CZ295867B6

CZ295867B6 - Digitální přenosový systém, přijímač, digitální záznamový systém, způsob vysílání a přijímání digitálních signálů, způsob záznamu a čtení digitálních symbolů, a způsob čtení kódovaných digitálních symbolů

Info

Publication number: CZ295867B6
Application number: CZ19961919A
Authority: CZ
Inventors: Den Enden Gijsbert Joseph Van; Kornelius A. Schouhamerimmink
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics N.V.
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1995-09-25
Publication date: 2005-11-16
Also published as: TW301828B; CN1099768C; EP0737384A1; DE69526644T2; ATE217461T1; KR100389775B1; CN1141100A; DE69526644D1; JPH09507985A; WO1996013905A1; EP0737384B1; JP3498964B2; US5768293A; CZ191996A3

Abstract

Digitální přenosový systém obsahuje vysílač (2) a přijímač (8), přičemž vysílač obsahuje kodér (4) pro převádění zdrojových symbolů (b.sub.i.n.) na kanálové symboly (a.sub.k.n.), přičemž vysílač (2) je uzpůsoben pro vysílání kanálových symbolů (a.sub.k.n.) k přijímači (8) po přenosovém médiu (6) a přijímač (8) obsahuje detektor (11) pro odvozování detekovaných symbolů ze signálu (r) přijatého z kanálu. Detektor (11) obsahuje měřicí prostředek (12) pro určování úrovně spolehlivosti detekovaných symbolů, přičemž přijímač (8) obsahuje detektor chyb (14) pro zjišťování výskytu typu chybné detekce z nejméně dvou možných typů chybné detekce a pro zjišťování chybného symbolu na základě vyskytujícího se typu chybné detekce a úrovně spolehlivosti předtím detekovaných symbolů. Přijímač (8) dále obsahuje opravný prostředek (20) pro opravu symbolové hodnoty chybného symbolu. Také je navržen způsob vysílání a přijímání digitálních signálů, při kterém se převádí zdrojové signály (b.sub.i.n.) na kanálové symboly (a.sub.k.n.), kanálové symboly (a.sub.k.n.) se vysílají přenosovým kanálem, a ze signálu (r) přijatého z přenosového kanálu se odvozují detekované symboly. Při způsobu se určuje úroveň spolehlivosti detekovaných symbolů, zjišťuje se výskyt typu chybné detekce z nejméně dvou možných typů chybné detekce, na základě vyskytujícího se typu chybné detekce a úrovně spolehlivosti předtím detekovaných symbolů se určuje chybný symbol a provádí se oprava symbolové hodnoty chybného symbolu. Také je navržen způsob záznamu a čtení digitálních symbolů a způsob čtení kódovaných digitálních symbolů ze záznamového média.

Description

Digitální přenosový systém, přijímač, digitální záznamový systém, způsob vysílání a přijímání digitálních signálů, způsob záznamu a čtení digitálních symbolů, a způsob čtení kódovaných digitálních symbolů

Oblast techniky

Vynález se týká digitálního přenosového systému obsahující vysílač a přijímač, přičemž vysílač obsahuje kodér pro převádění zdrojových symbolů na kanálové symboly, přičemž vysílač je uzpůsobený pro vysílání kanálových symbolů k přijímači po přenosovém médiu, a přijímač obsahuje detektor pro odvozování detekovaných symbolů ze signálu přijatého z přenosového média. Vynález se také vztahuje na přijímač pro takový přenosový systém, na záznamový systém a na způsob přenosu, záznamu a čtení.

Dosavadní stav techniky

Přenosový systém, definovaný v úvodním odstavci, je známý z patentu US 4 573 034. Takový přenosový systém může být použit například pro přenos digitálních symbolů veřejnou telefonní sítí, pro přenos multiplexních signálů mezi telefonními ústřednami nebo pro přenos digitálních signálů v mobilních telefonních systémech. Uvedené záznamové systémy mohou být použity pro záznam a reprodukci digitálních symbolů pomocí magnetického pásku nebo magnetických disků, jakými jsou hard disk a floppy disk. Takové záznamové systémy mohou být také použity pro optické a optomagnetické disky.

Pro přenos zdrojových symbolů přenosovým kanálem nebo záznamovým médiem jsou tyto symboly často převáděny na kódované symboly. Možným cílem kódování je získání kódovaných symbolů s frekvenčním spektrem, které splňuje specifické požadavky. Jedním z těchto požadavků je například nepřítomnost stejnosměrné složky, protože mnohé z často používaných přenosových kanálů nebo záznamových médií nejsou schopny stejnosměrnou složku přenášet nebo reprodukovat. Dalším důvodem pro použití kódování je získání možnosti opravy chyb přenosu. Tyto chyby přenosu mohou být způsobeny tepelným šumem a jinými rušivými signály.

Ve známém přenosovém systému je použit detektor, který rozhoduje o hodnotě jednotlivých symbolů, a to symbolu po symbolu. Tímto způsobem se dosáhne suboptimální detekce, protože není využita redundance přidaná kódováním pro redukci četnosti výskytu chybných symbolů.

Cílem vynálezu je poskytnout přenosový a/nebo záznamový systém, ve kterém je využita redundance, vznikající při kódování, pro dosažení redukce četnosti výskytu chybných symbolů.

Podstata vynálezu

Vynález přináší podle prvního aspektu digitální přenosový systém obsahující vysílač a přijímač, přičemž vysílač obsahuje kodér pro převádění zdrojových symbolů na kanálové symboly, přičemž vysílač je uzpůsoben pro vysílání kanálových symbolů k přijímači po přenosovém médiu a přijímač obsahuje detektor pro odvozování detekovaných symbolů ze signálu přijatého z kanálu, který se podle vynálezu vyznačuje tím, že detektor obsahuje měřicí prostředek pro určování úrovně spolehlivosti detekovaných symbolů, přičemž přijímač obsahuje detektor chyb při zjišťování výskytu typu chybné detekce z nejméně dvou možných typů chybné detekce a pro zjišťování chybného symbolu na základě vyskytujícího se typu chybné detekce a úrovně spolehlivosti předem detekovaných symbolů, a přičemž přijímač dále obsahuje opravný prostředek pro opravu symbolové hodnoty chybného symbolu.

-1 CZ 295867 B6

V binárních kanálových symbolech se mohou vyskytnout dva typy chybné detekce. První typ detekce nastává, když přenášený symbol s hodnotou „0“ je chybně detekován jako symbol s hodnotu „1“. Druhý typ detekce nastává, když přenášený symbol s hodnotou „1“ je chybně detekován jako symbol s hodnotou „0“. Pokud byl detekován první typ chybné detekce, je symbol s největší pravděpodobností chybný symbol s hodnotou „1“, který má nejnižší hladinu spolehlivosti. Pokud byl detekován druhý typ chybné detekce, je symbol s největší pravděpodobností chybný symbol s hodnotou „0“, který má nejnižší hladinu spolehlivosti. Tento konkrétní symbol může pak být jednoduše invertován a tím opraven. Je zřejmé, že zvláště u vícehodnotových symbolů může počet typů chybné detekce přesáhnout 2.

Poznamenejme, že pro velký počet kódů je také možné dosáhnout zmenšení výskytu chybných symbolů použitím Viterbiho detektoru. Simulace prokázaly, že použití tohoto vynálezu vede k podobné četnosti výskytu chybných symbolů jako v případě použití Viterbiho detektoru. Viterbiho detektor je však podstatně složitější než přijímač přenosového systému podle vynálezu.

Jedno provedení přenosového systému podle vynálezu se vyznačuje tím, že detektor je také uzpůsoben pro aktualizaci symbolu sminimální spolehlivostí, pro každý zmožných typů chybné detekce, s odpovídající úrovní spolehlivosti.

Tím že se aktualizuje minimálně spolehlivý symbol pro každý typ chybné detekce, je symbol, který má být opraven, okamžitě dostupný, když se vyskytne příslušný typ chybné detekce, což příznivě ovlivňuje rychlost opravy a tím maximálně přípustnou rychlost zpracování.

Další provedení přenosového systému podle vynálezu se vyznačuje tím, že detektor je uzpůsoben pro nahrazování symbolu s minimální spolehlivostí pro každý z typů chybné detekce novějším symbolem, pokud chybí možnost opravy pro symboly starší než je uvedený novější symbol.

Pokud tedy není možnost opravy starších symbolů, jejichž opravou by se dospělo k platným kódovým slovům, je nepravděpodobné, že jeden z těchto starších symbolů je chybný. V tomto případě se dává přednost náhradě symbolu s minimální spolehlivostí pozdějším (více spolehlivým) znakem.

Aby mohla být opravena více než jedna chyba, mohou být aktualizovány například tři minimálně spolehlivé symboly, přičemž se v případě detekce chyby aktualizuje vždy symbol s nejmenší spolehlivostí.

Vynález dále přináší přijímač pro příjem kódovaného digitálního signálu, obsahující detektor pro odvozování detekovaných symbolů z kódovaného digitálního signálu, který se vyznačuje tím, že detektor obsahuje měřicí prostředek pro určování úrovně spolehlivosti detekovaných symbolů, přičemž přijímač obsahuje detektor chyb pro zjišťování výskytu typu chybné detekce z nejméně dvou možných typů chybné detekce a pro zjišťování chybného symbolu na základě vyskytujícího se typu chybné detekce a úrovně spolehlivosti předtím detekovaných symbolů, a přičemž přijímač obsahuje opravný prostředek pro opravu symbolové hodnoty chybného symbolu.

Detektor přijímače je podle dalšího znaku řešení také uzpůsoben pro aktualizaci symbolu s minimální spolehlivostí, pro každý z možných typů chybné detekce, s odpovídající úrovní spolehlivosti.

Dále vynález přináší digitální záznamový systém obsahující záznamové prostředky, které mají kodér pro převádění zdrojových symbolů na záznamové symboly a které jsou uzpůsobeny pro záznam záznamových symbolů na záznamové médium, přičemž záznamový sytém obsahuje čtecí prostředky pro čtení signálu snímaného ze záznamového média, které obsahují detektor pro odvozování detekovaných symbolů z čteného signálu, přičemž systém se podle vynálezu vyznačuje tím, že detektor obsahuje měřicí prostředek pro určování úrovně spolehlivosti detekovaných symbolů, přičemž čtecí prostředky obsahují detektor chyb pro zjišťování výskytu typu chybné

-2CZ 295867 B6 detekce z nejméně dvou možných typů chybné detekce a pro zjišťování chybného symbolu na základě vyskytujícího se typu chybné detekce a úrovně spolehlivosti předtím detekovaných symbolů, přičemž čtecí prostředky obsahují opravný prostředek pro opravu symbolové hodnoty chybného symbolu.

Detektor digitálního záznamového systému je s výhodou také uzpůsoben pro aktualizaci symbolu s minimální spolehlivostí, pro každý z možných typů chybné detekce, s odpovídající úrovní spolehlivosti.

Dále vynález navrhuje způsob vysílání a přijímání digitálních signálů, při kterém se převádí zdrojové signály na kanálové symboly, kanálové symboly se vysílají přenosovým kanálem, a ze signálu přijatého z přenosového kanálu se odvozují detekované symboly, přičemž při způsobu se určuje úroveň spolehlivosti detekovaných symbolů, zjišťuje se výskyt typu chybné detekce z nejméně dvou možných typů chybné detekce, na základě vyskytujícího se typu chybné detekce a úrovně spolehlivosti předtím detekovaných symbolů se určuje chybný symbol a provádí se oprava symbolové hodnoty chybného symbolu.

Dalším předmětem vynálezu je způsob záznamu a čtení digitálních symbolů, při kterém se převádí zdrojové symboly na záznamové symboly, záznamové symboly se zapisují na záznamové médium, a ze signálu čteného ze záznamového média se odvozují detekované symboly, přičemž při způsobu se určuje úroveň spolehlivosti detekovaných symbolů, zjišťuje se výskyt typu chybné detekce z nejméně dvou možných typů chybné detekce, na základě vyskytujícího se typu chybné detekce a úrovně spolehlivosti předtím detekovaných symbolů se určuje chybný symbol, a provádí se oprava symbolové hodnoty chybného symbolu.

Vynález také přináší způsob čtení kódovaných digitálních symbolů ze záznamového média, při kterém se odvozují detekované symboly ze signálu čteného ze záznamového média a detekují se chyby čtení, přičemž při způsobu se určuje úroveň spolehlivosti detekovaných symbolů, zjišťuje se výskyt typu chybné detekce z nejméně dvou možných typů chybné detekce, na základě vyskytujícího se typu chybné detekce a úrovně spolehlivosti předtím detekovaných symbolů se určuje chybný symbol a provádí se oprava symbolové hodnoty chybného symbolu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s dovoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 přenosový systém podle vynálezu, obr. 2 záznamový systém podle vynálezu, obr. 3 kódovou mřížku blokového kódu 8-na-10, obr. 4 vývojový diagram programu pro programovatelný procesor na implementaci vynálezu pro blokový kód 8-na10, obr. 5 mřížku blokového kódu 8-na-9 z obr. 6 vývojový diagram programu pro programovatelný procesor na implementaci vynálezu s kanálem s částečnou odezvou, který má přenosovou funkci 1-D.

Příklady provedení vynálezu

V přenosovém systému na obr. 1 jsou přenosové symboly b_; vedeny na stup vysílače 2. Vstup vysílače 2 je spojen se vstupem kodéru 4. Výstup kodéru 4 je připojen na výstup vysílače 2. Výstup vysílače 2 je spojen se vstupem přijímače 8 kanálem přenosového média 6.

Vstupní signál r přijímače 8 je veden na vstup detektoru 11. Vnitřní detektor je jeho vstupní signál veden na vstup rozhodovacího obvodu 10 a na vstup měřicího obvodu (který tvoří měřicí prostředek 12 ve smyslu definice předmětu vynálezu) 12 na určení úrovně spolehlivosti detekovaných symbolů. Výstup rozhodovacího obvodu 10 je připojen ke vstupu měřicího obvodu 12,

-3CZ 295867 B6 k paměti 22, k paměťovým obvodům 16 a 18 a ke vstupu detektoru chyb 14. Výstup měřicího obvodu 12 je spojen se vstupem paměťových obvodů 16 a 18.

Výstupy paměťových obvodů 16 a 18 jsou spojeny s odpovídajícími vstupy opravného prostředku 20. Stejně je zapojen výstup detektoru chyb 14 ke vstupu opravného prostředku 20. Výstup opravného prostředku 20 je připojen ke vstupu paměti 22. Výstup paměti 22 tvoří výstup přijímače 8.

Přenosové symboly b; jsou převáděny kodérem 4 na kódové symboly a_k. Toto kódování je zajištěno použitím blokového kódu, který je založen na tak zvaném signálu s částečnou odezvou nebo konvolučním kódu.

Přenášené symboly a_k mají za následek signál r na vstupu přijímače 8. Tento signál r obsahuje rušivé signály, jako např. šum nebo přeslechy, spolu se signálem reprezentujícím symbolya_k.

Rozhodovací obvod 10 provádí (prozatímní) rozhodování o hodnotě symbolu a_k a tato rozhodnutí posílá do paměti 22. Měřicí obvod 12 určuje ze signálu r a příslušného výstupního symbolu rozhodovacího obvodu 10 úroveň spolehlivosti daného symbolu. Úroveň spolehlivosti může být rovná například rozdílu mezi očekávanou hodnotou signálu r při nepřítomnosti rušivých signálů a okamžitou hodnotou tohoto signálu r. Čím větší je tento rozdíl, tím větší je rušení signálu a tím menší je spolehlivost daného symbolu.

Symbol s minimální spolehlivostí, náležící k prvnímu typu chybné detekce, se spolu s příslušnou polohou ukládá v paměťovém obvodu 16 a symbol s minimální spolehlivostí, náležející ke druhému typu chybné detekce, se ukládá v paměťovém obvodu 18. První typ chybné detekce například nastává když je detekována hodnota +1, zatímco byla zasílána hodnota symbolu -1. Druhý typ chybné detekce pak nastane, když byla detekována hodnota symbolu -1, zatímco byla vysílána hodnota +1. V paměťovém obvodu 16 se ukládá poloha symbolu s minimální spolehlivostí +1, zatímco v paměťovém obvodu 18 se ukládá symbol s minimální spolehlivostí -1.

Detektor chyb 11 detekuje výskyt chyb přenosu a navíc indikuje typ těchto chyb. Za tímto účelem detektor využívá určitých vlastností použitého kódu, jak bude dále vysvětleno. Pokud detektor chyb detekuje první typ chybné detekce, je zřejmé, že pro opravuje vhodná pouze hodnota detekovaného symbolu, která může zapříčinit daný typ chybné detekce. Opravný prostředek 20 vybírá polohu symbolu s minimální spolehlivostí z paměťového obvodu, ve kterém je uložena detekce toho typu chybné detekce, a symbol v této poloze se opraví. To se provádí výběrem daného symbolu v paměti 22 na základě nalezené polohy a následnou změnou hodnoty symbolu. Čím větší je počet typů chybné detekce, tím se zvyšuje pravděpodobnost, že je skutečně opraven chybně přenesený symbol. Simulace blokového kódu 8-na-10 ukázaly, že účinnost detektoru podle vynálezu, používající pouze dva typy chybné detekce, je srovnatelná s účinností (mnohem složitějšího) Veterbiho detektoru.

V systému magnetického záznamu na obr. 2 jsou symboly, které mají být zaznamenány, kódovány kodérem 4 v záznamových prostředcích 202, které představují vysílač 2 ve smyslu zvoleného názvosloví pro digitální přenosový systém podle vynálezu. Výstupní signál záznamových prostředků 202 je veden do záznamové hlavy 24. Tato záznamová hlava 24 zaznamenává symboly na záznamové médium 26, které je v tomto případě magnetický pásek. Když jsou zaznamenané symboly rekonstituovány, získává se čtený signál pomocí snímací hlavy 28. Tento čtený signál se přeměňuje na rekonstituované symboly čtecími prostředky 208, které mohou mít podobnou strukturu jako přijímač 8 na obr. 1, a představují přijímač ve smyslu zvoleného názvosloví pro digitální přenosový systém podle vynálezu.

Na obr. 3 je znázorněna tak zvaná kódovaná mřížka blokového kódu 8-na-10. Takový blokový kód je známý z patentu US4573 034. Kódová mřížka ukazuje možné hodnoty tak zvaného aktu

-4CZ 295867 B6 álního (běžného) digitálního součtu (running digital sum - dále krátce: digitální sumy) jako funkce polohy symbolu ve slovu. Digitální šumaje definována jako i=k

RDS = Σ a, (1) i=-00

V kódu, jehož mřížka je znázorněna na obr. 3, je digitální suma ohraničená hodnotami -4 a +1. Kód, jehož digitální suma je v uvedených mezích, nemá stejnosměrnou složku. Na hranicích slova kódu z obr. 3 může mít digitální suma hodnotu pouze 0 nebo -2. Pokud digitální suma na okraji slova přesáhne hodnotu 0, nebo pokud digitální sumu přesáhne uprostřed slova hodnotu +1, pak určitě nastane chyba přenosu. Navíc je potom známo, že symbol vyslaný jako -1 byl přijat jako +1. Taková chyba přenosu může být považována za první typ chybné detekce. Symbol s největší pravděpodobností chyby je pak symbol s nejmenší spolehlivostí s hodnotou +1. Pokud digitální suma na hranicích slova je menší než -2, nebo pokud je digitální suma uvnitř slova menší než -4, je také zřejmé, že nastane chyba přenosu. Navíc je pak zřejmé, že symbol vyslaný jako +1 byl přijat jako -1. Taková chyba přenosu může být považována za druhý typ chybné detekce. Symbol s největší pravděpodobností chyby je pak symbol s nejmenší spolehlivostí s hodnotou -1.

Pokud má digitální suma na hranicích slova hodnotu 0, nebo uvnitř slova hodnotu +1, není už možné změnit předtím přijatý symbol s hodnotou -1 na symbol s hodnotou +1, protože by byla porušena pravidla vztahující se na digitální sumu. V takové situaci není potřebné dále uchovávat starší nespolehlivý symbol s hodnotou -1. Za takové situace se stává symbolem s nejmenší spolehlivostí s hodnotou -1 příští symbol s touto hodnotou.

Pokud má digitální suma na hranicích slova hodnotu -2, nebo uvnitř slova hodnotu -2, není už možné změnit předtím přijatý symbol o hodnotě +1 na symbol s hodnotou -1, protože by v tomto případě byla porušena pravidla vztahující se na digitální sumu. V podobné situaci není potřebné dále uchovávat starší nespolehlivý symbol s hodnotou +1. V takové situaci se symbolem s nejmenší spolehlivostí s hodnotou +1 stane příští symbol s touto hodnotou.

Ve vývojovém diagramu na obr. 4 má instrukce významy dle následující tabulky:

číslo	zápis	význam
30	Start	Spustí se program a inicializují se proměnné
32	I:=0	Proměnná I se nastavuje na hodnotu 0
34	NEXTr,N	Určí se následující vzorek r vstupního signálu a index N se zvýší
36	á_N:= SGN(r)	Ze vzorku r se určuje následující hodnota á
38	RDS: =RDS+a_N	Určuje se nová hodnota digitální sumy
40	á_N = +1?	Kontroluje se, zda á_N je rovno +1
42	UPDATE MN, MNI	Symbol s nejmenší spolehlivostí +1 a odpovídající poloha se aktualizují, podle potřeby
44	UPDATE MX, MXI	Symbol s nejmenší spolehlivostí -1 a odpovídající poloha se aktualizují, podle potřeby

-5CZ 295867 B6 pokračování

číslo 46	zápis (RDS>1) OR (1=0 AND RDS>0)?	význam Kontroluje se, zda digitální suma není příliš velká
48	INVERT a_MNi	Symbol s nejmenší spolehlivostí +1 se invertuje
50	ADAPT MN, MNI	Přizpůsobí se úroveň spolehlivosti a poloha symbolu s nejmenší spolehlivostí +1
52	(RDS<4) OR (1=0 AND RDS<-2)?	Kontroluje se, zda digitální suma není příliš malá
54	INVERT á_MXI	Symbol s nejmenší spolehlivostí -1 se invertuje
56	ADAPT MX, MXI	Přizpůsobí se úroveň spolehlivosti a poloha symbolu s nejmenší spolehlivostí +1
58	(RDS=+1) OR (1=0 AND RDS=0)?	Kontroluje se, zda je ještě možná oprava starších symbolů s hodnotou -1
60	RESET MX, MXI	Následující symbol s +1 se považuje za symbol s nejmenší spolehlivostí +1
62	(RDS==-4) OR (1=0 AND RDS=2)?	Kontroluje se, zdaje ještě možná oprava starších symbolů s hodnotou +1
64	RESET MN, MNI	Následující symbol s -1 se považuje za symbol s nejmenší spolehlivostí -1
66	1=9?	Kontroluje se, zda byla dosažena hranice slova
68	1:=1+1	Hodnota I se inkrementuje

Vynález může být také implementován programovatelným procesorem vykonávajícím program popsaný vývojový diagramem na obr. 4. Tam se předpokládá, že přenášené symboly mohou mít pouze hodnotu +1 nebo -1. Dále se předpokládá, že symboly jsou kódovány blokovým kódem 8-na-10, jehož mřížka je znázorněna na obr. 3.

V instrukci 30 se inicializují potřebné proměnné a čeká se na synchronizaci slova. Poté, co byl přijat poslední vzorek přijatého signálu, náležející k určitému slovu, pokračuje se instrukcí 32, kterou se nastaví čítač I na nulu. V instrukci 34 se vezme příští vzorek z přijatého signálu a aktuální index N se zvýší o 1. V instrukci 36 se určí ze znaménka vzorku r hodnota symbolu á_N. Pokud je znaménko vzorku r kladné, je hodnota symbolu a_N rovná +1. Pokud je znaménko vzorku r záporné, je hodnota symbolu a_N rovná -1. V instrukci 38 se vypočítá nová hodnota digitální sumy přičtením hodnoty symbolu á_N ke staré hodnotě digitální sumy.

V instrukci 40 se kontroluje, zda á_N je rovno +1. Je-li tomu tak, potom se určí v instrukci 42 symbol s nejmenší spolehlivostí +1. To se provede porovnáním hodnoty r s nejmenší hodnotou r nalezenou během určitého časového intervalu v minulosti. Čím je menší hodnota r, tím se rozhodnutí, které vede k hodnotě aN_rovné +1, stává méně spolehlivým. Nejmenší hodnota r se podrží v proměnné MN, zatímco hodnota N náležející odpovídajícímu symbolu se podrží v proměnné MNI. Pokud je nová hodnota r menší než MN, stane se nová hodnota MN rovna r a hodnota MNI se stane rovná aktuální hodnotě N. Podobně je možné podržet nejen symbol

-6CZ 295867 B6 snejmenší spolehlivostí s hodnotou +1, ale například tři symboly snejmenší spolehlivostí s hodnotou +1. To může být užitečné, např. pokud se objeví tak zvané burstové chyby, ve kterých je chybných několik po sobě následujících symbolů.

Pokud je hodnota a_N rovná -1, určí se instrukci 44 symbol s nejmenší spolehlivostí s hodnotou -1. To se provede porovnáním hodnoty r s nejvyšší hodnotou r nalezenou během určitého časovém intervalu v minulosti. Čím větší (méně záporná) je rovna r, tím je rozhodnutí, které vede k hodnotě a_N rovné -1, méně spolehlivé. Největší hodnota r se podrží v proměnné MX, zatímco hodnota N náležející odpovídajícímu symbolu se podrží v proměnné MXI. Pokud je nová hodnota r větší než MX, stane se nová hodnota MX rovná r a hodnota MXI se stane rovná aktuální hodnotě N.

V instrukci 46 se kontroluje, zda digitální suma není větší než je přípustné vzhledem k použitému kódu. Pokud je digitální suma příliš velká, znamená to, že symbol s hodnotou -1 byl chybně detekován jako symbol s hodnotou +1. Zjištění příliš velké digitální sumy znamená zjištění prvního typu chybné detekce. Symbol, který je s největší pravděpodobností chybný, je pak dříve určený symbol s minimální spolehlivostí s hodnotou +1. V instrukci 48 se proto symbol Ůmni s touto minimální spolehlivostí invertuje. V instrukci 50 se přizpůsobují hodnoty MN a MNI. Pokud se aktualizuje ne více než jeden symbol s minimální spolehlivostí s hodnotou +1, MN může být nastavena ve velmi velkou hodnotu. To vede ke skutečnosti, že následující symbol s hodnotou +1 se stane symbolem s minimální spolehlivostí s hodnotou +1.

Pokud jsou aktualizovány například tři symboly s minimální spolehlivostí s hodnotou +1, hodnota MN se nahradí hodnotou r náležející druhému nejméně spolehlivému ze symbolů s minimální spolehlivostí poté, co byl symbol s nejmenší spolehlivostí ze zmíněných tří opraven. Hodnota MNI se pak nahradí hodnotou N náležející druhému ze symbolů s minimální spolehlivostí s hodnotou +1.

V instrukci 52 se kontroluje, zda digitální suma není menší než je přípustné vzhledem k použitému kódu. Pokud je digitální suma příliš malá, znamená to, že symbol s hodnotou +1 byl chybně detekován jako symbol mající hodnotu -1. Zjištění, že digitální šumaje příliš malá, znamená zjištění druhého typu chybné detekce. Symbolem, který je s největší pravděpodobností chybný, je pak předchozí symbol s minimální spolehlivostí s hodnotou +1. V instrukci 54 se proto symbol |mni s minimální spolehlivostí invertuje. V instrukce 56 se hodnoty MX a MXI upravují. Pokud se aktualizuje jen symbol s minimální spolehlivostí s hodnotou -1, může být parametr MX nastaven na velmi malou hodnotu. To vede ke skutečnosti, že následující symbol s hodnotou -1 se stane symbolem s minimální spolehlivostí s hodnotou -1.

Pokud se aktualizují například tři symboly s minimální spolehlivostí s hodnotou -1, nahrazuje se hodnota MX hodnotou r náležející druhému nejméně spolehlivému symbolu ze symbolů s minimální spolehlivostí s hodnotou -1 poté, co byl symbol s nejmenší spolehlivostí ze zmíněných tří opraven. Hodnota MXI se potom nahradí hodnotou N náležející druhému nejméně spolehlivému symbolu s hodnotou -1.

V instrukci 58 se kontroluje, zda digitální suma nabývá maximální hodnoty. Pokud ano, nemůže již být symbol dříve detekovaný jako -1 opraven na hodnotu +1, protože jinak by byla porušena kódovací pravidla. V tomto případě se v instrukci 60 MX nastaví na velmi malou hodnotu, takže následující symbol shodnotou -1 se stane symbolem snejmenší spolehlivostí shodnotou -1. Pokud se aktualizují tři symboly s minimální spolehlivostí s hodnotou -1, mohou být odpovídajícím hodnotám r přiřazeny velmi malé hodnoty.

V instrukci 62 se kontroluje, zda digitální suma nabývá minimální hodnoty. Pokud ano, nemůže již být symbol dříve detekovaný jako +1 opraven a hodnotu -1, protože jinak by byla opět porušena kódovací pravidla. V tomto případě se MX nastavuje v instrukci 64 na velmi velkou hodnotu, takže následující symbol s hodnotou +1 se stane symbolem s nejmenší spolehlivostí

-7 CZ 295867 B6 s hodnotou +1. Pokud se aktualizují tři symboly s minimální spolehlivostí s hodnotou +1, mohou být odpovídajícím hodnotám r přiřazeny velmi velké hodnoty.

V instrukci 66 se kontroluje, zda hodnota I je rovná 9. Pokud ano, byl zpracován poslední symbol slova a následující vzorek představuje první symbol nového slova. V tomto případě se přejde přímo na instrukci 32. Pokud I není rovno 9, zvětší se I o 1 v instrukci 68 a přejde se na instrukci 34·

V kódu, jehož mřížka je znázorněna na obr. 5, je digitální suma ohraničená -4 a +5. Na hranicích slova u kódu podle obr. 5 může digitální suma na začátku „lichého“ slova (ODD) nabývat pouze hodnot -2, 0, +2 nebo 4. Pokud přesáhne digitální suma na začátku „lichého“ slova +4, nebo na začátku „suchého“ slova (EVEN) přesáhne +3, nebo pokud digitální suma uprostřed slova přesáhne +5, muselo dojít k chybě přenosu. Navíc je pak zřejmé, že symbol vyslaný jako -1 byl přijat jako +1. Taková chyba přenosu může být považována za první typ chybné detekce. Symbolem, který je s maximální pravděpodobností chybný, je pak symbol s minimální spolehlivostí s hodnotou +1. Pokud je digitální suma na začátku „lichého“ slova menší než -2, nebo na začátku „suchého“ slova menší než -3, nebo pokud je digitální suma uprostřed slova menší než -4, muselo také dojít k chybě přenosu. Je pak zřejmé, že symbol vyslaný jako +1 byl přijat jako -1. Taková chyba přenosu může být považována za druhý typ chybné detekce. Symbolem, který je s maximální pravděpodobností chybný, je pak symbol s minimální spolehlivostí s hodnotou -1.

Pokud je digitální suma na začátku „lichého“ slova rovná +4, nebo je na začátku „sudého“ slova rovná +3, neboje uprostřed slova rovná +5, není již možné změnit předcházející přijatý symbol s hodnotou -1 na symbol s hodnotou +1, protože v tomto případě by byla porušena pravidla vztahující se na digitální sumu. V takovém případě není potřeba dále držet starší nespolehlivý symbol s hodnotou -1. V podobné situaci se symbolem s nejmenší spolehlivostí -1 stane následující symbol s hodnotou -1.

Pokud je digitální suma na začátku „lichého“ slova rovná -2, nebo je na začátku „sudého“ slova rovná -3, neboje uprostřed slova je rovná -4, není již možno změnit předcházející přijatý symbol s hodnotou +1 na symbol s hodnotou -1, protože v tomto případě by byla porušena pravidla vztahující se na digitální sumu. V takovém případě není potřeba dále držet starší nespolehlivý symbol s hodnotou +1. V podobné situaci se symbolem s nejmenší spolehlivostí +1 stane následující symbol s hodnotou +1.

Program podle vývojového diagramu na obr. 4 se může snadno upravit pro potřeby kódu, jehož mřížka je na obr. 5. Za tímto účelem se instrukce 46, 52, 58, 62 a 66 nahradí následující instrukcemi:

(RDS>+5) OR (ODD AND 1=0 AND RDS>+4) OR (EVEN AND 1=0 AND RDS>+3) (RDS<-4) OR (ODD AND 1=0 AND RDS<-2) OR (EVEN AND 1=0 AND RDS>-3)

8 (RDS=+5) OR (ODD AND 1=0 AND RDS=+4) OR (EVEN AND 1=0 AND RDS=+3) (RDS=M) OR (ODD and 1=0 AND RDS=-2) OR (EVEN AND 1=0 AND RDS=-3)

1=8?

Změny v instrukcích 46, 52, 58 a 62 jsou potřebné pro přizpůsobení digitální sumy dalším možným hodnotám. Změna v instrukci 66 je nutná vzhledem k menší délce slova.

-8CZ 295867 B6

Ve vývojovém diagramu na obr. 6 mají instrukce významy podle následující tabulky:

číslo	zápis	význam
70	START	Spustí se program a inicializují se proměnné
72	NEXT r,N	Určuje se následující vzorek vstupního signálu r a index N se zvětší
74	r<NEG	Kontroluje se, zda r je menší než záporný práh NEG
76	r>POS	Kontroluje se, zda r je větší než kladný práh POS
78	á_N: —1	Hodnota symbolu á_N se stane rovnou -1
80,85	UPDATE MINI, IMIN1	Aktualizuje se symbol s minimální spolehlivostí s hodnotou 1 či 0 s odpovídající polohou, podle potřeby
82	á_N:=+l	Hodnota symbolu á_N se stane rovnou +1
84		Hodnota symbolu á_N se stane rovnou 0
86,87	UPDATE MIN2, IMIN2	Aktualizuje se symbol s minimální spolehlivostí s hodnotou 0 nebo +1 s odpovídající polohou, podle potřeby
90	PREV = -1 ?	Kontroluje se, zda předcházející symbol s hodnotou Oje rovný -1
92	PREV = +1 ?	Kontroluje se, zda předcházející symbol s hodnotou rovnou od 0 je rovný +1
94	3lMI2: &IMIN2 ¹	Hodnota symbolu á_MIN2 se sníží 0 1
96	aiMINb⁼ ŮlMINl+1	Hodnota symbolu á_MiNi se zvětší 0 1
98	RESET ΜΙΝΙ,ΙΜΙΝΙ	Následující symbol s hodnotou 0 nebo +1 se stane symbolem s minimální spolehlivostí s hodnotou 0 nebo +1
100	RESET MIN2, IMIN2	Následující symbol s hodnotou 0 nebo -1 se stane symbolem s minimální spolehlivostí s hodnotou 0 nebo +1
102	PREV:=+1	Předcházející symbol s nenulovou hodnotou dostane hodnotu +1
104	PREV:=-1	Předcházející symbol s nenulovou hodnotou

dostane hodnotu -1

-9CZ 295867 B6

V programu dle vývojového diagramu z obr. 6 se předpokládá, že přijatý signál je tak zvaný signál s částečnou odezvou typu 1-D. To znamená, že kanálové symboly a_k jsou rovny b_k b_{k ]}, kde b_k jsou zdrojové symboly. Kanálové symboly mohou nabývat hodnot -1, 0 a +1. V takovém signálu se nemůže stát, že se dvakrát za sebou objeví hodnota +1, ať už mezi nimi leží symbolové hodnoty 0 či ne. Když se to však přes to stane, znamená to, že muselo dojít k chybě přenosu, a že symbol s hodnotou -1 byl přijat jako symbol s hodnotou 0 nebo symbol s hodnotou 0 byl přijat jako symbol s hodnotou +1. Pomocí opravy se symbol s minimální spolehlivostí, který může vést k tomuto (prvnímu) typu chybné detekce, zmenší o 1.

Pokud jde o kód 1-D, nemůže se stát, že se za sebou dvakrát objeví hodnota -1, ať už s mezilehlými symbolovými hodnotami 0 či bez nich. Pokud se tak přesto stane, znamená, že nastala to chyba přenosu, kdy symbol s hodnotou +1 byl chybně přijat jako symbol s hodnotou 0 nebo symbol s hodnotou 0 byl chybně přijat jako symbol s hodnotou -1. Pomocí opravy se symbol s nejmenší spolehlivostí, který může vést k tomuto (druhému) typu chybné detekce, zvětší o 1. Pokud symbolu s hodnotou +1 (-1) předchází symbol s hodnotou -1 (+1), ať už s mezilehlými symboly s hodnotou 0 nebo bez nich, není již možné opravit před tím přijaté symboly, protože by tím byla porušena pravidla kódu. To znamená, že již není zapotřebí držet odpovídající předcházející symboly s minimální spolehlivostí. Symbolem s minimální spolehlivostí se pak stane poslední symbol s příslušnou hodnotou.

V instrukci 70 se spustí program a proměnné získají vhodnou počáteční hodnotu. V instrukci 72 se určí následující vzorek přijatého signálu a index N se zvětší. V instrukci 74 se kontroluje, zda hodnota vzorku r je menší než záporný práh NEG. Je-li tomu tak, hodnota symbolu á_N se položí rovná -1. V instrukci 80 se opraví hodnota symbolu s minimální spolehlivostí. To je provedeno porovnáním hodnot (NEG-r) s MINI. Pokud (NEG-r) je menší než MINI, znamená to, že symbol á_N je znakem s minimální spolehlivostí. MINI se pak položí jako rovný (NEG-1) alMINl rovný N.

V instrukci 90 se kontroluje, zda předešlý nenulový symbol je rovný -1. Je-li tomu tak, došlo k přenosové chybě druhého typu chybné detekce a v instrukci 96 se symbol s minimální spolehlivostí ájMiNi se zvětší o 1. V instrukci 100 se parametr symbolu MIN2 znovu nastaví na velkou hodnotu a hodnota IMIN2 na N+l, takže žádný předešlý symbol již nemůže být zmenšen o 1, protože by to jinak vedlo k porušení pravidel kódu. V instrukci 104 se hodnota PREV nastaví na -1, protože poslední nenulový symbol je rovný-1. Následně se přejde na instrukci 72.

V instrukci 76 se kontroluje, zda je hodnota vzorku r menší než kladný práh POS. Není-li tomu tak, hodnota symbolu á_N se položí rovná +1 v instrukci 82. Jinak se hodnota symbolu a_N položí rovná 0 v instrukci 84. V instrukci 86 se hodnota symbolu s minimální spolehlivostí aktualizuje. To se provede porovnáním hodnot (r-POS) s MINI. Pokud (r-POS) je menší než MIN2 znamená to, že symbol á_N je symbol s minimální spolehlivostí. Symbol MIN2 se pak položí rovný (r-POS) a IMIN2 rovný N.

V instrukci 92 se kontroluje, zda předešlý nenulový symbol je rovný +1. Je-li tomu tak, pak došlo k prvnímu typu chybné detekce a v instrukci 94 se hodnota symbolu s minimální spolehlivostí áiMiN2 ^sníží o 1. V instrukci 98 se hodnota symbolu MINI znovu nastaví na velkou hodnotu a hodnota IMIN1 a N+l, takže žádné předešlé symboly nemohou být zvýšeny o 1, protože by to jinak vedlo k porušení pravidel kódu. V instrukci 102 se hodnota PREV nastaví na +1, protože poslední nenulový symbol je rovný +1. Následuje návrat k instrukci 72.

V instrukci 85 se upraví symbol s nejmenší spolehlivostí s hodnotou 0 nebo -1. To se provede porovnáním hodnoty (r-NEG) sMINl. Pokud je (r-NEG) menší než MINI, znamená to, že symbol á_N je symbol s minimální spolehlivostí. Symbol MINI se pak položí rovný (r-NEG) alMINl rovný N. V instrukci 87 se symbol s minimální spolehlivostí s hodnotou 0 nebo +1 aktualizuje. To se provede porovnáním hodnot (POS-r) s MIN2. Je-li (POS-r) menší než MIN2,

-10CZ 295867 B6 znamená to, že symbol á_N je symbol s minimální spolehlivostí. Symbol MIN2 se pak položí rovný (POS-r) a IMIN2 rovný N. Následuje návrat k instrukci 72.

Claims

1. Digitální přenosový systém obsahující vysílač (2) a přijímač (8), přičemž vysílač obsahuje kodér (4) pro převádění zdrojových symbolů (b;) na kanálové symboly (a_k), přičemž vysílač (2) je uzpůsoben pro vysílání kanálových symbolů (a_k) k přijímači (8) po přenosovém médiu (6) a přijímač (8) obsahuje detektor (11) pro odvozování detekovaných symbolů ze signálu (r) přijatého z kanálu, vyznačený tím, že detektor (11) obsahuje měřicí prostředek (12) pro určování úrovně spolehlivosti detekovaných symbolů, přičemž přijímač (8) obsahuje detektor chyb (14) pro zjišťování výskytu typu chybné detekce z nejméně dvou možných typů chybné detekce a pro zjišťování chybného symbolu na základě vyskytujícího se typu chybné detekce a úrovně spolehlivosti předtím detekovaných symbolů, a přičemž přijímač (8) dále obsahuje opravný prostředek (20) pro opravu symbolové hodnoty chybného symbolu.

2. Přenosový systém podle nároku 1,vyznačený tím, že detektor (11) je také uzpůsoben pro aktualizaci symbolu s minimální spolehlivostí, pro každý z možných typů chybné detekce, s odpovídající úrovní spolehlivosti.

3. Přenosový systém podle nároku 2, vyznačený tím, že detektor (11) je uzpůsoben pro nahrazování symbolu s minimální spolehlivostí pro každý z typů chybné detekce novějším symbolem, pokud chybí možnost opravy pro symboly starší než je uvedený novější symbol.

4. Přijímač (8) pro příjem kódovaného digitálního signálu (r), obsahující detektor (11) pro odvozování detekovaných symbolů z kódovaného digitálního signálu (r), vyznačený tím, že detektor (11) obsahuje měřicí prostředek (12) pro určování úrovně spolehlivosti detekovaných symbolů, přičemž přijímač (8) obsahuje detektor chyb (14) pro zjišťování výskytu typu chybné detekce z nejméně dvou možných typů chybné detekce a pro zjišťování chybného symbolu na základe vyskytujícího se typu chybné detekce a úrovně spolehlivosti předtím detekovaných symbolů, a přičemž přijímač obsahuje opravný prostředek (20) pro opravu symbolové hodnoty chybného symbolu.

5. Přijímač podle nároku 4, vyznačený tím, že detektor (11) je také uzpůsoben pro aktualizaci symbolu sminimální spolehlivostí, pro každý zmožných typů chybné detekce, s odpovídající úrovní spolehlivosti.

6. Digitální záznamový systém obsahující záznamové prostředky (202), které mají kodér pro převádění zdrojových symbolů na záznamové symboly a které jsou uzpůsobeny pro záznam záznamových symbolů na záznamové médium (26), přičemž záznamový systém obsahuje čtecí prostředky (208) pro čtení signálu snímaného ze záznamového média (26), které obsahují detektor (11) pro odvozování detekovaných symbolů z čteného signálu, vyznačený tím, že

- 11 CZ 295867 B6 detektor (11) obsahuje měřicí prostředek (12) pro určování úrovně spolehlivosti detekovaných symbolů, přičemž čtecí prostředky (208) obsahují detektor chyb (14) pro zjišťování výskytu typu chybné detekce z nejméně dvou možných typů chybné detekce a pro zjišťování chybného symbolu na základě vyskytujícího se typu chybné detekce a úrovně spolehlivosti předtím detekovaných symbolů, přičemž čtecí prostředky (208) obsahují opravný prostředek (20) pro opravu symbolové hodnoty chybného symbolu.

7. Digitální záznamový systém podle nároku 6, vyznačený tím, že detektor (11) je také uzpůsoben pro aktualizaci symbolu s minimální spolehlivostí, pro každý z možných typů chybné detekce, s odpovídající úrovní spolehlivosti.

8. Způsob vysílání a přijímání digitálních signálů, při kterém se převádí zdrojové signály (bj) na kanálové symboly (a_k), kanálové symboly (a_k) se vysílají přenosovým kanálem, a ze signálu (r) přijatého z přenosového kanálu se odvozují detekované symboly, vyznačený tím, že se určuje úroveň spolehlivosti detekovaných symbolů, zjišťuje se výskyt typu chybné detekce z nejméně dvou možných typů chybné detekce, na základě vyskytujícího se typu chybné detekce a úrovně spolehlivosti předtím detekovaných symbolů se určuje chybný symbol a provádí se oprava symbolové hodnoty chybného symbolu.

9. Způsob záznamu a čtení digitálních symbolů, při kterém se převádí zdrojové symboly na záznamové symboly, záznamové symboly se zapisují na záznamové médium (26), a ze signálu čteného ze záznamového média se odvozují detekované symboly, vyznačený tím, že se určuje úroveň spolehlivosti detekovaných symbolů, zjišťuje se výskyt typu chybné detekce z nejméně dvou možných typů chybné detekce, na základě vyskytujícího se typu chybné detekce a úrovně spolehlivosti předtím detekovaných symbolů se určuje chybný symbol, a provádí se oprava symbolové hodnoty chybného symbolu.

10. Způsob čtení kódovaných digitálních symbolů ze záznamového média (26), při kterém se odvozují detekované symboly ze signálu čteného ze záznamového média (26) a detekují se chyby čtení, vyznačený tím, že se určuje úroveň spolehlivosti detekovaných symbolů, zjišťuje se výskyt typu chybné detekce z nejméně dvou možných typů chybné detekce, na základě vyskytujícího se typu chybné detekce a úrovně spolehlivosti předtím detekovaných symbolů se určuje chybný symbol a provádí se oprava symbolové hodnoty chybného symbolu.