schreiben des Ergebnisses in ein Verzeichnis bzw. Register "dekoDaten", und
– Lesen von vier Sechstupeln aus dem Verzeichnis "empfDaten" zum Bilden von:
– einem ersten Oktett, das die sechs Bits des ersten Sechstupels als höchstwertige Bits und die beiden höchstwertigen Bits des zweiten Sechstupels als niederstwertige Bits übernimmt,
– einem zweiten Oktett, das die vier verbleibenden Bits des zweiten Sechstupels als höchstwertige Bits und die vier höchstwertigen Bits des dritten Sechstupels als niederstwertige Bits übernimmt, und
– einem dritten Oktett, das die beiden verbleibenden Bits des dritten Sechstupels als höchstwertige Bits und die sechs Bits des dritten Sechstupels als niederstwertige Bits übernimmt.

Es sollte hier beachtet werden, dass die auf diese Art und Weise aufgebauten Oktette den zu dekodierenden Symbolen 560 bis 567 entsprechen, die unter Bezugnahme auf Zeile I gemäß 5b beschrieben werden.
Die Funktion 710 besteht aus einem Übertragen der im Verzeichnis "dekoDaten" gespeicherten Werte an die Dekodierungseinheit 307, einem Empfangen korrigierter Symbole von der Dekodierungseinheit 307 und einem Speichern dieser in ein Verzeichnis bzw. Register "KorrigDaten" des Direktzugriffsspeichers 304.
Schließlich besteht die Funktion 711 aus einem Lesen jedes korrigierten Symbols, einem Entfernen der beiden höchstwertigen binären Werte von diesem und einem Liefern des resultierenden Sechstupels an den Digitaldatenabnehmer 301. Als nächstes wird die Funktion 702 wiederholt.
Gemäß einer Anzahl von Varianten der Erfindung ist sie eingerichtet, dass jedes redundante Oktett unabhängig von den anderen Symbolen über zwei QAM-64-Symbole übertragen wird: ein redundantes Oktett kann zum Beispiel in 2 + 6 Bits oder in 2 mal 4 Bits aufgeteilt werden. Bei dieser ersten Variante gibt es, falls ein QAM-64-Symbol nur 0 < n < 6 redundante Bits enthält, eine Anzahl von Möglichkeiten:

– die verbleibenden (6 – n) Bits werden verwendet, um einen fehlererfassenden oder -korrigierenden Code oder beliebige andere nützliche Informationen (Kennzeichnung, Protokollinformation, Verschlüsselung, usw.) einzufügen,
– sie ist eingerichtet, dass die räumlichen bzw. Abstandseigenschaften für die mit Redundanz in Verbindung stehenden Symbole durch Verwendung nur einer Untermenge von Punkten der ursprünglichen QAM-64-Punktemenge verbessert werden: eine gute Konfiguration besteht zum Beispiel aus einer Kodierung der redundanten Oktette in zwei mal 4 Bits und einer Verwendung einer QAM-16-Modulation, einer Untermenge von Punkten der ursprünglichen Punktemenge. Ein Beispiel einer Punktemenge ist gemäß 8 dargestellt.

Gemäß 8 kann gesehen werden, dass bestimmte Werte von Amplitudenpaaren (oder Komponentenpaaren) des QAM-64-Signals bei dieser Variante nicht verwendet werden. Diese sogenannten "verbotenen" Werte (dargestellt durch einen leichten Punkt) sind derart angeordnet, dass zwei verwendete Komponentenpaare weder sogenannte "unmittelbare" Nachbarn (das heißt mit einer ersten gemeinsamen Komponente und zweiten Komponenten, die sich nur um einen Einheitswert unterscheiden, in diesem Fall gleich 2) noch sogenannte "relativ nahe" Nachbarn (das heißt, dass ihre ersten Komponenten sich nur um einen Einheitswert unterscheiden und ihre zweiten Komponenten sich nur um einen Einheitswert unterscheiden) sein können.
Es sollte beachtet werden, dass die Übertragungs- und Empfangsvorrichtungen gemäß der Erfindung vorzugsweise in Form elektronischer Schaltungen implementiert werden, die in Echtzeit arbeiten.
9 zeigt ein derartiges elektronisches Ausführungsbeispiel der Übertragungsvorrichtung, bei dem die folgenden Blöcke einander auf dem Datenpfad folgen:

– der Datengenerator 101,
– eine Schnittstellenkomponente 802,
– ein Bus 803,
– ein Bus 804,
– eine Kodierungseinheit 107,
– ein Bus 805,
– eine Vorauswahl- und Auswahleinrichtung 806,
– ein Bus 807,
– eine Abbildungseinrichtung 808,
– ein Bus 809,
– ein Direktzugriffspufferspeicher 810 vom FIFO-Typ, und
– ein Bus 811.

Eine Steuereinrichtung 801 ist verbunden mit:

– der Schnittstellenkomponente 802,
– der Kodierungseinheit 107,
– der Vorauswahl- und Auswahleinrichtung 806,
– der Abbildungseinrichtung 808,
– dem Direktzugriffspufferspeicher 810, und
– dem Bus 811.

Diese Steuereinrichtung 801 verwaltet die Taktsignale, die Schreib- und Lesesignale und die Freigabesignale. Sie ermöglicht auch eine Initialisierung der Komponenten (insbesondere programmierbarer Komponenten) und steuert den Füllgrad des Direktzugriffspufferspeichers 810.
Die Schnittstellenkomponente 802 implementiert eine Schnittstelle gemäß dem dem Fachmann unter dem Namen IEEE 1394 bekannten Standard. Bei dem gezeigten Beispiel ist sie eine Komponente, die von der amerikanischen Firma TEXAS INSTRUMENTS hergestellt wird, und eine diese Komponente verwaltende Steuereinheit.
Der Bus 803 weist sechs Leitungen auf, die alle parallel ein binäres Datenelement transportieren. Der Bus 804 weist acht Leitungen auf, die für die ersten sechs die sechs Leitungen des Busses 803 verlängern und entsprechend die gleichen Signale transportieren, und für die letzten beiden mit der Erde der gezeigten elektronischen Baugruppe, wobei diese Erde dem binären "0"-Signal entspricht, und einer positiven Spannung verbunden sind, die größer ist als ein vorbestimmter Wert und dem binären "1"-Signal entspricht. Die beiden so hinzugefügten Leitungen entsprechen den höchstwertigen Bits, die von der Kodierungseinheit 107 verwendet werden.
Die Kodierungseinheit 107 besteht aus der vorstehend (1) erwähnten Komponente AHA 4011. Der Bus 805 weist acht Datenleitungen auf, die parallel acht binäre Signale transportieren.
Die Vorauswahl- und Auswahleinrichtung 806, die die Funktionen der Vorauswahleinrichtung 204 und der Auswahleinrichtung 205 zusammen implementiert, besteht aus einer programmierbaren Komponente, die von der amerikanischen Firma ALTERA unter der Bezeichnung EPM7256 hergestellt wird.
Die Busse 807 und 809 weisen jeweils sechs Datenleitungen auf, die sechs binäre Signale transportieren.
Die Abbildungseinrichtung 808 ist ein programmierbarer Festwertspeicher, der dem Fachmann unter dem Namen PROM bekannt ist. Bei dem gezeigten Beispiel ist es ein Speicher aus der Herstellung von CYPRESS, der CY7C225A bezeichnet wird. Die Abbildungseinrichtung 808 empfängt die sechs Leitungen des Datenbusses 807 auf einem Adressbus mit mindestens sieben Leitungen.
Die Leitung 812 führt von der Steuereinrichtung 801 zu einer der Leitungen des Adressbusses der Abbildungseinrichtung 808, die nicht mit dem Datenbus 807 verbunden ist. Die Leitung 812 transportiert ein binäres Signal, das die verwendete Abbildungstabelle zwischen der Tabelle 1 entsprechenden und der Tabelle 2 entsprechenden umschaltet. Dieses Umschalten wird zyklisch bzw. periodisch durchgeführt, wie es vorstehend erläutert wird.
Der Direktzugriffspufferspeicher 810 vom FIFO-Typ regelt bzw. verwaltet die Schwankungen bzw. Veränderungen im von der Ausgabe der Kodierungseinheit 107 kommenden Fluss. Er wird unter der Bezeichnung CY7C451 von CYPRESS hergestellt.
10 zeigt ein elektronisches Ausführungsbeispiel der Empfangsvorrichtung gemäß der Erfindung, bei dem die folgenden Blöcke einander folgen:

– ein Bus 913,
– ein Direktzugriffspufferspeicher 912 vom FIFO-Typ,
– ein Bus 911,
– ein programmierbarer Festwertspeicher 910,
– ein Bus 909,
– eine Identifikationseinrichtung 908,
– ein Bus 907,
– die Dekodierungseinheit 307,
– ein Bus 905,
– ein Bus 903,
– eine Schnittstellenkomponente 902, und
– der Digitaldatenabnehmer 309.

Eine Steuereinrichtung 901 ist verbunden mit:

– der Schnittstellenkomponente 902,
– der Dekodierungseinheit 307,
– der Identifikationseinrichtung 908,
– dem programmierbaren Festwertspeicher 910, und
– dem Direktzugriffspufferspeicher 912.

Diese Steuereinrichtung 901 verwaltet die Taktsignale, die Speicherschreib- und -lesesignale und die Freigabesignale. Sie ermöglicht auch eine Initialisierung der Komponenten (insbesondere programmierbarer Komponenten) und steuert den Füllgrad des Direktzugriffspufferspeichers 912. Schließlich verwendet sie ein Programm zum Erfassen von Dekodierungsfehlern, indem fortlaufend verifiziert wird, dass sie erreichende Daten von Ausgabekontakten höchstwertiger Bits der Dekodierungseinheit 307 auf binären Nullwerten bleiben.
Die Schnittstellenkomponente 912 implementiert eine Schnittstelle gemäß dem dem Fachmann unter dem Namen IEEE 1394 bekannten Standard. Bei dem gezeigten Beispiel ist sie eine von der amerikanischen Firma TEXAS INSTRUMENTS hergestellte Komponente und eine Steuereinheit zum Verwalten dieser Komponente.
Der Bus 903 weist sechs Leitungen auf, die alle parallel ein binäres Datenelement transportieren, die von sechs Kontakten der Dekodierungseinheit 307 stammen. Dieses sechs Kontakte entsprechen den Ausgaben niederstwertiger Bits der Dekodierungseinheit 307.
Die Dekodierungseinheit 307 besteht aus der vorstehend (1 und 3) erwähnten Komponente AHA 4011. Die Ausgabekontakte der beiden höchstwertigen Bits der Dekodierungseinheit 307 sind mit Eingaben der Steuereinrichtung 901 verbunden und ermöglichen eine Verwendung des Fehlererfassungsprogramms. Zusätzlich weist die Dekodierungseinheit auf eine dem Fachmann bekannte Art und Weise ihre eigenen Fehlererfassungsfunktionen auf.
Die Identifikationseinrichtung 908 ist unter Bezugnahme auf 4 dargestellt. Sie besteht aus einer von der amerikanischen Firma ALTERA unter der Bezeichnung EPM7256 hergestellten programmierbaren Komponente.
Die Busse 909, 911 und 913 weisen jeweils sechs Datenleitungen auf, die sechs binäre Signale transportieren.
Der programmierbare Festwertspeicher 910, der dem Fachmann unter dem Namen PROM bekannt ist, bildet die Sortierungseinrichtung 402 (4) und die Abstimmungseinrichtung 403. Bei dem gezeigten Beispiel ist es ein Speicher aus der Herstellung von CYPRESS, der mit CY7C225A bezeichnet wird. Der Adressbus des programmierbaren Festwertspeichers 910 weist mindestens sieben Leitungen auf, von denen sechs die Leitungen des Busses 911 verlängern.
Die Leitung 914 führt von der Steuereinrichtung 901 zu einer der Leitungen des Adressbusses des programmierbaren Festwertspeichers 910, die nicht mit dem Bus 911 verbunden ist. Die Leitung 914 transportiert ein binäres Signal, das die verwendete Abbildungstabelle zwischen der Tabelle 1 entsprechenden und der Tabelle 2 entsprechenden umschaltet. Dieses Umschalten wird zyklisch bzw. periodisch durchgeführt, wie es vorstehend erläutert wird.
Der Direktzugriffspufferspeicher 912 vom FIFO-Typ regelt bzw. verwaltet die Schwankungen bzw. Veränderungen im von der Ausgabe der Kodierungseinheit 107 kommenden Fluss. Er wird unter der Bezeichnung CY7C451 von CYPRESS hergestellt.
Gemäß einer dritten Variante ist die Auswahleinrichtung angepasst, sogenannte "Füll-„Bits hinzuzufügen, um eine Desynchronisierung der Übertragungsvorrichtung zu verhindern, wenn die redundanten Symbole keine entsprechende Anzahl liefern und digitale Datenformate nicht ermöglichen, dass eine exakte Zahl von digitalen Datenpaaren erzeugt wird.
Gemäß einer vierten Variante ändern sich die Vorschriften zur Abbildung zwischen den Komponentenpaaren und den digitalen Daten nicht nur für die redundanten Symbole, sondern auch für die zu kodierenden Symbole auf eine zyklische bzw. periodische Art und Weise.
Gemäß einer fünften Variante bestehen die zu übertragenden Symbole nur aus den redundanten Symbolen und die Abbildungseinrichtung 206 empfängt:

– von der Auswahleinrichtung 205 Amplitudenpaare, wie es vorstehend erläutert wird, wobei diese Amplitudenpaare nur redundanten Symbolen entsprechen, und
– vom Digitaldatengenerator 101 die von diesem Generator gelieferten Sechstupel, nämlich Sechstupel, die die Übertragungseinrichtung als Amplitudenpaare interpretiert.

Diese Variante ist gemäß 2 durch eine gestrichelte Linie veranschaulicht, nämlich eine Linie, die die direkte Übertragung vom Generator zu der Abbildungseinrichtung darstellt.
Allgemeiner als das spezielle Ausführungsbeispiel, das vorstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen dargestellt wird, und dennoch gemäß der Erfindung:

– empfängt die Vorauswahleinrichtung sogenannte "zu übertragende" Symbole eines Alphabets mit einer Anzahl von Q Symbolen und liefert digitale Daten an die Auswahleinrichtung, die fähig sind, T unterschiedliche Werte anzunehmen, wobei T kleiner ist als Q, wobei die Zahl Q gleich 2^q ist, wobei die Zahl T gleich 2^t ist, wobei q kein Vielfaches von t ist;
– ist das Übertragungsmedium von folgendem Typ:
– Draht, das heißt, es hat ein festes physikalisches Medium zwischen der Übertragungsvorrichtung und der Empfangsvorrichtung, und/oder
– elektromagnetisch, wobei die Übertragung durch Modulation einer elektromagnetischen Welle durchgeführt wird, zum Beispiel Funk, Infrarot, usw.,
– Schall, wobei die Übertragung auf dem Übertragungsmedium durch Modulation einer Schallwelle durchgeführt wird.

Claims

Vorrichtung zum Übertragen von zu übertragenden digitalen Daten, die eine physikalische Menge darstellen und zu einem ersten Alphabet mit P Symbolen gehören, mit: – einer Kennzeichnungseinrichtung (104, 105, 106, 202, 603), die angepasst ist, jedes Symbols des ersten Alphabets (501 bis 505) auf sekundäre digitale Daten (506 bis 510) abzubilden, die zu einem zweiten Alphabet mit Q Symbolen gehören, wobei Q grundsätzlich größer ist als P, wobei P Symbole des zweiten Alphabets jeweils ausschließlich ein und nur ein Symbol des ersten Alphabets darstellen, und die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist: – eine Kodierungseinrichtung (107, 203), die angepasst ist, redundante Daten (511 bis 513), die zum zweiten Alphabet gehören, unter Verwendung vorbestimmter Kodierungsvorschriften zu bestimmen, die die sekundären digitalen Daten (506 bis 510) berücksichtigen, und – eine Übertragungseinrichtung (109, 207), die zum Modulieren zumindest einer physikalischen Menge in eine Folge von Signalen angepasst ist, die jeweils fähig sind, eine Anzahl von P unterschiedlichen Werten anzunehmen, und die gemäß vorbestimmter Übertragungsvorschriften nacheinander einerseits die zu übertragenden digitalen Daten und andererseits die genannten redundanten Daten darstellen.
Übertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichnungseinrichtung (104, 105, 106, 202, 603) zum Hinzufügen vorbestimmter digitaler Daten zu jedem Symbol (501 bis 505) des ersten Alphabets angepasst ist, um die zum zweiten Alphabet gehörenden sekundären digitalen Daten (506 bis 510) zu bilden, die dem genannten Symbol des ersten Alphabets entsprechen.
Übertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichnungseinrichtung (104, 105, 106, 202, 603) zum Hinzufügen identischer digitaler Daten zu jedem Symbol des ersten Alphabets (501 bis 505) angepasst ist, um die zum zweiten Alphabet gehörenden sekundären digitalen Daten (506 bis 510) zu bilden, die dem genannten Symbol des ersten Alphabets entsprechen.
Übertragungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl Q gleich 2^q ist, die Zahl P gleich 2^p ist, wobei der Exponent q kein Vielfaches des Exponenten p ist.
Übertragungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungseinrichtung (109, 207) zum Durchführen der Übertragung eines Signals angepasst ist, das mit zwei um 90° phasenverschobenen Trägern mit P Zuständen amplitudenmoduliert ist, wobei die vorbestimmten Übertragungsvorschriften einerseits zu übertragende digitale Daten und andererseits die redundanten Daten mit Komponentenpaaren des genannten Signals abstimmen.
Übertragungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass P gleich 64 ist.
Übertragungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Q gleich 256 ist.
Übertragungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kodierungseinrichtung (107, 203) eine Reed-Solomon-Kodierung verwendet.
Übertragungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorauswahleinrichtung (104, 105, 106, 204, 607, 611, 806) aufweist, die angepasst ist: – zum Empfangen der redundanten Symbole (511 bis 513), die zum Alphabet mit einer Anzahl von Q Symbolen gehören, von der Kodierungseinrichtung (107, 203), und – zum Liefern von digitalen Daten (520 bis 525) an die Übertragungseinrichtung (109, 207).
Übertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorauswahleinrichtung (104, 105, 106, 204, 607, 611, 806) angepasst ist, redundante Symbole zu empfangen, die jeweils fähig sind, mittels einer Sequenz binärer Daten (511 bis 513) dargestellt zu werden, und digitale Datenelemente zu liefern, die jeweils Abschnitte der genannten Sequenzen (520 bis 525) darstellen.
Übertragungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Auswahleinrichtung (104, 105, 106, 205, 607, 611, 806) aufweist, die angepasst ist, bestimmte digitale Datenpaare (531, 532), die nacheinander von der Vorauswahleinrichtung (104, 105, 106, 204, 607, 611, 806) ankommen, gemäß vorbestimmter sogenannter „Auswahl-"Vorschriften an die Übertragungseinrichtung (109, 207) zu liefern.
Übertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Abbildungseinrichtung (104, 105, 106, 206, 616, 808) aufweist, die angepasst ist, jedes von der Auswahleinrichtung (104, 105, 106, 205, 607, 611, 806) ausgewählte digitale Datenpaar (531, 532) gemäß einem Satz vorbestimmter sogenannter „Abbildungs-"Vorschriften auf ein Amplitudenpaar (540, 541) abzubilden, wobei die Übertragungseinrichtung angepasst ist, die Übertragung des Signals um 90° phasenverschoben durchzuführen, wobei seine beiden Komponenten jeweils mittels der ersten und der zweiten Amplitude der genannten Amplitudenpaare modifiziert sind.
Übertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Satz vorbestimmter Abbildungsvorschriften zumindest die erste Vorschrift umfasst, gemäß derer die den genannten beiden Amplitudenpaaren entsprechenden digitalen Datenpaare dann erste oder zweite digitale Datenelemente des gleichen Werts aufweisen, wenn eine geschätzte Wahrscheinlichkeit, dass zwei Amplitudenpaare nach der Übertragung verwechselt werden, größer ist als ein erster vorbestimmter Wert.
Übertragungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass: – die vorbestimmten Auswahlvorschriften zyklisch sind, das heißt, dass die genannten Abbildungsvorschriften eine sogenannte „Auswahlzyklen-"Zahl verwenden, wobei zwei durch eine Ganzzahl an Auswahlzyklen getrennte digitale Datenelemente von der Auswahleinrichtung (104, 105, 106, 205, 607, 611, 806) auf eine identische Art und Weise ausgewählt werden, und – die vorbestimmten Abbildungsvorschriften zyklisch sind, das heißt, dass die genannten Abbildungsvorschriften eine sogenannte „Abbildungszyklen-"Zahl verwenden, wobei zwei durch eine Ganzzahl an Abbildungszyklen getrennte gleiche Paare auf das gleiche Amplitudenpaar abgebildet werden.
Übertragungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorauswahleinrichtung (104, 105, 106, 204, 607, 611, 806) angepasst ist, redundante Symbole (511 bis 513) zu empfangen, die jeweils fähig sind, mittels einer Sequenz einer geradzahligen Anzahl binärer Datenelemente dargestellt zu werden, und digitale Datenelemente zu liefern, die jeweils eine Hälfte der binären Datenelemente der genannten Sequenz darstellen.
Übertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Satz vorbestimmter Abbildungsvorschriften zumindest die Vorschrift umfasst, gemäß derer eines der den genannten beiden Amplitudenpaaren entsprechenden digitalen Datenpaare dann keine von der Vorauswahleinrichtung (104, 105, 106, 204, 607, 611, 806) ankommenden digitalen Daten darstellt, wenn eine geschätzte Wahrscheinlichkeit, dass zwei Amplitudenpaare nach der Übertragung verwechselt werden, größer ist als ein erster vorbestimmter Wert.
Vorrichtung zum Empfangen von Signalen, die sogenannte „zu übertragende" digitale Daten darstellen, die zu einem ersten Alphabet mit P Symbolen gehören, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist: – eine Identifikationseinrichtung (304, 305, 306, 404, 709, 908), die angepasst ist, zu einem Alphabet mit P Symbolen gehörende empfangene digitale Daten (550 bis 558) zu empfangen und empfangene digitale Daten auf sogenannte „zu dekodierende" Symbole (560 bis 567) abzubilden, die zu einem Alphabet mit Q Symbolen gehören, wobei Q grundsätzlich größer ist als P, – eine Dekodierungseinrichtung (307, 405), die angepasst ist, die zu dekodierenden Symbole beeinflussenden Fehler unter Verwendung vorbestimmter Dekodierungsvorschriften zu korrigieren, die sogenannte „redundante" zu dekodierende Symbole (565, 566, 567) berücksichtigen, und sogenannte „korrigierte" Symbole (570 bis 574) zu liefern, und – eine Umsetzungseinrichtung (304, 305, 306, 406, 711), die angepasst ist, sogenannte „übertragene" digitale Daten (580 bis 584) zu liefern, die fähig sind, eine Anzahl von P unterschiedlichen Werten anzunehmen, und die gemäß vorbestimmter sogenannter „Umsetzungs-"Vorschriften nacheinander korrigierte Symbole darstellen.
Empfangsvorrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale mittels einer Amplitudenmodulation mit zwei um 90° phasenverschobenen Trägern modulierte Signale sind.
Empfangsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Empfangseinrichtung (401) aufweist, die zum Empfangen der genannten Signale und zum Liefern von Komponentenpaaren (550 bis 558) angepasst ist, wobei die genannten Paare fähig sind, P unterschiedliche Werte anzunehmen.
Empfangsvorrichtung gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Sortierungseinrichtung (304, 305, 306, 402, 704, 910) aufweist, die angepasst ist, einerseits zu übertragende digitale Daten (560 bis 564) darstellende Komponentenpaare und andererseits zu dekodierende redundante Symbole (565 bis 567) darstellende Komponentenpaare zu sortieren.
Empfangsvorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationseinrichtung (304, 305, 306, 404, 709, 908) angepasst ist, jedes zu übertragende digitale Daten (560 bis 564) darstellende Komponentenpaar auf zu dekodierende Symbole (570 bis 574) abzubilden, die zum zweiten Alphabet mit Q Symbolen gehören.
Empfangsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationseinrichtung (304, 305, 306, 404, 709, 908) angepasst ist, Komponenten von zumindest zwei redundante Symbole (511 bis 513) darstellenden Komponentenpaaren (555 bis 558) auf zu dekodierende redundante Symbole (565 bis 567) abzubilden, die zum zweiten Alphabet mit Q Symbolen gehören.
Empfangsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekodierungseinrichtung (307, 405) angepasst ist, eine Reed-Solomon-Dekodierung zu verwenden.
Empfangsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung (401) angepasst ist, ein Signal zu empfangen, das mit zwei um 90° phasenverschobenen Trägern mit 64 Zuständen amplitudenmoduliert ist, und das Komponentenpaar (550 bis 558) des genannten Signals an die Sortierungseinrichtung zu liefern.
Empfangsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass – die Sortierungseinrichtung (304, 305, 306, 402, 704, 910) angepasst ist, zyklische vorbestimmte sogenannte „Sortierungs-"Vorschriften zu verwenden, das heißt, dass die Sortierungsvorschriften eine sogenannte „Sortierungszyklen-"Zahl verwenden, wobei zwei durch eine Ganzzahl an Sortierungszyklen getrennte digitale Datenelemente von der Sortierungseinrichtung auf eine identische Art und Weise sortiert werden, und – die Identifikationseinrichtung (304, 305, 306, 404, 709, 908) angepasst ist, zyklische Identifikationsvorschriften zu verwenden, das heißt, dass die Identifikationsvorschriften eine sogenannte „Identifikationszyklen-"Zahl verwenden, wobei durch eine Ganzzahl an Identifikationszyklen getrennte gleiche Paare auf das gleiche zu dekodierende Symbol abgebildet werden.
Empfangsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl Q gleich 2^q ist, die Zahl P gleich 2^p ist, wobei der Exponent q kein Vielfaches des Exponenten p ist.
Empfangsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzungseinrichtung (304, 305, 306, 406, 711) angepasst ist, korrigierte Symbole (570 bis 574) zu empfangen, die jeweils fähig sind, mittels einer Sequenz binärer Daten dargestellt zu werden, und übertragene digitale Datenelemente (580 bis 584) zu liefern, die jeweils Abschnitte der genannten Sequenzen darstellen.
Empfangsvorrichtung gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzungseinrichtung (304, 305, 306, 406, 711) angepasst ist, vorbestimmte digitale Daten aus jedem korrigierten Symbol (570 bis 574) zu entfernen, um ein übertragenes digitales Datenelement (580 bis 584) zu bilden.
Netzwerk, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Übertragungsmedium, zumindest eine Übertragungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 und zumindest eine Empfangsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 28 aufweist, wobei die mittels der Übertragungseinrichtung (207) der Übertragungsvorrichtung übertragenen Signale, möglicherweise durch Fehler beeinflusst, von der Empfangseinrichtung (401) der Empfangsvorrichtung empfangen werden.
Verfahren zum Übertragen zu übertragender digitaler Daten, die eine physikalische Menge darstellen und zu einem ersten Alphabet mit P Symbolen gehören, mit: – einem Kennzeichnungsschritt (603), während dem jedes Symbol des ersten Alphabets (501 bis 505) auf zu einem zweiten Alphabet mit Q Symbolen gehörende sekundäre digitale Daten (506 bis 510) abgebildet wird, wobei Q grundsätzlich größer ist als P, wobei P Symbole des zweiten Alphabets jeweils ausschließlich ein und nur ein Symbol des ersten Alphabets darstellen, und das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist: – einen Kodierungsschritt (605), während dem zum zweiten Alphabet gehörende redundante Daten (511 bis 513) unter Verwendung vorbestimmter Kodierungsvorschriften bestimmt werden, die die sekundären digitalen Daten (506 bis 510) berücksichtigen, und – einen Übertragungsschritt (617), während dem zumindest eine physikalische Menge in eine Folge von Signalen moduliert wird, die jeweils fähig sind, eine Anzahl von P unterschiedlichen Werten anzunehmen, und die gemäß vorbestimmter Übertragungsvorschriften nacheinander einerseits zu übertragende digitale Daten und andererseits die genannten redundanten Daten darstellen.
Übertragungsverfahren gemäß Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass während des Kennzeichnungsschritts (603) vorbestimmte digitale Daten zu jedem Symbol (501 bis 505) des ersten Alphabets hinzugefügt werden, um die zum zweiten Alphabet gehörenden sekundären digitalen Daten (506 bis 510) zu bilden, die dem genannten Symbol des ersten Alphabets entsprechen.
Übertragungsverfahren gemäß Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass während des Kennzeichnungsschritts (603) identische digitale Daten zu jedem Symbol (501 bis 505) des ersten Alphabets hinzugefügt werden, um die zum zweiten Alphabet gehörenden sekundären digitalen Daten (506 bis 510) zu bilden, die dem genannten Symbol des ersten Alphabets entsprechen.
Übertragungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl Q gleich 2^q ist, die Zahl P gleich 2^p ist, wobei der Exponent q kein Vielfaches des Exponenten p ist.
Übertragungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass während des Übertragungsschritts (617) die Übertragung eines Signals durchgeführt wird, das mit zwei um 90° phasenverschobenen Trägern mit P Zuständen amplitudenmoduliert ist, wobei die vorbestimmten Übertragungsvorschriften einerseits zu übertragende digitale Daten und andererseits die redundanten Daten mit Komponentenpaaren des genannten Signals abstimmen.
Übertragungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 30 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass P gleich 64 ist.
Übertragungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 30 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass Q gleich 256 ist.
Übertragungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 30 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass während des Kodierungsschritts (605) eine Reed-Solomon-Kodierung verwendet wird.
Übertragungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 30 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Vorauswahlschritt (607, 611) aufweist, während dem: – die redundanten Symbole (511 bis 513), die zum Alphabet mit einer Anzahl von Q Symbolen gehören, anschließend an den Kodierungsschritt (605) empfangen werden, und – digitale Daten (520 bis 525) geliefert werden, die dann während des Übertragungsschritts (617) verarbeitet werden.
Übertragungsverfahren gemäß Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass während des Vorauswahlschritts (607, 611) redundante Symbole (511 bis 513) empfangen werden, die jeweils fähig sind, mittels einer Sequenz binärer Daten dargestellt zu werden, und digitale Datenelemente (520 bis 525) geliefert werden, die jeweils Abschnitte der genannten Sequenzen darstellen.
Übertragungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Auswahlschritt (607, 611) aufweist, während dem mit Blick auf den Übertragungsschritt (617) bestimmte digitale Datenpaare (531, 532) gemäß vorbestimmter sogenannter "Auswahl-"Vorschriften geliefert werden, die während des Vorauswahlschritts (607, 611) nacheinander verarbeitet wurden.
Übertragungsverfahren gemäß Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Abbildungsschritt (616) aufweist, während dem jedes während des Auswahlschritts (607, 611) ausgewählte digitale Datenpaar (531, 533) gemäß einem Satz vorbestimmter sogenannter "Abbildungs-"Vorschriften auf ein Amplitudenpaar (540, 541) abgebildet wird, und die Übertragung des Signals während des Übertragungsschritts um 90° phasenverschoben durchgeführt wird, wobei seine beiden Komponenten jeweils mittels der ersten und der zweiten Amplitude der genannten Amplitudenpaare modifiziert werden.
Übertragungsverfahren gemäß Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Satz vorbestimmter Abbildungsvorschriften zumindest die erste Vorschrift umfasst, gemäß derer die den genannten beiden Amplitudenpaaren entsprechenden digitalen Datenpaare dann erste oder zweite digitale Datenelemente des gleichen Werts aufweisen, wenn eine geschätzte Wahrscheinlichkeit, dass zwei Amplitudenpaare nach der Übertragung verwechselt werden, größer ist als ein erster vorbestimmter Wert.
Übertragungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 40 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass: – die vorbestimmten Auswahlvorschriften zyklisch sind, das heißt, dass die genannten Abbildungsvorschriften eine sogenannte "Auswahlzyklen-"Zahl verwenden, wobei zwei durch eine Ganzzahl an Auswahlzyklen getrennte digitale Datenelemente während des Auswahlschritts (607, 611) auf eine identische Art und Weise ausgewählt werden, und – die vorbestimmten Abbildungsvorschriften zyklisch sind, das heißt, dass die genannten Abbildungsvorschriften eine sogenannte "Abbildungszyklen-"Zahl verwenden, wobei zwei durch eine Ganzzahl an Abbildungszyklen getrennte gleiche Paare auf das gleiche Amplitudenpaar abgebildet werden.
Übertragungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 38 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass während des Vorauswahlschritts (607, 611) redundante Symbole (511 bis 513) empfangen werden, die jeweils fähig sind, mittels einer Sequenz einer geradzahligen Anzahl binärer Datenelemente dargestellt zu werden, und digitale Datenelemente geliefert werden, die jeweils eine Hälfte der binären Datenelemente der genannten Sequenzen darstellen.
Übertragungsverfahren gemäß Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass der Satz vorbestimmter Abbildungsvorschriften zumindest die Vorschrift umfasst, gemäß derer eines der den genannten beiden Amplitudenpaaren entsprechenden digitalen Datenpaare dann keine während des Vorauswahlschritts (607, 611) verarbeiteten digitalen Daten darstellt, wenn eine geschätzte Wahrscheinlichkeit, dass zwei Amplitudenpaare nach der Übertragung verwechselt werden, größer ist als ein erster vorbestimmter Wert.
Verfahren zum Empfangen von Signalen, die sogenannte "zu übertragende" digitale Daten darstellen, die zu einem ersten Alphabet mit P Symbolen gehören, dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist: – einen Identifikationsschritt (709), während dem zu einem Alphabet mit P Symbolen gehörende digitale Daten (550 bis 558) empfangen werden und empfangene digitale Daten auf sogenannte "zu dekodierende" Symbole (560 bis 567) abgebildet werden, die zu einem Alphabet mit Q Symbolen gehören, wobei Q grundsätzlich größer ist als P; – einen Dekodierungsschritt (710), während dem die zu dekodierenden Symbole beeinflussende Fehler unter Verwendung vorbestimmter Dekodierungsvorschriften korrigiert werden, die sogenannte zu dekodierende "redundante" Symbole berücksichtigen, und sogenannte "korrigierte" Symbole geliefert werden, und – einen Umsetzungsschritt (711), während dem sogenannte "übertragene" digitale Daten (580 bis 584) geliefert werden, die fähig sind, eine Anzahl von P unterschiedlichen Werten anzunehmen, und die nacheinander gemäß vorbestimmter sogenannter "Umsetzungs-"Vorschriften korrigierte Symbole darstellen.
Empfangsverfahren gemäß Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale mittels einer Amplitudenmodulation mit zwei um 90° phasenverschobenen Trägern modulierte Signale sind.
Empfangsverfahren gemäß einem der Ansprüche 46 oder 47, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Empfangsschritt (702) aufweist, während dem die genannten Signale empfangen werden und Komponentenpaare (550 bis 558) geliefert werden, wobei die Paare fähig sind, P unterschiedliche Werte anzunehmen.
Empfangsverfahren gemäß Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Sortierungsschritt (704) aufweist, während dem eine Auswahl einerseits von Komponentenpaaren, die zu übertragende digitale Daten (560 bis 564) darstellen, und andererseits von Komponentenpaaren, die zu dekodierende redundante Symbole (565 bis 567) darstellen, getroffen wird.
Empfangsverfahren gemäß Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass während des Identifikationsschritts (709) jedes zu übertragende digitale Daten (560 bis 564) darstellende Komponentenpaar auf ein zu dekodierendes Symbol (570 bis 574) abgebildet wird, das zum zweiten Alphabet mit Q Symbolen gehört.
Empfangsverfahren gemäß einem der Ansprüche 49 oder 50, dadurch gekennzeichnet, dass während des Identifikationsschritts (709) Komponenten von zumindest zwei redundante Symbole (511 bis 513) darstellenden Komponentenpaaren (555 bis 558) auf zu dekodierende redundante Symbole (565 bis 567) abgebildet werden, die zum zweiten Alphabet mit Q Symbolen gehören.
Empfangsverfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 51, dadurch gekennzeichnet, dass während des Dekodierungsschritts (710) eine Reed-Solomon-Dekodierung verwendet wird.
Empfangsverfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass ein Signal, das mit zwei um 90° phasenverschobenen Trägern mit 64 Zuständen amplitudenmoduliert ist, während des Empfangsschritts (702) empfangen wird und das Komponentenpaar (550 bis 558) des genannten Signals geliefert wird, wobei das genannte Komponentenpaar dann während des Sortierungsschritts (704) verarbeitet wird.
Empfangsverfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass: – während des Sortierungsschritts (704) zyklische vorbestimmte sogenannte "Sortierungs-"Vorschriften verwendet werden, das heißt, dass die genannten Sortierungsvorschriften eine sogenannte "Sortierungszyklen-"Zahl verwenden, wobei zwei durch eine Ganzzahl an Sortierungszyklen getrennte digitale Datenelemente während des Sortierungsschritts auf eine identische Art und Weise sortiert werden, und – während des Identifikationsschritts (709) zyklische Identifikationsvorschriften verwendet werden, das heißt, dass die genannten Identifikationsvorschriften eine sogenannte "Identifikationszyklen-"Zahl verwenden, wobei gleiche durch eine Ganzzahl von Identifikationszyklen getrennte gleiche Paare auf das gleiche zu dekodierende Symbol abgebildet werden.
Empfangsverfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl Q gleich 2^q ist, die Zahl P gleich 2^p ist, wobei der Exponent q kein Vielfaches des Exponenten p ist.
Empfangsverfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 55, dadurch gekennzeichnet, dass während des Umsetzungsschritts (711) korrigierte Symbole empfangen werden, die jeweils fähig sind, mittels einer Sequenz binärer Daten (570 bis 574) dargestellt zu werden, und übertragene digitale Datenelemente (580 bis 584) geliefert werden, die jeweils Abschnitte der genannten Sequenzen darstellen.
Empfangsverfahren gemäß Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass während des Umsetzungsschritts (711) vorbestimmte digitale Daten aus jedem korrigierten Symbol (570 bis 574) entfernt werden, um ein übertragenes digitales Datenelement (580 bis 584) zu bilden.