DE19900344A1 - Nichtlinearitäts-Ausgleichsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nichtlinearitäts-Ausgleichsvor­ richtung, die insbesondere für einen digitalen magnetischen Aufzeichnungsträger verwandt wird.

Mit zunehmender Aufzeichnungsdichte auf einem digitalen magnetischen Aufzeichnungsträger, wie beispielsweise einer Festplatte, wird die Nichtlinearität zu einem ernsten Problem. Die Nichtlinearität wird aufgrund der Wechselwirkung zwischen benachbarten Zustandsänderungen oder Übergängen erzeugt. Ein Entmagnetisierungsfeld eines vorher aufgezeichneten Übergangs verschiebt die Position eines anschließend aufgezeichneten Übergangs und erhöht den Abstand zwischen den Übergängen. Die benachbarten Übergänge bewirken, daß sie sich gegenseitig löschen. Das hat zur Folge, daß die Größe eines wiedergegebenen Signals abnimmt. Diese Erscheinung ist als nichtlineare Über­ gangsverschiebung (NLTS), Übergangsverbreiterung oder Teillö­ schung jeweils bekannt.

Wenn Daten aufzuzeichnen sind, erzeugen periphere Bit eine derartige nichtlineare Verzerrung. Eine Signalstörung zwischen wiedergegebenen Signalen gibt es jedoch in vielen Bit. Dement­ sprechend beeinflußt die nichtlineare Verzerrung viele Bit. Wenn ein Signaldetektor die nichtlineare Verzerrung nicht verarbeitet, nimmt die Zuverlässigkeit der Datenerfassung ab.

Das herkömmliche technische Verfahren (US-PS 5,132,988) besteht darin, die nichtlineare Verzerrung unter Verwendung eines Rückkopplungsspeichers mit direktem Zugriff statt eines Rückkopp­ lungsfilters zu verarbeiten. Da ein Modell mit Speicher mit direktem Zugriff zum Verarbeiten der nichtlinearen Verzerrung die nichtlineare Verzerrung nur von früheren Daten nachbildet, ist es unmöglich, die Wechselwirkung zwischen laufenden Daten und künftigen Daten zu berücksichtigen.

Da mit Zunahme des Bereiches der über einen Rückkopplungsteil gefilterten Daten um ein Bit die Größe des Speichers mit direktem Zugriff bei dieser Ausgleichsvorrichtung auf das Doppelte zunimmt, ist die Datenmenge, die durch den Rückkopplungsteil verarbeitet werden kann, durch die Größe des Speichers mit direktem Zugriff begrenzt.

In einem Aufsatz von W. Zeng und J. Moon ["A Practical Nonlinear Model for Magnetic Recording Channels", IEEE Trans. Magn., Bd. 30, No. 6, S. 4233-4235, Nov. 1994] sind die Lineari­ täts- und Nichtlinearitätscharakteristiken eines Kanals durch drei Impulse dargestellt. Die drei Impulse sind eine isolierte Übergangsantwort, die eine Übergangsantwort für den Fall, daß zwischen benachbarten Daten kein Übergang besteht, und die Dibitantworten sind, die Übergangsantworten für den Fall sind, daß es einen Übergang in einem letzten Bit und in einem vor­ letzten Bit gibt. Die drei Impulse werden dadurch erhalten, daß die wiedergegebenen Signale gemessen werden.

Bei diesem Modell wird eine Kanalcharakteristik jedoch nicht von allen Datenfolgen, die erzeugt werden können, sondern nur dadurch erhalten, daß ein Kanalsignal in einer extrem beschränk­ ten Situation gemessen wird. Das hat zur Folge, daß dieses Modell kein mathematisches Verfahren der Modelloptimierung zur Erhöhung der Zuverlässigkeit oder zur Erzielung der Kanalcharakteristik in einer mehr allgemeinen Situation liefert. Die logischen Regeln zum Erzeugen der logischen Variablen, wie beispielsweise Q_k, R_k, ERA und CHO, die benötigt werden, damit das Modell arbeitet, werden weiterhin nicht mathematisch eingeführt, sondern in Abhängigkeit von den Erfahrungen der Autoren erzeugt. Die Nichtlinearitäts-Ausgleichsvorrichtung, in der das von W. Zeng und von J. Moon vorgeschlagene Modell verwandt wird ["Decision feedback equalizer with pattern dependent dynamic threshold", IEEE Trans. Magn., Bd. 32, Nr. 4, S. 3266-3273, Juli 1996] weist alle Beschränkungen und Probleme auf, die das Modell hat.

Durch die Erfindung soll daher eine adaptive Nichtlineari­ täts-Ausgleichsvorrichtung geschaffen werden.

Durch die Erfindung soll insbesondere ein musterabhängiges Filter für eine derartige Vorrichtung geschaffen werden.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein adaptives Nicht­ linearitäts-Ausgleichsverfahren, das wirkungsvoll eine nicht­ lineare Verzerrung verarbeiten kann, die über eine Wechselwirkung nicht nur zwischen benachbarten vergangenen Bit, sondern auch zwischen laufenden und künftigen Bitdaten erzeugt wird.

Dazu umfaßt die erfindungsgemäße Nichtlinearitäts-Ausgleichs­ vorrichtung zum Erfassen von Originaldaten a_k von einem Eingangs­ wert r_k, der durch Wiedergabe von Daten erhalten wird, die über einen Übertragungskanal empfangen werden oder auf einem Speich­ erträger aufgezeichnet sind, ein Linearfilter zum linearen Filtern des Eingangswertes r_k, ein musterabhängiges Filter, das 2^τ+ν Abgriffswerte, die durch die jeweiligen Muster (b_{k-n+ν : k-n+1},b_{k-n-1 : k-n-τ}) der absoluten Datenübergangswerte von künftigen Bit ν und von vergangenen Bit τ gewählt werden, und N Abgriffe p_n(b_{k-n+ν : k-n+1},b_{k-n-1 : k-n-τ}) einschließt, um den Wert auszugeben, der dadurch erhalten wird, daß der gewählte Abgriffswert mit dem laufenden Übergang (x_k-n) multipliziert wird, wobei x_k-n = (a_k-n-a_k-n-1)/2∈{-1, 0}, b_k-n = |x_k-n|∈{0, 1}, b_{k-n-1 : k-n-τ} = (b_k-n-1 b_k-n-2 . . . b_k-n-τ), b_{k-n+ν : k-n+1} = (b_k-n+ν b_k-n+ν-1 . . . b_k-n+1), n = 0, 1, 2, . . . N, und N eine bestimmte ganze Zahl nicht kleiner als 1+ν ist, und einen Detektor, um einen Fehlerwert e_k nach der folgenden Gleichung bezüglich aller Kombinationen der laufenden und künftigen Datenfolgen zu erhalten :

(wobei f_m das lineare Filter ist, und um laufende Daten als ursprüngliche Daten a_k in der Kombination zu erfassen, bei der der kleinste quadratische Fehler erzeugt wird.

Das erfindungsgemäße musterabhängige Filter umfaßt einen 0ten bis Nten Filterabgriff, die 2^τ+1 Abgriffswerte haben, die durch das Muster (b_k+1-n, b_{k-1-n : k-τ-n}) der Absolutwerte der Datenübergänge eines künftigen und vergangener τ Bit gewählt sind und adaptiv durch den Fehlerwert e_k-3 erneuert werden, um den gewählten Abgriffswert mit dem laufenden Übergang x_k-n zu multiplizieren und das Multiplikationsergebnis aus zugeben, wobei a_k die ursprüng­ lichen Daten sind, die durch die Nichtlinearitäts-Ausgleichsvor­ richtung erfaßt werden, x_k-n = (a_k-n-a_k-n-1)/2∈{-1, 0}, b_k-n = |x_k-n|∈{0, 1}, b_{k-n-1 : k-n-1} = (b_k-n-1 b_k-n-2 . . . b_k-n-τ), n = 0, 1, 2, . . ., N und N eine bestimmte ganze Zahl nicht kleiner als 2 ist, bei dem die jeweiligen Filterabgriffe
eine Pufferliste zum Speichern von 2^τ+1 Abgriffswerten,
eine Abgriffswert-Wähleinrichtung zum Wählen eines Wertes unter 2^τ+1 Abgriffswerten, die von der Pufferliste über die Muster (b_{k+1-n : k-1-n : k-τ-n}) der Absolutwerte des Datenüberganges eines künftigen und vergangener τ Bits ausgegeben werden,
einen Multiplikator für den laufenden Übergang zum Multipli­ zieren des Abgriffswertes, der durch die Abgriffswert-Wähl­ einrichtung gewählt wurde, mit dem laufenden Übergang x_k-n und zum Ausgeben des Ergebnisses und eine Abgriffswert-Erneuerungsein­ richtung umfassen, um den Abgriffswert dadurch zu erneuern, daß die durch das Muster (b_k-2-n, b_{k-4-n : k-3-τ-n}) gewählten Absolutwerte der Datenübergänge eines vergangenen und künftiger τ Bits von einem Bezugszeitpunkt addiert werden, wenn der Bezugszeitpunkt k-3-n ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erfassen von Ursprungs­ daten a_k von einem Eingangswert r_k, der dadurch erhalten wird, daß Daten reproduziert werden, die über einen Übertragungskanal empfangen oder auf einem Speicherträger aufgezeichnet sind, umfaßt die Schritte der Bildung von

durch lineares Filtern des Eingangswertes r_k, der Bildung von

von bereits bekannten Daten, wenn ein Filterabgriff mit 2^τ+1 Abgriffswerten, die durch das Muster (b_k+1-n, b_{k-1-n : k-τ-n}) der Absolutwerte des Datenübergangs eines künftigen und vergangener τ Bits von einem Bezugszeitpunkt gewählt werden, wenn der Bezugszeitpunkt gleich k-n ist, um den gewählten Abgriffswert mit dem laufenden Übergang x_k-n zu multiplizieren, gleich p_n(b_k-n+1, b_{k-n+1 : k-n-τ}) ist, wobei x_k-n = (a_k-n-a_k-n-1)/2∈{-1, 0, 1}, b_k-n = |x_k-n|∈{0, 1}, b_{k-n-1 : k-n-τ} = (b_k-n-1, b_k-n-2 . . . b_k-n-τ), n = 0, 1, 2 . . ., N, und N eine bestimmte ganze Zahl, nicht kleiner als 2^ν ist,
der Bildung eines Zwischenwertes T_k zwischen dem Ausgangswert der Filterabgriffe p₁ und p₀, wenn der Übergang fortlaufend in dem einen laufenden und dem einen künftigen Bit (b_k = b_k+1 = 1) erzeugt wird, und dem Ausgangswert der Filterabgriffe p₁ und p₀, wenn der Übergang nicht fortlaufend erzeugt wird, und der Erfassung der ursprünglichen Daten a_k, indem a_k als +1, wenn z_k-T_k gleich oder größer als 0 ist, und als -1 bestimmt wird, wenn a_k kleiner als 0 ist. Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zum Erfassen ursprünglicher Daten a_k von einem Eingangswert r_k, der dadurch erhalten wird, daß Daten reproduziert werden, die über einen Übertragungskanal empfangen werden oder auf einem Speicher­ träger aufgezeichnet sind, umfaßt die Schritte der Bildung

durch lineares Filtern des Eingangswertes r_k, der Bildung von

von bereits bekannten Daten, wenn ein Filterabgriff mit 2^τ+2 Abgriffswerten, die durch das Muster (b_k+1-n, c_k-n, b_{k-1-n : k-τ-n}) der Absolutwerte des Übergangs eines künftigen, eines laufenden und vergangener τ Bits von einem Bezugszeitpunkt gewählt werden, wenn der Bezugs­ zeitpunkt k-n ist, um den gewählten Abgriffswert mit dem laufenden Übergang x_k-n zu multiplizieren, gleich p_n(b_k-n+1, c_k-n, b_{k-n-1 : k-n-τ}) ist, wobei x_k-n = (a_k-n-a_k-n-1)/2∈{-1, 0, 1}, b_k-n = |x_k-n|∈{0, 1}, b_{k-n-1 : k-n-τ} = (b_k-n-1 b_k-n-2 . . . b_k-n-τ), c_k-n gleich 1 ist, wenn a_k<0 und gleich 0 in anderen Fällen, n = 0, 1, 2 . . ., N, und N eine bestimmte ganze Zahl, nicht kleiner als 2^ν ist,
der Bildung eines Zwischenwertes T_k zwischen dem Ausgangswert der Filterabgriffe p₁ und p₀, wenn der Übergang fortlaufend in dem einen laufenden und künftigen Bit (b_k = b_k+1 = 1) erzeugt wird, und dem Ausgangswert der Filterabgriffe p₁ und p₀, wenn der Übergang nicht laufend erzeugt wird, und
der Erfassung der ursprünglichen Daten a_k indem a_k als +1, wenn z_k-T_k gleich oder größer als 0 ist, und als -1 bestimmt wird, wenn a_k kleiner als 0 ist.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Suchbaumgrafik bezüglich der laufenden und künftigen Datenübergangs-Absolutwerte für ν = 1;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Nichtlinearitäts-Ausgleichs­ vorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Filter, das einen Filterabgriffswert hat, der sich nach Maßgabe eines Datenmusters ändert, das ν künftige Daten und τ vergangene Daten enthält;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Nichtlinearitäts-Ausgleichs­ vorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Filter, das einen Filterabgriffswert aufweist, der sich nach Maßgabe eines Datenmusters ändert, das einen künftigen Datenwert und τ vergangene Daten enthält;

Fig. 4 das Blockschaltbild eines Fehlerwertrechners für die Nichtlinearitäts-Ausgleichsvorrichtung, der einen Fehlerwert nach dem Pipelineverfahren bildet;

Fig. 5 in einem Blockschaltbild den Aufbau eines muster­ abhängigen Filters der Nichtlinearitäts-Ausgleichsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel (n = 2, 3, . . ., N) eines Filterabgriffs mit der Nummer n (Pn) des musterabhängigen Filters von Fig. 5, das Filterabgriffswerte hat, die sich nach Maßgabe der Datenmuster ändern;

Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel eines Filterabgriffs mit der Nummer 1 (P₁) des musterabhängigen Filters von Fig. 5 mit Filterabgriffswerten, die sich nach Maßgabe der Datenmuster ändern;

Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel eines Filterabgriffs mit der Nummer 0 (P₀) des musterabhängigen Filters von Fig. 5 mit Filterabgriffswerten, die sich nach Maßgabe der Datenmuster ändern, und

Fig. 9 eine graphische Darstellung zum Vergleich der Arbeits­ weise einer herkömmlichen Ausgleichsvorrichtung mit der Aus­ gleichsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Im folgenden werden die theoretischen Grundlagen der vor­ liegenden Erfindung beschrieben.

Die Arbeitsvorgänge der Bildung eines Ausgleichsfehlers e_k sind gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden:
Es sei angenommen, daß eine binäre Datenfolge gleich a_k (a_k ist +1 oder -1) ist und daß ein Abtastsignal, das durch Auf­ zeichnung von a_k auf eine Platte oder durch Wiedergeben von a_k erhalten wird, oder ein Abtastsignal, das über einen Über­ tragungskanal empfangen wird, gleich r_k ist. r_k wird über ein FIR (finite impulse response)-Filter f_n gefiltert. Ein Zielsignal wird dadurch erzeugt, daß das gefilterte Signal r_k mit einem Impuls p_n(.) überlappt wird, der sich nach Maßgabe der Daten­ muster ändert. Dann ist der Unterschied zwischen r_k gefiltert durch f_n und dem Zielsignal der Ausgleichsfehlerwerte e_k.

wobei x_k = (a_k-a_k-1)/2 = -1 den negativen Datenübergang wiedergibt,
x_k = (a_k-a_k-1)/2 = 0 bedeutet, daß es keinen Datenübergang gibt,
x_k = (a_k-a_k-1) = +1 den positiven Übergang der Daten wiedergibt, b_k|x_k| = 1 bedeutet, daß ein Übergang auftritt, b_k = |x_k| = 0 bedeutet, daß kein Übergang auftritt, b_{k-1 : k-τ} den Datensatz der τ Bit wiedergibt und ein Impuls p_n(b_{k-n+ν : k-n+1}, b_{k-n-1 : k-n-τ}) einen Wert hat, der sich nach Maßgabe des Übergangszustandes der künftigen ν Bit b_{k-n+ν : k-n+1}) und des Übergangs der vergangenen τ Bit b_{k-n-1 : k-n-τ} in den jeweiligen Abtastwerten n ändert.

Das Verfahren der Erzielung der laufenden Daten a_k unter Verwendung eines Ausgleichsfehlerwertes, der nach der Gleichung 1 erhalten wird, ist das folgende. Nach Bildung des Quadratwertes e_k.e_k eines Ausgabefehlers bezüglich aller möglichen Kombinatio­ nen der laufenden und künftigen N₀+ν Daten, wird der Wert der laufenden Daten, der für den Fall der Erzielung eines minimalen Wertes angenommen wird, aufgesucht und als Wert der laufenden Daten a_k bestimmt.

Der Impuls, der sich nach Maßgabe der Datenmuster ändert, kann unter Verwendung eines Musterzustandswertes s_k ausgedrückt werden als

wobei δ(m-s_k-n) eine Deltafunktion ist, die den Wert 1 hat, wenn m gleich S_k-n ist, und den Wert 0 hat, wenn m ungleich s_k-n ist.

Gleichung 3 gibt den Impuls p_n(b_{k-n+ν : k-n+1}, b_{k-n-1 : k-n-τ}) als Multi­ plikation von zwei Vektoren der Größe M miteinander wieder. Unter Verwendung der Gleichung 3 läßt sich die Gleichung 1 wie folgt schreiben:

In einem Zustand, in dem s_k-n gleich 0 ist, werden beispiels­ weise Übergänge in den künftigen ν Bit und den vergangenen τ Bit auf der Grundlagen der laufenden Daten a_k-n nicht erzeugt. Wenn ein wahlfreies Übergangsmuster m₀ gewählt ist und p₀(m₀), der ein Impulsmittenabgriff (n = 0) ist, als 1 bezeichnet wird, dann kann die Gleichung 10 gleichzeitig bezüglich des Filters f_n und des Impulses p_n(.) optimiert werden.

wobei p₀(m₀) = 1.

wobei p' ein Vektor ist, der dadurch erhalten wird, daß p₀(m₀) von p gelöscht wird und w_k' ein Vektor ist, der dadurch erhalten wird, daß w_k(m₀) von w_k gelöscht wird.

Das optimale Filter und der optimale Impuls zum Minimalisie­ ren des mittleren quadratischen Fehlers werden wie folgt erhalten:

f₀ = E{y_ky_k ^t}^-1 E{y_kw_k(m₀)} (17)

Die Operationen zum adaptiven Bilden des optimalen Filters und des optimalen Impulses sind die folgenden:

f = f-µe_ky_k (18)

Das wird näher im einzelnen im folgenden beschrieben.

f_n = f_n-µe_kr_k-n, n = -L₀, . . ., L₁ (19)

p_n(i) = p_n(i)+µe_kx_k-nδ(s_k-n-i), n = -N₀, . . ., N₁, i = 0, . . ., 2^τ+1-1 (20)

wobei p₀(m₀) = 1.

Um gemäß Gleichung 2 Daten von einer Nichtlinearitäts- Ausgleichsvorrichtung zu erfassen, muß ein Ausgangsfehlerquadrat bezüglich der laufenden und künftigen Daten (N₀+ν) gebildet und der Wert von a_k, der ein Minimum hat, gesucht werden. Wenn jedoch der Wert von (N₀+ν) groß ist, sind diese Erfassungsprozesse sehr kompliziert. Es ist daher notwendig, ein einfacheres Verfahren zu finden.

In dem Fall, in dem N₀ = 0 und ν = 1, so daß ein Impuls nur einen laufenden und einen vergangenen Signalwert hat, arbeiten das Filter f_n und der Impuls p_n(.) in ähnlicher Weise wie ein Vorwärtskopplungsfilter und ein Rückkopplungsfilter einer Entscheidungsrückkopplungs-Ausgleichsvorrichtung (DFE). Da jedoch das Muster s_k des Impulses den Wert der künftigen Daten benötigt, ist eine Suche nach den künftigen Daten notwendig. Die Gleichung 9 kann in der folgenden Weise wiedergegeben werden.

z_k kann erhalten werden, da die vergangenen Daten bereits bekannt sind. Die laufenden Daten a_k werden daher dadurch erhalten, daß die Fehlerquadrate der Gleichung 21 bezüglich aller Kombinationen gebildet werden, die das laufende Bit und ein künftiges Bit haben können, und der Wert a_k, der zum Erzeugen des kleinsten Fehlerquadratwertes benötigt wird, als Wert des laufenden Bits bestimmt wird. Fig. 1 zeigt das Suchbaumdiagramm zum Erfassen der Daten für n = 1.

Für n = 1 können die Datenerfassungsprozesse in der folgenden Weise vereinfacht werden. Wenn der letzte Übergang b_k-1 (n<0) bereits bekannt ist, müssen in Gleichung 21 vier Übergangsmuster (b_k, b_k+1), d. h. (0,0), (0,1), (1,0) und (1,1) betrachtet werden. Da jedoch w_k-n = x_k-ni^t _k-n, wenn b_k = 0 ist, ist w_k unabhängig von b_k+1 immer gleich 0. Somit ist w_k(b_k = 0) = 0. Die Übergänge von benachbarten künftigen Bit erzeugen eine Teillöschungserschei­ nung, wodurch die Größe des Übergangsimpulses des laufenden Bit herabgesetzt wird.

|w_k(b_k = 1, b_k+1 = 1)p₀|≦|w_k(b_k = 1, b_k+1 = 0)p₀| (23)

Der Wert des laufenden Bit ist immer zwischen dem Fall, in dem b_k = 0 ist, und dem Fall, in dem b_k = b_k+1 = 1 ist, festgelegt. Der Mittelpunkt zwischen dem Fall, in dem b_k = 0 ist und dem Fall, in dem b_k = b_k+1 = 1 ist, ist der folgende.

Der Wert des laufenden Bit wird leicht von einem Schwellen­ wertdetektor wie folgt erfaßt.

wobei

Wenn ein Signal von einem magnetoresistiven Kopf MR wie­ dergegeben wird, hat das Signal nach Maßgabe einer positiven oder einer negativen Richtung verschiedene Charakteristiken. Bei der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Charakteristik des Signals zu berücksichtigen, die sich nach Maßgabe der Richtungen ändert, indem der Zustand der laufenden Daten zu dem Muster des Impulses addiert wird. Der Impuls ist nämlich als p_n(b_{k-n+ν : k-n+1}, c_k, b_{k-n-1 : k-n-τ}) definiert und die Variablen c_k, M und s_k sind wie folgt definiert.

Die übrigen Gleichungen sind die gleichen wie sie oben erwähnt wurden. Der Wert c_k ist im 0ten Abgriff notwendig. Wenn jedoch angenommen wird, daß b_k = 1 ist, wird eine Schaltung aufgebaut, die die Charakteristik verwendet, daß der Wert c_k gleich dem komplementären Wert von c_k-1 ist.

Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild einer Nichtlinearitäts- Ausgleichsvorrichtung zum Erfassen binärer Daten a_k nach dem Verfahren der Gleichung 2 unter Verwendung des Fehlerwertes, der durch die Gleichung 1 gegeben ist.

Nach der Verarbeitung des empfangenen Eingangswertes r_k über ein Linearfilter 200 werden vorher erfaßte Daten von einem musterabhängigen Filter 210 gefiltert, das verschiedene Abgriffs­ werte nach Maßgabe der Datenmuster der vergangenen τ Bit und der künftigen ν Bit aufweist. Durch einen Detektor 220 wird ein Fehlerwert dadurch erhalten, daß der Ausgangswert des filter­ abhängigen Filters 210 vom Ausgangswert des Linearfilters 200 abgezogen wird. Die Fehlerwerte der Gleichung 1 bezüglich aller Kombinationen der laufenden und künftigen Daten, die noch nicht erfaßt sind, werden in dieser Weise erhalten. Der Detektor 220 bildet a_k zum Erzeugen des kleinsten Fehlerquadratwertes, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, unter den Fehlerwerten der jeweiligen Kombinationen und bestimmt a_k als endgültige Ausgangsdaten.

Zu diesem Zeitpunkt hat a_k den Wert +1 oder -1 in der Gleichung, jedoch den Wert 1 oder 0 in einer Schaltung.

Im folgenden wird als bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Fall beschrieben, in dem das muster­ abhängige Filter verschiedene Abgriffswerte nach Maßgabe der Datenmuster eines künftigen und der vergangen τ Bit hat.

Gemäß Fig. 3 sind bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung die Arbeitsvorgänge der Bildung der laufenden Daten a_k gemäß Gleichung 25 die folgenden. Bei dem vorliegenden Aus­ führungsbeispiel enthält ein musterabhängiges Filter 310 mehrere Filterabgriffe, d. h. einen 0ten bis Nten Filterabgriff P₀ bis P_N 320 bis 320+N und einen Übergangsrechner 330. Ein Detektor 340 enthält einen Addierer 342 für einen vergangenen Abgriffswert, einen Addierer 344 für einen künftigen Abgriffswert und einen Schwellenwertdetektor 346.

Der Addierer 342 für den vergangenen Abgriffswert addiert die Ausgangswerte des zweiten Filterabgriffs 322 bis Nten Filter­ abgriffs 320+N zueinander. Der Addierer 344 für den künftigen Abgriffswert addiert den Ausgangswert des 0ten Filterabgriffs 320 zu dem des ersten Filterabgriffs 321.

z_k von Gleichung 22 wird dadurch gebildet, daß der Ausgangs­ wert des Addierers 332 für den vergangenen Abgriffswert vom Eingangswert r_k abgezogen wird, der durch das Linearfilter 300 gefiltert ist. T_k von Gleichung 24 wird dadurch gebildet, daß 1/2 mit dem Ausgangswert des Addierers 334 für den künftigen Abgriffswert multipliziert wird.

Der Schwellenwertdetektor 346 erfaßt die laufenden Daten a_k durch Erfassung eines Schwellenwertes auf der Grundlage eines Signals, das durch Subtrahieren von T_k von z_k erhalten wird, bezüglich der Basis 0, wie es in Fig. 25 dargestellt ist.

Zu diesem Zeitpunkt ist in Gleichung 1 b_k als |(a_k-a_k-1)/2| definiert. b_k wird jedoch dadurch erhalten, daß eine Exklusiv- ODER-Operation an a_k und a_k-1 in logischen Schaltungen ausgeführt wird. Der Übergangsrechner 330 bildet nämlich a_k-1, indem a_k um eine Taktperiode durch die erste Verzögerungseinrichtung 332 verzögert wird, bildet b_k durch Ausführung einer Exklusiv-ODER- Operation an a_k und a_k-1 über ein Exklusiv-ODER-Glied 336 und bildet b_k-1 durch Verzögern von b_k um eine Taktperiode durch eine zweite Verzögerungseinrichtung 334. a_k-1 und b_k-1 werden durch den 0ten Filterabgriff 320 bis Nten Filterabgriff 320+N benutzt.

Die Arbeitsvorgänge der Bildung des Fehlerwertes der Aus­ gleichsvorrichtung sind bei dem obigen Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 die folgenden. Diese Arbeitsvorgänge werden über ein Pipelineverfahren realisiert.

Die beiden Ausgangswerte w_k-1(b_k = 0)p₁ und w_k-1(b_k = 1)p₁ des ersten Filterabgriffs 321 werden jeweils um eine Taktperiode verzögert, indem sie in einem Pufferspeicher 401 und einem Pufferspeicher 402 gespeichert werden. Der erste Wähler 410 für den Filter­ abgriffswert wählt w_k-1(b_k = 1)p₁, der um eine Taktperiode verzögert ist, wenn b_k-1 gleich 1 ist, und w_k-1(b_k = 0)p₁, der um eine Takt­ periode verzögert ist, wenn b_k-1 gleich 0 ist.

Die beiden Ausgangswerte w_k(b_k = 1, b_k+1 = 1)p₀ und w_k(b_k = 1, b_k+1 = 0)p₀ des 0ten Filterabgriffs 320 werden jeweils um zwei Taktperioden verzögert, indem sie der Reihe nach in Pufferspeichern 403 und 404 und Pufferspeichern 405 und 406 gespeichert werden. Dann wählt der zweite Wähler 420 für den Filterabgriffswert w_k(b_k = 1, b_k-1 = 1)p₀, der um zwei Taktperioden verzögert ist, wenn b_k-1 gleich 1 ist, und w_k(b_k = 1, b_k-1 = 0)p₀, der um zwei Taktperioden verzögert ist, wenn b_k-10 gleich 0 ist. Ein dritter Filterabgriffswertwähler 430 wählt den Ausgangswert des zweiten Filterabgriffswertwählers 420, wenn b_k-2 gleich 1 ist, und den Wert 0, wenn b_k-2 gleich 0 ist.

z_k wird um eine Taktperiode verzögert, indem dieser Wert in einem Pufferspeicher 407 gespeichert wird, und wird gleich z_k-1. Ein erster Fehlerwertaddierer 440 subtrahiert den Ausgangswert des ersten Filterabgriffswertwählers 410 von z_k-1. Der Ausgangs­ wert des ersten Fehlerwertaddierers 440 wird um eine Taktperiode verzögert, indem er in einem Pufferspeicher 408 gespeichert wird. Ein zweiter Fehlerwertaddierer 450 subtrahiert den Ausgangswert des dritten Filterabgriffswertwählers 430 vom Ausgangswert des Pufferspeichers 408. Der Ausgangswert des zweiten Fehlerwert­ addierers 450 wird um eine Taktperiode verzögert, indem er in einem Pufferspeicher 409 gespeichert wird, und wird gleich einem Fehlerwert e_k-3, der um drei Taktperioden verzögert ist.

Fig. 5 zeigt den Aufbau eines der Filterabgriffe im muster­ abhängigen Filter des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Nichtlinearitäts-Ausgleichsvorrichtung. Der Filterabgriff gemäß der Erfindung enthält eine Pufferliste 500, eine Abgriffswert- Wähleinrichtung 510, einen Multiplikator 520 für den laufenden Übergang und eine Abgriffswert-Erneuerungseinrichtung 530.

Die Pufferliste 500 enthält 2T+1 Pufferspeicher zum Speichern von 2^τ+1 Abgriffswerten, die durch Muster (b_k+1-n, b_{k-1-n : k-τ-n}) der Datenübergangs-Absolutwerte eines künftigen und vergangener τ Daten von einem Bezugszeitpunkt gewählt werden, wenn der Bezugszeitpunkt k-n ist, und die durch den Fehlerwert e_k-3 adaptiv erneuert werden.

Die Abgriffswert-Wähleinrichtung 510 wählt einen Wert unter 2^τ+1 Abgriffswerten, die von der Pufferliste 500 über die Muster (b_k+1-n, b_{k-1-n : k-τ-n}) der Datenübergangs-Absolutwerte eines künftigen Datenwertes und vergangener τ Datenwerte ausgegeben werden.

Der Multiplikator 520 für den laufenden Übergang multipli­ ziert den Abgriffswert, der durch die Abgriffswert-Wähleinrich­ tung 510 gewählt ist, mit dem laufenden Übergang x_k-n und gibt das Ergebnis aus.

Die Abgriffswert-Erneuerungseinrichtung 530 enthält eine Wähleinrichtung 532 für den erneuerten Abgriffswert, eine Zunahme-Abnahmewert-Berechnungseinrichtung 534, einen Rechner 536 für den erneuerten Abgriffswert und eine Wähleinrichtung 538 für den erneuerten Abgriff. Der Bezugszeitpunkt ist dabei k-3-n.

Die Wähleinrichtung 532 für den erneuerten Abgriffswert wählt einen Wert unter den 2^τ+1 Abgriffswerten, die von der Pufferliste 500, durch das Muster b_k-2-n, b_{k-4-n : k-3-τ-n}) der Datenübergangs- Absolutwerte eines künftigen Datenwertes und vergangener τ Daten vom Bezugszeitpunkt ausgegeben werden. Die Zunahme/Abnahmewert- Recheneinrichtung 534 nimmt eine Schrittgröße µ, einen laufenden Datenwert a_k-3-n und einen Fehlerwert e_k-3 auf, der um drei Taktperioden verzögert ist, und berechnet den erhöhten und verringerten Wert µx_k-3-ne_k-3.

Der Rechner 536 für den erneuerten Abgriffswert berechnet den erneuerten Abgriffswert dadurch, daß er den Abgriffswert, der durch die Wähleinrichtung 532 für den erneuerten Abgriffswert gewählt ist, zu dem Wert addiert, der durch die Zunahme/Abnahme­ wert-Recheneinrichtung 434 berechnet wurde und speichert den erneuerten Abgriffswert im Pufferspeicher der Pufferliste 500, der durch die Wähleinrichtung 538 für den erneuerten Abgriff gewählt ist.

Die jeweiligen Pufferspeicher in der Pufferliste 500 enthal­ ten einen ersten Pufferwähler zum Wählen entweder des Ausgangs­ signals des Pufferspeichers oder des Ausgangswertes des Rechners 536 für den erneuerten Abgriffswert unter der Steuerung der Wähleinrichtung 538 für den erneuerten Abgriff, sowie einen zweiten Pufferwähler zum Wählen entweder des Ausgangswertes des ersten Pufferwählers oder des Anfangswertes des ersten Pufferwäh­ lers über ein "LOAD"-Steuersignal.

Gemäß Fig. 6 hat das Ausführungsbeispiel eines nten Filter­ abgriffs P_n (n = 2 bis N) mit verschiedenen Abgriffswerten nach Maßgabe der Datenmuster den folgenden Aufbau. Der nte Filter­ abgriff P_n gibt den Wert P_k-1p_n aus. Die laufende Zeit wird dabei auf der Grundlage von k-n festgelegt.

Ein Pufferspeicher p_n(i) (i = 0, 1, . . . 2^τ+1-1) speichert die Abgriffswerte bezüglich der jeweiligen Muster. Dieser Wert wird als Anfangswert P_n ⁰(i) (i = 0, 1, . . ., 2^τ+1-1) bezeichnet, wenn das Steuersignal "LOAD" anliegt. Mit 600 und 605 sind jeweils ein 0ter Pufferspeicher und ein 2^τ+1-1ster Pufferspeicher bezeichnet.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Ab­ griffswert-Wähleinrichtung 510 einen einen niedrigeren Abgriffs­ wert wählenden Multiplexer 610, einen einen höheren Abgriffswert wählenden Multiplexer 615 und einen Abgriffswertwähler 620.

Der den niedrigeren Abgriffswert wählende Multiplexer 610 wählt einen Wert unter den niedrigen 2^τ Abgriffswerten p_n(i) (i = 0, 1, . . ., 2^τ-1) über das Muster b_{k-1-n : k-τ-n} des Übergangs- Absolutwertes der vergangenen τ Bit. Der den höheren Abgriffswert wählende Multiplexer 615 wählt einen Wert unter den höheren 2^τ Abgriffswerten p_n(i) (i = 2^τ, . . . 2^τ-1) durch das Muster b_{k-1-n : k-τ-n} der Übergangs-Absolutwerte der vergangenen τ Bit.

Der Ausgangswert des Multiplexers 610 zum Wählen des niedri­ geren Abgriffswertes betrifft den Abgriffswert, wenn b_k+1-n = 0. Der Ausgangswert des Multiplikators 615 für den höheren Abgriffswert betrifft den Abgriffswert, wenn b_k+1-n = 1. Der Abgriffswertwähler 620 wählt daher entweder den Ausgangswert von dem den niedrigeren Abgriffswert wählenden Multiplexer 610 oder den von dem den höheren Abgriffswert wählenden Multiplexer 615. Das Ergebnis entspricht der Operation i_k-n ^tP_n der Gleichung 3.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält der Multi­ plikator 520 für den laufenden Übergang in Fig. 5 einen Codewähler 625 und einen Wähler 630 für das Vorliegen eines laufenden Übergangs.

Der Codewähler wählt den Ausgangswert des Abgriffswertwählers 620, wenn a_k-n gleich 1 ist, und den Wert, der dadurch erhalten wird, daß der Ausgangswert des Abgriffswertwählers 620 mit -1 multipliziert wird, wenn a_k-1 gleich 0 ist. Dieser Prozeß ist der gleiche wie der Prozeß der Multiplikation von x_k-1 mit dem Ausgangswert des Abgriffswertwählers 620, wenn angenommen wird, daß b_k-1 gleich 1 ist. Der Wähler 630 für das Vorliegen des laufenden Übergangs wählt entweder den Ausgangswert des Codewäh­ lers 625 oder den Wert 0 nach Maßgabe von b_k-n und gibt den gewählten Wert aus.

Der Codewähler 625 und der Wähler 630 für das Vorliegen des laufenden Überganges führen daher dieselbe Operation wie die Multiplikation des Ausgangswertes i_k-n ^tP_n des Abgriffswertwäh­ lers 620 mit x_k-n aus. Das hat zur Folge, daß der Ausgangswert des Wählers 630 für das Vorliegen des laufenden Überganges gleich w_k-np_n = x_k-ni^t _k-np_n ist, welcher Wert der Ausgangswert des nten Filterabgriffs P_n ist.

Der nte Filterabgriff P_n erneuert den Abgriffswert unter Verwendung des erneuerten Fehlerwertes e_k-3, wie es anhand von Fig. 4 beschrieben wurde. Der Erneuerungsprozeß basiert auf Gleichung 20. Bei diesem Prozeß ist die Bezugszeit k-3-n.

Die Wähleinrichtung 635 für den erneuerten Abgriffswert wird durch einen Multiplexer verwirklicht und wählt einen Wert unter den Ausgangswerten der Pufferspeicher p_n(i) (i = 0, 1, . . ., 2^τ+1-1) über einen künftigen Übergang b_k-2-n und den Übergang der ver­ gangenen τ Bit b_{k-4-n : k-3-τ-n}. Die Recheneinrichtung 640 für den erhöhten und verringerten Wert bildet µa_k-3-ne_k-3, indem a_k-3-n, µ und der Fehlerwert e_k-3 eingegeben werden. Der Rechner 645 für den erneuerten Abgriffswert, der eine Art eines Addierers ist, addiert den Ausgangswert der Wähleinrichtung 635 für den erneuerten Abgriffswert zu µa_k-3-ne_k-3.

Die Wähleinrichtung 650 für den erneuerten Abgriff wird mittels eines Demultiplexers verwirklicht und gibt den Wert 1 nur einem Ausgang aus, der durch b_k-2-n und b_{k-4-n : k-3-τ-n} unter den 2^τ+1 Ausgängen gewählt ist, und gibt den Wert 0 den übrigen 2^τ+1-1 Ausgängen aus. Die Wähleinrichtung 650 für den erneuerten Abgriff wählt nämlich einen Pufferspeicher unter den 2^τ+1 Pufferspeichern p_n(i) (i = 0, 1, . . ., 2^τ-1) nach Maßgabe von b_k-2-n und b_{k-4-n : k-3-τ-n}. Wenn das Steuersignal "UPDATE" einen hohen Wert hat und der Wert b_k-3-n gleich 1 ist, dann wird der Ausgangswert des Rechners 645 für den erneuerten Abgriffswert als Eingangswert des gewählten Pufferspeichers bestimmt. Wenn das Signal "UPDATE" einen niedrigen Pegel hat oder wenn der Wert von b_k-3-n gleich 0 ist, dann wird der ursprüngliche Abgriffswert beibehalten.

Wie es in Fig. 7 dargestellt ist, hat das Ausführungsbeispiel des ersten Filterabgriffs P₁ mit verschiedenen Abgriffswerten nach Maßgabe der Datenmuster den folgenden Aufbau. Die Arbeits­ vorgänge des ersten Filterabgriffs P₁ sind ähnlich denen des nten Filterabgriffs P_n (n = 2 bis N), der in Fig. 6 dargestellt ist. Der erste Filterabgriff P₁ gibt jedoch zwei Werte, nämlich w_k-1(b_k = 1)p₁ und w_k-1(b_k = 0)p₁ aus. Die laufende Zeit basiert dabei auf k-1.

Die Pufferspeicher p₁(i) (i = 0, 1, . . ., 2^τ+1-1) speichern die Abgriffswerte bezüglich der jeweiligen Muster. Ein Anfangswert wird als p₁(i) (wobei i = 0, 1, . . ., 2^τ+1-1) bezeichnet, wenn ein Steuersignal "LOAD" in der Anfangsphase der Operation anliegt. Mit 700 und 705 sind jeweils der 0te Pufferspeicher und 2τ+¹-1ste Pufferspeicher bezeichnet.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Ab­ griffswert-Wähleinrichtung 510 von Fig. 5 einen den niedrigeren Abgriffswert wählenden Multiplexer 710 und einen den höheren Abgriffswert wählenden Multiplexer 715.

Der den niedrigeren Abgriffswert wählende Multiplexer 710 wählt einen Wert unter den unteren 2^τ Pufferwerten p₁(i) (i = 0, 1, . . ., 2^τ+1-1) über die Übergangsmuster der vergangenen τ Bit b_{k-2 : k-τ-1}. Der den höheren Abgriffswert wählende Multiplexer 715 wählt einen Wert unter den oberen 2^τ Pufferwerten p₁(i) (i = 2^τ, . . ., 2^τ+1-1).

Der Ausgangswert des den niedrigeren Abgriffswert wählenden Multiplexers 710 bezieht sich auf den Abgriffswert, wenn b_k = 0. Der Ausgangswert des den höheren Abgriffswert wählenden Multiple­ xers 715 bezieht sich auf den Abgriffswert, wenn b_k = 1.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält der Multi­ plikator 520 für den laufenden Übergang in Fig. 5 einen Multipli­ kator 720 für den laufenden Übergang des niedrigeren Abgriffs­ wertes und einen Multiplikator 725 für den laufenden Übergang des höheren Abgriffswertes.

Der Multiplikator 720 für den laufenden Übergang des niedri­ geren Abgriffswertes und der Multiplikator 725 für den laufenden Wert des höheren Abgriffswertes enthalten Codewähler 721 und 727 und Wähler 722 und 727 für das Vorliegen des laufenden Übergangs. Die Arbeitsweise des Multiplikators für den laufenden Übergang des niedrigeren Abgriffswertes und des Multiplikators für den laufenden Übergang des höheren Abgriffswertes ist die gleiche wie beim Multiplizieren der Ausgangswerte des den niedrigeren Abgriffswert wählenden Multiplexers 710 und des den höheren Abgriffswert wählenden Multiplexers 715 mit x_k-1. Die Ausgangs­ werte der Wähler 722 und 727 für das Vorliegen des laufenden Übergangs sind daher w_k-1(b_k = 1)p₁ und w_k-1(b_k = 0)p₁, die die Ausgangs­ werte des ersten Filterabgriffs P₁ sind.

Die Arbeitsvorgänge der Erneuerung des Abgriffswertes unter Verwendung des Fehlerwertes e_k-3 durch den ersten Filterabgriff P₁ sind die gleichen wie sie in Fig. 6 dargestellt sind.

Gemäß Fig. 8 hat das Ausführungsbeispiel des 0ten Filter­ abgriffs P₀ mit verschiedenen Abgriffswerten nach Maßgabe der Datenmuster den folgenden Aufbau. Die Arbeitsprozesse des 0ten Filterabgriffs P₀ sind ähnlich denen des nten Filterabgriffs P_n (n = 2 bis N), der in Fig. 6 dargestellt ist. Der 0te Filterabgriff P₀ gibt jedoch zwei Werte, nämlich w_k(b_k = 1, b_k+1 = 1)p₀ und w_k(b_k = 1, b_k+1 = 0)P₀ aus. Die laufende Zeit basiert dabei auf k.

Die Pufferspeicher p₀(i) (i = 1, . . ., m_0-1, m₀₊₁, . . ., 2^τ+1-1) speichern die Abgriffswerte bezüglich der jeweiligen Muster. Der 0te Abgriffswert p₀(m₀) liegt fest bei 1. m₀ ist ein gegebener fester Wert, der aus den Werten 0 bis 2^τ+1-1 gewählt ist. Ein Anfangswert wird als p₀(i) bezeichnet, (wobei i = 1, . . ., m₀-1, m₀+1, . . ., 2^τ+1-1 ist), wenn das Steuersignal "LOAD" in der Anfangsbetriebsphase anliegt. Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbei­ spiel, das dadurch verwirklicht ist, daß m₀ = 0 gewählt ist. Mit 800 und 805 sind jeweils ein erster und ein 2τ+¹-1ster Puffer­ speicher bezeichnet.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Ab­ griffswert-Wähleinrichtung 510 von Fig. 5 einen Multiplexer 810 zum Wählen eines niedrigeren Abgriffswertes und einen Multiplexer 815 zum Wählen eines höheren Abgriffswertes.

Der Multiplexer 810 zum Wählen eines niedrigeren Abgriffs­ wertes wählt einen Wert unter den niedrigen 2^τ Abgriffswerten p₀(i) (i = 0, . . ., 2^τ-1) über das Muster (b_{k-1 : k-τ}) der Übergangs- Absolutwerte der vergangenen τ Bit. Der Multiplexer 815 zum Wählen des höheren Abgriffswertes wählt einen Wert unter den höheren 2^τ Abgriffswerten p₀(i) (i = 2^τ, . . ., 2^τ+1-1) durch das Muster (b_{k-1 : k-τ}) der Übergangs-Absolutwerte der vergangenen τ Bit.

Der Ausgangswert des Multiplexers 810 zum Wählen des niedri­ geren Abgriffswertes betrifft den Abgriffswert, wenn b_k+1 = 0. Der Ausgangswert des Multiplexers zum Wählen des höheren Abgriffs­ wertes betrifft den Abgriffswert, wenn b_k+1 = 1.

Bei der vorliegenden Erfindung enthält der Multiplikator für den laufenden Übergang von Fig. 5 einen Multiplikator 820 für den laufenden Übergang des niedrigeren Abgriffswertes und einen Multiplikator von 825 für den laufenden Übergang des höheren Abgriffswertes.

Der Multiplikator 820 für den laufenden Übergang des niedri­ geren Abgriffswertes wählt den Ausgangswert des Multiplexers 810 zum Wählen des niedrigeren Abgriffswertes, wenn a_k-1 = 0 und den Wert, der dadurch erhalten wird, daß der Ausgangswert des Multiplexers 810 zum Wählen des niedrigeren Abgriffswertes mit -1 multipliziert wird, wenn a_k-1 = 1 ist. Der Multiplikator 825 für den laufenden Übergang des höheren Abgriffswertes wählt den Ausgangswert des Multiplexers 815 zum Wählen des höheren Abgriffswertes, wenn a_k-1 = ⁰ ist, und den Wert, der dadurch erhalten wird, daß der Ausgangswert des Multiplexers 815 zum Wählen des höheren Abgriffswertes mit -1 multipliziert wird, wenn a_k-1 = 1. Der Multiplikator 820 für den laufenden Übergang des niedrigeren Abgriffswertes und der Multiplikator 825 für den laufenden Übergang des höheren Abgriffswertes führen nämlich dieselbe Operation wie bei einer Multiplikation von x_k, unter der Annahme, daß b_k = 1, mit den Ausgangswerten des Multiplexers 810 zum Wählen des niedrigeren Abgriffswertes und des Multiplexers 815 zum Wählen des höheren Abgriffswertes aus. Der Multiplikator 820 für den laufenden Übergang des niedrigeren Abgriffswertes und der Multiplikator 825 für den laufenden Übergang des höheren Abgriffswertes gaben somit jeweils w_k(b_k = 1, b_k+1 = 1)p₀ und w_k(b_k = 1, b_k+1 = 0)p₀ aus.

Die Arbeitsvorgänge der Erneuerung der Abgriffswerte unter Verwendung des Fehlerwertes e_k-3 durch 0ten Filterabgriff P₀ sind die gleichen wie bei Fig. 6.

Kanaldaten zum Testen der Leistungsfähigkeit der erfindungs­ gemäßen Ausbildung werden wie folgt erzeugt. Das Kanalsignal r_k bezüglich der binären Daten a_k = (+1, -1) und x_k = (a_k-a_k-1)/2, das durch Codieren einer willkürlichen binären Datenfolge auf RLL (0,4/4) erhalten wird, hat eine Form, bei der der Übertragungs­ faktor g_k und die Phase ∈_k des Impulses h(t) durch die Daten beeinflußt werden und das weiße Gaussche Rauschen n_k zuaddiert wird.

wobei der Impuls h(t) gleich ist:

h(t) = [1+(2t/pw₅₀)²]^-1 (30)

wobei pw₅₀ den Wert von 2,5x(9/8) bezeichnet. Die Größe des Rauschens ist wie folgt definiert:

SNR_mfb = E{[h(kT)-h(kT-T)]²}/E{n² _k} (31)

[TABELLE 1] Übertragungsfaktoränderung (γ = 0,6)

[TABELLE 2] Impulsphasenänderung

In Fig. 9 ist die Leistungsfähigkeit einer Bit-Fehlerrate (BER) eines herkömmlichen Linear-Entscheidungs-Rückkopplungs- Ausgleichers und eines RAM-Entscheidungs-Rückkopplungs-Aus­ gleichers dargestellt, wenn τ = 1, und zwar im Vergleich mit dem Fall, in dem τ = 2. Die Voraussage DFE (4, τ = 1) bedeutet, daß die jeweiligen Filterabgriffe vier verschiedene Werte haben und durch den Datenwert eines künftigen Bit und eines ver­ gangenen Bit gewählt werden. Die Voraussage DFE (8, τ = 2) bedeutet, daß die jeweiligen Filterabgriffe acht verschiedene Werte haben und durch den Datenwert eines künftigen Bit und zweier vergangener Bit gewählt werden. Gemäß Fig. 9 ist die Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung wesentlich besser als beim herkömmlichen Verfahren.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, leistungs­ fähig die nichtlineare Verzerrung eines digitalen magnetischen Speicherkanals darzustellen, die durch die Wechselwirkung zwischen benachbarten Daten erzeugt wird, und den Modellfeh­ ler, verglichen mit dem herkömmlichen Modell merklich zu reduzieren, bei dem der Einfluß des künftigen Bit nicht be­ rücksichtigt werden kann, indem der nichtlineare Kanal einer digitalen magnetischen Speichervorrichtung mit hoher Dichte als Übergangsimpulse dargestellt wird, die nach Maßgabe des Musters des Übergangs-Absolutwertes der künftigen ν Bit und der vergangenen τ Bit gewählt werden.

Das Modell, auf dem die vorliegende Erfindung basiert, wird mathematisch eingeführt. Es ist daher möglich, einen optimier­ ten Modellfehler zu erzielen und einen Kompromiß zwischen der Leistungsfähigkeit und der Kompliziertheit des gewünschten Modells und der Ausgleichsvorrichtung in einem gegebenen Kanal dadurch zu erzielen, daß in passender Weise die Werte ν und τ des Modells gewählt werden.

Wenn bei einem Modell, auf dem die vorliegende Erfindung basiert, der Wert ν größer als 1 ist, ist es möglich, die laufenden Daten zu erfassen, nachdem lediglich die laufenden und die künftigen ν Daten erfaßt wurden. Wenn ν = 1, können die laufenden Daten problemlos durch den Schwellenwertdetektor auf der Basis 0 unter Verwendung der Charakteristiken des Kanals und des Modells realisiert werden.

Die Nichtlinearitäts-Ausgleichsvorrichtung gemäß der vor­ liegenden Erfindung kann vollständig adaptiv ausgebildet sein.

Claims (20)

1. Nichtlinearitäts-Ausgleichsvorrichtung zum Erfassen von ursprünglichen Daten a_k von einem Eingangswert r_k, der dadurch erhalten wird, daß Daten reproduziert werden, die über einen Übertragungskanal empfangen oder auf einem Speicherträger aufgezeichnet sind, gekennzeichnet durch
ein Linearfilter zum linearen Filtern des Eingangswertes r_k,
ein musterabhängiges Filter mit 2^τ+ν Abgriffswerten, die durch jeweilige Muster (b_{k-n+ν : k-n+1}, b(_{k-n-1 : k-n-τ}) von Datenübergangs- Absolutwerten künftiger ν Bit und vergangener τ Bit gewählt werden und N Abgriffen p_n(b_{k-n+ν : kn+1}, b(_{k-n-1 : k-n-τ}) zum Ausgeben des Wertes, der dadurch erhalten wird, daß der gewählte Abgriffs­ wert mit dem laufenden Übergang (x_k-n) multipliziert wird,
wobei x_k-n = (a_k-n-a_k-n-1)/2∈{-1, 0}, b_k-n = |x_k-n|∈{0, 1}, b_{k-n-1 : k-n-τ} = (b_k-n-1, b_k-n-2 . . . b_k-n-τ), b_{k-n+ν : k-n+1} = (b_k-n+ν, b_k-n+ν-1 . . . b_k-n+1), n = 0, 1, 2, . . ., N und N eine bestimmte ganze Zahl, nicht kleiner als 1+ν ist, und
einen Detektor zum Bilden eines Fehlerwertes e_k nach der folgenden Gleichung bezüglich aller Kombinationen der laufen­ den und künftigen Datenfolgen (wobei f_m das Linearfilter Daten, die in der Kombination kleinster quadratischer Fehlerwert erzeugt wird, als ursprüng­ liche Daten a_k.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das musterabhängige Filter
einen 0ten Filterabgriff mit 2^τ+1 Abgriffswerten, die durch das Muster (b_k+1, b_{k-1 : k-τ}) der Datenübergangs-Absolutwerte eines künftigen und vergangener τ Bit von einem Bezugszeitpunkt gewählt werden, wobei der Bezugszeitpunkt k ist, um einen Abgriffswert zu wählen, der dadurch erhalten wird, daß die laufenden und künftigen Übergangs-Absolutwerte als (b_k = 1, b_k+1 = 0) und (b_k = 1, b_k+1 = 1) angenommen werden, die jeweils gewählten Abgriffswerte mit dem laufenden Übergang x_k zu multiplizieren und das Ergebnis aus zugeben,
einen ersten Filterabgriff mit 2^τ+1 Abgriffswerten, die durch die Muster (b_k, b_{k-2 : k-1-τ}) der Datenübergangs-Absolutwerte eines künftigen und vergangener τ Bit von einem Bezugszeit­ punkt gewählt werden, wobei der Bezugszeitpunkt k-1 ist, um einen Abgriffswert zu wählen, der dadurch erhalten wird, daß die künftigen Übergangs-Absolutwerte als (b_k = 1) und (b_k = 0) angenommen werden, die jeweiligen gewählten Abgriffswerte mit dem laufenden Übergang x_k-1 zu multiplizieren und das Ergebnis aus zugeben,
zweite bis Nte Filterabgriffe mit 2^τ+1 Abgriffswerten, die durch die Muster (b_k+1-n, b_{k-1-n : k-τ-n}) der Datenübergangs-Absolutwer­ te eines künftigen Bit und vergangener τ Bit von einem Bezugs­ zeitpunkt gewählt werden, wenn der Bezugszeitpunkt k-n ist, um die jeweils gewählten Abgriffswerte mit dem laufenden Übergang x_k-n zu multiplizieren und das Ergebnis aus zugeben, wobei n = 2, . . ., N und N ein bestimmter ganzer Wert gleich oder größer als 2 ist, und
einen Übergangsrechner zum Berechnen der Daten a_k-1 umfaßt, die um eine Taktperiode verzögert sind, und eines Übergangs- Absolutwertes b_k-1, der für den 0ten Filterabgriff bis Nten Filterabgriff benutzt wird, und zwar aus den ursprünglichen Daten a_k, die durch den Detektor erfaßt werden,
wobei der Detektor
einen Addierer für den vergangenen Abgriffswert zum Ad­ dieren der Ausgangswerte des zweiten Filterabgriffs bis Nten Filterabgriffs zueinander,
einen Addierer für den künftigen Abgriffswert zum Addieren des Ausgangswertes des 0ten Filterabgriffs, der erhalten wird, wenn angenommen wird, daß b_k = b_k+1 = 1, des Ausgangswertes des ersten Filterabgriffs, der erhalten wird, wenn angenommen wird, daß b_k = 0 ist, und des Ausgangswertes des ersten Filter­ abgriffs, der erhalten wird, wenn angenommen wird, daß b_k = 0 ist, zueinander, und
einen Schwellenwertrechner umfaßt, um einen Schwellenwert auf der Grundlage von 0 aus dem Wert zu erfassen, der dadurch erhalten wird, daß der Ausgangswert des Addierers für den vergangenen Abgriffswert vom Ausgangswert des Linearfilters abgezogen wird und der Wert, der durch Multiplikation des Ausgangswertes des Addierers für den künftigen Abgriffswert mit 1/2 erhalten wird, von diesem Ergebnis abgezogen wird, und zum Ausgeben des Schwellenwertes.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das musterabhängige Filter weiterhin einen Fehlerwertrech­ ner umfaßt, um einen Fehlerwert e_k-3 zu berechnen, der um drei Taktperioden verzögert ist, indem der Wert, der durch b_k-1 durch Verzögern der beiden Ausgangswerte des ersten Filter­ abgriffs um eine Taktperiode gewählt wird, vom Wert z_k abge­ zogen wird, der dadurch erhalten wird, daß der Ausgangswert des Addierers für den vergangenen Abgriffswert vom Ausgangs­ wert des Linearfilters abgezogen wird, der Wert, der durch b_k-1 und b_k-2 durch Verzögern der beiden Ausgangswerte des 0ten Filterabgriffs um zwei Taktperioden gewählt wird, vom Sub­ traktionsergebnis abgezogen wird und das Ergebnis um eine Taktperiode verzögert wird,
wobei der 0te bis Nte Filterabgriff den Abgriffswert ent­ sprechend dem Übergangs-Absolutwertmuster durch den Fehlerwert korrigieren, der durch drei Taktperioden verzögert und durch den Fehlerwertrechner berechnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsrechner des musterabhängigen Filters
eine erste Verzögerungseinrichtung zum Verzögern der ur­ sprünglichen Daten a_k, die durch den Detektor erfaßt wurden, um eine Taktperiode,
ein Exklusiv-ODER-Glied zum Ausführen einer Exklusiv-ODER- Operation an den ursprünglichen Daten a_k und den um eine Taktperiode durch die erste Verzögerungseinrichtung verzöger­ ten ursprünglichen Daten a_k-1 und
eine zweite Verzögerungseinrichtung zum Berechnen eines Übergangs-Absolutwertes b_k-1, der um eine Taktperiode verzögert ist, indem das Ausgangssignal des Exklusiv-ODER-Gliedes um eine Taktperiode verzögert wird, umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlerwertrechner des musterabhängigen Filters, der einen Pipelineaufbau hat, den Fehlerwert e_k-3 berechnet, der um drei Taktperioden verzögert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlerwertrechner
einen ersten Filterabgriffswertwähler zum Verzögern der beiden Ausgangswerte des ersten Filterabgriffs um eine Takt­ periode und zum Wählen des Ausgangswertes, der erhalten wird, indem b_k = 0 angenommen wird, wenn b_k-1 = 0 ist, und des Ausgangs­ wertes, der erhalten wird, indem b_k = 1 angenommen wird, wenn b_k-1 = 1 ist,
einen zweiten Filterabgriffswertwähler zum Verzögern der beiden Ausgangswerte des 0ten Filterabgriffs um zwei Taktperi­ oden und zum Wählen des Ausgangswertes, der dadurch erhalten wird, daß b_k+1 = 0 angenommen wird, wenn b_k-1 = 0 ist, und des Ausgangswertes, der erhalten wird, indem b_k+1 = 1 angenommen wird, wenn b_k-1 = 1 ist,
einen dritten Filterabgriffswertwähler zum Wählen von 0, wenn b_k-2 = 0 ist, und des Wertes, der vom zweiten Filterab­ griffswertwähler gewählt wird, wenn b_k-2 = 1 ist,
einen ersten Fehlerwertaddierer zum Verzögern des Wertes z_k, der durch Subtrahieren des Ausgangswertes des Addierers für den vergangenen Abgriffswert vom Ausgangswert des Linearfil­ ters erhalten wird, um eine Taktperiode und zum Subtrahieren des Wertes, der vom ersten Filterabgriffswertwähler gewählt wird, von z_k, der um eine Taktperiode verzögert ist, und
einen zweiten Fehlerwertaddierer zum Berechnen des Fehler­ wertes e_k-3, der durch drei Taktperioden verzögert ist, umfaßt, indem der Ausgangswert des ersten Fehlerwertaddierers um eine Taktperiode verzögert wird, der Wert, der vom dritten Filter­ abgriffswertwähler gewählt wird, vom Ausgangswert des ersten Fehlerwertaddierers abgezogen wird, der um eine Taktperiode verzögert ist, und das Subtraktionsergebnis um eine Taktperi­ ode verzögert wird.

7. Musterabhängiges Filter, gekennzeichnet durch einen 0ten bis Nten Filterabgriff mit 2^τ+1 Abgriffswerten, die durch das Muster (b_k+1-n, b_{k-1-n : k-τ-n}) der Datenübergangs-Absolutwerte eines künftigen und vergangener τ Bit gewählt werden und adaptiv durch den Fehlerwert e_k-3 erneuert werden, um den gewählten Abgriffswert mit dem laufenden Übergang x_k-n zu multiplizieren und das Multiplikationsergebnis auszugeben, wobei a_k die ursprünglichen Daten sind, die durch eine Nicht­ linearitäts-Ausgleichsvorrichtung erfaßt werden, x_k-n = (a_k-n-a_k-n-1)/2∈{-1, 0, }, b_k-n = |x_k-n|∈{0, 1}, b_{k-n-1 : k-n-τ} = (b_k-n-1, b_k-n-2 . . . b_k-n-τ), n = 0, 1, 2, . . ., N und N eine bestimmte ganze Zahl, nicht kleiner als 2 ist,
wobei die jeweiligen Filterabgriffe
eine Pufferliste zum Speichern von 2^τ+1 Abgriffswerten, eine Abgriffswert-Wähleinrichtung zum Wählen eines Wertes unter 2^τ+1 Abgriffswerten, die von der Pufferliste, durch das Muster b_k+1-n, b_{k-1-n : k-τ-n}) der Datenübergangs-Absolutwerte eines künftigen und vergangener τ Bit ausgegeben werden,
einen Multiplikator für den laufenden Übergang, um den durch die Abgriffswert-Wähleinrichtung gewählten Abgriffswert mit dem laufenden Übergang x_k-n zu multiplizieren und das Ergebnis aus zugeben, und
eine Abgriffswert-Erneuerungseinrichtung zum Erneuern des Abgriffswertes umfaßt, indem die Abgriffswerte, die durch das Muster (b_k-2-n, b_{k-4-n : k-3-τ-n}) der Datenübergangs-Absolutwerte eines vergangenen und künftiger τ Bit von einem Bezugszeitpunkt gewählt werden, addiert werden, wobei der Bezugszeitpunkt gleich k-3-n ist.

8. Musterabhängiges Filter nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dann, wenn der Bezugszeitpunkt k-3-n ist, die Abgriffswert-Erneuerungseinrichtung
eine Wähleinrichtung für den erneuerten Abgriffswert zum Wählen eines Wertes unter 2^τ+1 Abgriffswerten, die von der Pufferliste, mittels des Musters (b_k-2-n, b_{k-4-n : k-3-τ-n}) der Daten­ übergangs-Absolutwerte der künftigen und vorhergehender τ Daten ab einem Bezugszeitpunkt ausgegeben werden,
eine Zunahme-Abnahmewert-Recheneinrichtung zum Berechnen von µx_k-3-ne_k-3 indem ein Schrittgröße µ, der laufende Datenwert a_k-3-n und der Fehlerwert e_k-3 eingegeben werden, der um drei Taktperioden verzögert ist,
einen Rechner für den erneuerten Abgriffswert zum Berechnen eines erneuerten Abgriffswertes, indem der Abgriffswert, der durch die Wähleinrichtung für den erneuerten Abgriffswert gewählt wird, zu dem Wert addiert wird, der durch die Zunahme- Abnahmewert-Recheneinrichtung berechnet ist, und
eine Wähleinrichtung für den erneuerten Abgriff umfaßt, um einen Pufferspeicher zu bezeichnen, in dem der Abgriffswert, der durch die Pufferliste erneuert wurde, zu speichern ist.

9. Musterabhängiges Filter nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Pufferliste 2 ^τ+1 Pufferspeicher zum Speichern von 2^τ+1 Abgriffswerten umfaßt, wobei jeder Puffer­ speicher
einen ersten Pufferwähler zum Wählen entweder des Ausgangs­ wertes des Pufferspeichers oder des Ausgangswertes des Rech­ ners für den erneuerten Abgriffswert und zwar unter Steuerung der Wähleinrichtung für den erneuerten Abgriff und
einen zweiten Pufferwähler zum Wählen entweder des Aus­ gangswertes des ersten Pufferwählers oder des Anfangswertes des ersten Pufferwählers unter einem Steuersignal "LOAD" umfaßt.

10. Musterabhängiges Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgriffswert-Wähleinrichtung des zweiten Filterabgriffs des Nten Filterabgriffs
einen Multiplexer zum Wählen eines niedrigeren Abgriffs­ wertes, um einen Wert unter den niedrigeren 2^τ Abgriffswerten zu wählen, die von der Pufferliste durch das Muster (b_{k-1-n : k-τ-n}) der Datenübergangs-Absolutwerte der vergangenen τ Bit ausgege­ ben werden,
einen Multiplexer zum Wählen eines höheren Abgriffswertes, um einen Wert unter den höheren 2^τ Abgriffswerten zu wählen, die von der Pufferliste durch das Muster (b_{k-1-n : k-τ-n}) der Daten­ übergangs-Absolutwerte der vergangenen τ Bit ausgegeben wer­ den, und
einen Abgriffswertwähler zum Wählen des Ausgangswertes des Multiplexers zum Wählen des niedrigeren Abgriffswertes, wenn ein künftiger Datenübergangs-Absolutwert b_k+1-n gleich 0 ist, und des Ausgangswertes des Multiplexers zum Wählen des höheren Abgriffswertes, wenn b_k+1-n gleich 1 ist, umfaßt.

11. Musterabhängiges Filter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Multiplikator für den laufenden Über­ gang des zweiten Filterabgriffs bis Nten Filterabgriffs
einen Codewähler zum Wählen des Ausgangswertes der Ab­ griffswert-Wähleinrichtung, wenn a_k-1 = 1 ist, und des Wertes, der dadurch erhalten wird, daß der Ausgangswert der Abgriffs­ wert-Wähleinrichtung mit -1 multipliziert wird, wenn a_k-n = 0 ist,
und einen Wähler für das Vorhandensein eines laufenden Überganges umfaßt, um den Ausgangswert des Codewählers, wenn b_k-n = 1 ist, und 0 zu wählen, wenn b_k-n = 0 ist, und den gewählten Wert auszugeben.

12. Musterabhängiges Filter nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abgriffswert-Wähleinrichtung des ersten Filterabgriffs
einen Multiplexer zum Wählen eines niedrigeren Abgriffs­ wertes, um einen Wert unter den niedrigeren 2^τ Abgriffswerten zu wählen, die von der Pufferliste durch das Muster (b_{k-2 : k-τ-1}) der Datenübergangs-Absolutwerte der vergangenen τ Daten ausge­ geben werden, und
einen Multiplexer zum Wählen eines höheren Abgriffswertes umfaßt, um einen Wert unter den höheren 2^τ Abgriffswerten zu wählen, die von der Pufferliste durch das Muster (b_{k-2 : k-τ-1}) der Datenübergangs-Absolutwerte der vergangenen τ Daten ausgegeben werden, und
der Multiplikator für den laufenden Übergang des ersten Filterabgriffs
einen Multiplikator für den laufenden Übergang des niedri­ geren Abgriffswertes zum Multiplizieren des Abgriffswertes, der vom Multiplexer zum Wählen des niedrigeren Abgriffswertes gewählt wird, mit dem laufenden Übergang x_k-1 und zum Ausgeben des Multiplikationsergebnisses und
einen Multiplikator für den laufenden Übergang des höheren Abgriffswertes umfaßt, um den Abgriffswert, der vom Multiple­ xer zum Wählen des höheren Abgriffswertes gewählt wird, mit dem laufenden Übergang x_k-1 zu multiplizieren und das Multipli­ kationsergebnis auszugeben,
wobei der Multiplikator für den laufenden Übergang des niedrigeren Abgriffswertes und der Multiplikator für den laufenden Übergang des höheren Abgriffswertes Ausgangssignale liefern, die dadurch erhalten werden, daß angenommen wird, daß b_k = 0 und b_k = 1 ist.

13. Musterabhängiges Filter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Multiplikator für den laufenden Über­ gang des niedrigeren Abgriffswertes und der Multiplikator für den laufenden Übergang des höheren Abgriffswertes des ersten Filterabgriffs
einen Codewähler zum Wählen eines Eingangswertes, wenn a_k-1 = 1 ist, und des Wertes, der durch Multiplikation des Eingangs­ wertes mit -1 erhalten wird, wenn a_k-1 = 0 ist, und
einen Wähler für das Vorliegen eines laufenden Überganges umfaßt, um den Ausgangswert des Codewählers, wenn b_k-1 = 1 ist, und 0 zu wählen, wenn b_k-1 = 0 ist, und den gewählten Wert auszu­ geben.

14. Musterabhängiges Filter nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abgriffswert-Wähleinrichtung des 0ten Filterabgriffs
einen Multiplexer zum Wählen eines niedrigeren Abgriffs­ wertes, um einen Wert unter den niedrigeren 2^τ Abgriffswerten zu wählen, die von der Pufferliste durch das Muster (b_{k-1 : k-τ}) der Datenübergangs-Absolutwerte der vergangenen τ Bit ausgege­ ben werden, und
einen Multiplexer zum Wählen eines höheren Abgriffswertes umfaßt, um einen Wert unter den höheren 2^τ Abgriffswerten zu wählen, die von der Pufferliste durch das Muster (b_{k-1 : k-τ}) der Datenübergangs-Absolutwerte der vergangenen τ Bit ausgegeben werden,
wobei der Multiplexer zum Wählen eines niedrigeren Ab­ griffswertes und der Multiplexer zum Wählen eines höheren Abgriffswertes Ausgangswerte liefern, die erhalten werden, indem angenommen wird, daß b_k = 1 und b_k+1 = 0 und b_k = 1 und b_k+1 = 1 sind.

15. Musterabhängiges Filter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn ein bestimmter Wert, der unter den Werten 0 bis 2^τ+1-1 gewählt wird, gleich m₀ ist, der m₀te Abgriffswert p₀(m₀) in der Pufferliste des 0ten Filterabgriffs auf 1 festgelegt ist.

16. Musterabhängiges Filter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Multiplikator für den laufenden Über­ gang des niedrigeren Abgriffswertes und der Multiplikator für den laufenden Übergang des höheren Abgriffswertes des 0ten Filterabgriffs einen Eingangswert, wenn a_k-1 = 0 ist, und den Wert ausgeben, der dadurch erhalten wird, daß der Eingangswert mit -1 multipliziert wird, wenn a_k-1 = 1 ist.

17. Nichtlinearitäts-Ausgleichsvorrichtung zum Erfassen ursprünglicher Daten a_k von einem Eingangswert r_k, der dadurch erhalten wird, daß Daten reproduziert werden, die über einen Übertragungskanal empfangen werden oder auf einem Speicherträ­ ger aufgezeichnet sind, gekennzeichnet durch
ein Linearfilter zum linearen Filtern des Eingangswertes r_k,
ein musterabhängiges Filter mit 2^{τ + ν +1} Abgriffswerten, die durch die jeweiligen Muster (b_{k-n+ν : k-n+1}, b_{k-n-1 : k-n-τ}) der Datenüber­ gangs-Absolutwerte der künftiger ν Daten, des laufenden einen Datenwertes und der vergangenen τ Daten gewählt werden, und N Abgriffen p_n(b_{k-n+ν : k-n+1}, b(_{k-n-1 : k-n-τ}) zum Ausgeben des Wertes, der dadurch erhalten wird, daß ein gewählter Abgriffswert mit dem laufenden Übergang (x_k-n) multipliziert wird, wobei x_k-n = (a_k-n­ a_k-n-1)/2∈{-1, 0, 1}, b_k-n = |x_k-n|∈{0, 1}, b_{k-n-1 : k-n-τ} = (b_k-n-1, b_k-n-2 . . . b_k-n-τ), b_{k-n+ν : kn+1} = (b_k-n+ν, b_k-n+ν-1 . . . b_k-n+1), c_k-n gleich 1 ist, wenn a_k<0 ist, und in allen anderen Fällen gleich 0 ist, n = 0, 1, 2, . . ., N und N eine bestimmte ganze Zahl, nicht kleiner als 1+ν ist, und
einen Detektor zum Bilden eines Fehlerwertes e_k nach der folgenden Gleichung bezüglich aller Kombinationen von laufen­ den und künftigen Datenfolgen
(wobei f_m das Linearfilter ist), und zum Erfassen der laufenden Daten, die in der Kombination angenommen werden, die den kleinsten quadratischen Fehlerwert erzeugt, als ursprüng­ liche Daten a_k.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das musterabhängige Filter
einen 0ten Filterabgriff mit 2^{τ +2} Abgriffswerten, die durch das Muster (b_k+1, c_k, b_{k-1 : k-τ}) der Datenübergangs-Absolutwerte eines künftigen und vergangener τ Bit von einem Bezugszeitpunkt - gewählt werden, wobei der Bezugszeitpunkt k ist, um einen Abgriffswert zu wählen, der dadurch erhalten wird, daß die laufenden und künftigen Übergangs-Absolutwerte als (b_k = 1, b_k+1 = 0) und (b_k = 1, b_k+1 = 1) angenommen werden, die jeweiligen Abgriffs­ werte mit dem laufenden Übergang x_k zu multiplizieren und das Ergebnis auszugeben,
einen ersten Filterabgriff mit 2^{τ +2} Abgriffswerten, die durch das Muster (b_k, c_k-1, b_{k-2 : k-1-τ}) der Datenübergangs-Absolut­ werte eines künftigen und vergangener τ Bit von einem Bezugs­ zeitpunkt gewählt werden, wenn der Bezugszeitpunkt gleich k-1 ist, um einen Abgriffswert zu wählen, der dadurch erhalten wird, daß die künftigen Übergangs-Absolutwerte als (b_k = 1) und (b_k = 0) angenommen werden, die jeweiligen gewählten Abgriffs­ werte mit dem laufenden Übergang x_k-1 zu multiplizieren und das Ergebnis anzugeben,
einen zweiten bis Nten Filterabgriff mit 2^{τ +2} Abgriffswer­ ten, die durch die Muster (b_k-1-n, c_k-n, b_{k-1-n : k-τ-n}) der Datenüber­ gangs-Absolutwerte eines künftigen Bit und vergangener τ Bit von einem Bezugszeitpunkt gewählt werden, wenn der Bezugs­ zeitpunkt k-n ist, um die jeweils gewählten Abgriffswerte mit dem laufenden Übergang x_k-1 zu multiplizieren, und das Ergebnis auszugeben, wobei n = 2, . . ., und N und N eine bestimmte ganze Zahl wenigstens gleich 2 ist, und
einen Übergangsrechner, um Daten a_k-1, die um eine Takt­ periode verzögert sind, und einen Übergangs-Absolutwert b_k-1 zu berechnen, der für den 0ten Filterabgriff bis Nten Filter­ abgriff verwandt wird, und zwar aus den ursprünglichen Daten a_k, die durch den Detektor erfaßt wurden,
und daß der Detektor
einen Addierer für den vergangenen Abgriffswert zum Ad­ dieren der Ausgangswerte des zweiten Filterabgriffs bis Nten Filterabgriffs,
einen Addierer für den künftigen Abgriffswert zum Addieren des Ausgangswertes des 0ten Filterabgriffs, der unter der Annahme erhalten wird, daß b_k = b_k+1 = 1 ist, des Ausgangswertes des ersten Filterabgriffs, der unter der Annahme b_k = 0 erhalten wird, und des Ausgangswertes des ersten Filterabgriffs, der unter der Annahme b_k = 1 erhalten wird, und
einen Schwellenwertrechner umfaßt, um einen Schwellenwert auf der Grundlage des Wertes 0 von dem Wert zu erfassen, der dadurch erhalten wird, daß der Ausgangswert des Addierers für den vergangenen Abgriffswert vom Ausgangswert des Linearfil­ ters abgezogen wird und der Ausgangswert des Addierers für den künftigen Abgriffswert von diesem Ergebnis abgezogen wird, und den Schwellenwert auszugeben.

19. Verfahren zum Erfassen ursprünglicher Daten a_k von einem Eingangswert r_k, der durch Reproduzieren von Daten erhalten wird, die über einen Übertragungskanal empfangen werden oder auf einem Speicherträger aufgezeichnet sind, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Bilden von
durch lineares Filtern des Eingangs­ wertes r_k,
Bilden von
von bereits be­ kannten Daten, wenn ein Filterabgriff mit 2^τ+1 Abgriffswerten, die durch das Muster (b_k+1-n, b_{k-1-n : k-τ-n}) der Datenübergangs-Ab­ solutwerte eines künftigen Bit und vergangener τ Bit von einem Bezugszeitpunkt gewählt werden, wenn der Bezugszeitpunkt k-n ist, um den gewählten Abgriffswert mit dem laufenden Übergang x_k-n zu multiplizieren, gleich p_n(b_k-n+1, b_{k-n-1 : k-n-τ}) ist, wobei x_k-n = (a_k-n-a_k-n-1)/2∈{-1, 0, 1}, b_k-n = |x_k-n|∈{0, 1}, b_{k-n-1 : k-n-τ} = (b_k-n-1, b_k-n-2 . . . b_k-n-τ), n = 0, 1, 2, . . ., N und N eine bestimmte ganze Zahl, nicht kleiner als 2^ν ist,
Bilden eines Zwischenwertes T_k zwischen dem Ausgangswert der Filterabgriffe p₁ und p₀, wenn der Übergang fortlaufend in dem einen laufenden und künftigen Bit (b_k = b_k+1 = 1) erzeugt wird, und dem Ausgangswert der Filterabgriffe p₁ und p₀, wenn der Übergang nicht laufend erzeugt wird, und
Erfassen der ursprünglichen Daten a_k, indem a_k als +1 für z_k-T_k gleich oder größer als 0 und als -1 bestimmt wird, wenn a_k kleiner als 0 ist.

20. Verfahren zum Erfassen ursprünglicher Daten a_k von einem Eingangswert r_k, der dadurch erhalten wird, daß Daten reproduziert werden, die über einen Übertragungskanal empfan­ gen werden oder auf einem Speicherträger aufgezeichnet sind, gekennzeichnet durch die Schritte:
Bilden von
durch lineares Filtern des Eingangs­ wertes r_k,
Bilden von
von bereits bekannten Daten, wenn ein Filterabgriff mit 2^τ+2 Abgriffswer­ ten, die durch das Muster (b_k+1-n, c_k-n, b_{k-1-n : k-τ-n}) der Datenüber­ gangs-Absolutwerte eines künftigen Datenwertes, eines laufen­ den Datenwertes und vergangener τ Datenwerte von einem Bezugs­ zeitpunkt ausgewählt werden, wenn der Bezugszeitpunkt k-n ist, um den gewählten Abgriffswert mit dem laufenden Übergang x_k-n zu multiplizieren, gleich p_n(b_k-n+1, c_k-n, b_k-n-1:k-n-τ) ist, wobei x_k-n = (a_k-n-a_k-n-1)/2 ∈ {-1, 0, 1}, b_k-n = |x_k-n| ∈ {0, 1}, b_{k-n-1 : k-n-τ} = (b_k-n-1, b_k-n-2 . . . b_k-n-τ), c_k-n gleich 1 ist, wenn a_k<0 ist, und in allen anderen Fällen gleich 0 ist, n = 0, 1, 2, . . ., N und N eine bestimmte ganze Zahl, nicht kleiner als 2ν ist,
Bilden eines Zwischenwertes T_k zwischen dem Ausgangswert der ersten Filterabgriffe p₁ und p₀, wenn der Übergang fort­ laufend im laufenden und künftigen Bit (b_k = b_k+1 = 1) erzeugt wird, und des Ausgangswertes der Filterabgriffe p₁ und p₀, wenn der Übergang nicht fortlaufend erzeugt wird, und
Erfassen der ursprünglichen Daten a_k, indem a_k als +1, wenn z_k-T_k gleich oder größer als 0 ist, und als -1 bestimmt wird, wenn a_k kleiner als 0 ist.