DE2147254A1 - Datenfehlerdetektor für die Bestimmung der Fehlerrate vor der Entzerrung - Google Patents

Description

PATENTANWALT

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Schneckenh_o;sir.2/.rel.oi7079 20. September 1971

Gzs/pn

Automatic Electric Laboratories, 400 North Wolf Road,

Northlake, Illinois, U. S.A,

Datenfehlerdetektor für die Bestimmung der Fehlerrate vor

der Entzerrung

Die Erfindung Betrifft die Fehlerfeststellung bei Datenübertragungssystemen und mehr im einzelnen die Fehlerfeststellung bei Datenübertragungssystemen, die ein transversales Filter am Empfänger enthalten, um die Amplituden- und Phasenverzerrungen des Übertragungsmediums zu korrigieren.

Das Problem der Übertragung von Datensignalen über gestörte oder verzerrte Übertragungskanäle in einer zuverlässigen V/eise ist bedeutend. Viele Verfahren wurden angewendet, um diese verlässliche Übertragung zu erreichen. Da der wesentliche Schwerpunkt auf der Genauigkeit der Daten liegt,

die am Empfänger aufgenommen werden, wurden bemerkenswerte Bemühungen auf die Entwicklung von Wegen gerichtet, um Fehler zu entdecken, die in den Übertragungskanal eingeführt wurden. Die Entwicklung von fehlerverbessernden Coden und ihre Verwendung in Datensystemen ist ein bekannter Weg, durch den die Verlässlichkeit von Übertragungen verbessert wurde. Andere Systeme verwenden Parität-Bits, um

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die Entdeckung von Code-Gruppen zu ermöglichen, die Fehler enthalten, und in Verbindung mit solcher Fehlerfeststellung kann eine Bitte zur Neuübertragung ausgelöst werden. Diese Verfahren sind ebenfalls wohl bekannt. Während derartige Verfahren die Verlässlichkeit der Wiedererlangung von übertragenen Daten verbessern, neigen sie doch dazu, die Durchflußrate negativ zu beeinflußen, d.h. die tatsächliche " Durchflußrate an Informationen.

Für höhere Datenübertragungsraten erfordert eine verlässliche Übertragung über normale Kommunikationskanäle die Entzerrung von Amplitude und Phasenverzerrungen des Kanals. Die Entzerrung von Phasenverzerrungen ist am leichtesten im Zeitbereich zu erreichen, und transversale Filter mit manueller, automatischer oder adaptiven Anpassungen wurden für diesen Zweck entwickelt. Derartige Filter liefern nicht nur, wenn . sie richtig an den Kommunikationskanal angepasst sind, die notwendige Entzerrung für die Phasencharakteristik des Kanals, sondern entzerren auch Veränderungen in der Dämpfung. Weiterhin miniroali.süatdas transversale Filter die Effekte von weißem Kauschen (random noise) im Sinne der mittleren Quadrate, vorausgesetzt, daß der Entzerrer-Algorithmus den mittleren quadratischen Fehler minimalisiertwDaher wird eine nahezu fehlerfreie Wiedergewinnung der Dateninformationen geliefert.

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Impulsrauschen, das einen Impuls oder eine Serie von Impulsen entstellt, wird normalerweise durch das Filter nicht korrigiert. Weiterhin kann Phasenzittern ausreichend schwerwiegend sein, um Fehler in der Wiedergewinnung dor Datensignale zu erzeugen. Die Geräusch- und Zitterprobleme werden meistens praktisch beseitigt, indem eine Schaltung

/der
gewählt wird, bei eine festgelegte Linie für die Übertragung der Daten reserviert ist. In derartigen Anwendungen körinen manuell*anpassbare Transversalfilter verwendet werden, da die Filiter a» die nominellen Leitungscharakteristiken angepasst v/erden können. Die endgültige Anpassung kann daher vor der Übertragung des Datenstromes erreicht werden. Wenn Datenströme von langer Zeitdauer verwendet werden, ist es möglich, daß der Entzerrer die Veränderungen in der Leitungscharakteristik, die auftreten können, nicht mehr kompensiert. Es ist daher wichtig, eine Anzeige der Fehlerrate zu haben, so daß eine Neuanpassung erfolgen kann, bevor die Fehlerrate zu hoch wird.

Während Datenschaltungen mit zugeteilten Schaltungen in großem Umfang verwendet werden, haben die Kosten der Verwendung derartiger Schaltungen den Wunsch für Übertragungssysteme mit höheren Datengeschwindigkeiten wach werden lassen, genauso wie die Fähigkeit, diese Datensysteme mit höherer Geschwindigkeit über ein geschaltetes Telefonnetzwerk zu verwenden. Die Verwendung von geschalteten Netzwerken erlaubt eine Reduzierung der Schaltkreiskosten des Übertragungsmediums

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und verbessert die.Flexibilität des Datennetzwerkes. Unglückerlicherweise erlauben nicht alle Kanäle des geschalteten Netzwerkes eine Datenübertragung mit hoher Geschwindigkeit. _f ' Entweder Phasenverzerrungen, Phasenzittern oder Impulsgeräusche oder irgendeine Verbindung dieser verschlechternden Faktoren kann im ausreichenden Maße vorhanden sein, um nicht tragbare Fehlerraten zu erzeugen. Dies kann trotz der Verwendung der besten anpassbaren transversalen Filtermethoden der Fall sein. Es ist daher sehr erstrebenswert, zu wissen, welche

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Fehlerrate vor der Verzerrung vorhanden ist, um festzustellen,* ob der Schaltkreis für die Übertragung verwendet werden kann. Weiterhin ist es oft erstrebenswert, laufend zu wissen, welche Fehlerrate vor der Entzerrung vorhanden ist, da es möglich ist, daß die- Fehlerrate vor der Entzerrung die Fähigkeiten des transversalen Entzerrers überschreitet.

Der Entzerrungsbereich eines transversalen Entzerrers hängt davon ab, ob er manuelle oder adaptive Entzerrungsmethoden

/oder nicht,
anwendet'und ob er moderne Techniken oder digitale adaptive

/oder nicht.
Entzerrungen benutzt, Bei einem manuellen Entzerrer können Fehlerraten von ungefähr 5% mit dem Entzerrer korrigiert

/bei
werden, während'digitalenadaptivenMethoden Fehlerraten bis zu 25% innerhalb der Entzerrungsfähigkeit des Entzerrers liegen. Immer, wenn Fehler in den nicht entzerrten Signalen den Entzerrungsbereich des Entzerrers überschreiten, erhält ein Vergleicher Eingangssignale von dem nicht entzerrten

ι- ;

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Eingang und von dem nunmehr nicht entzerrten Ausgang des transversalen Entzerrers, und diese zwei Signale würden psuedo-statistischer Natur sein. Die dann angezeigte Fehlerrate würde daher 50% anstatt 100% Fehlerrate annähern,.

Ein Verfahren, bei dem die Fehlerrate vor der Entzerrung und die Fehlerrate nach der Entzerrung bei einem adaptiven Entzerrer gemessen werden kann, ist in einer Schrift beschrieben, die den Titel "Decision-Directed Digital Adaptive Equalization Technique for High-Speed Data Transmission" hat und durch einen der Anmelder, Adam Lender, anlässlich der IEEE International Communication Conference vorgestellt wurde, die in San Francisco am 8., 9. und 10. Juni 1970 abgehalten wurde. Diese Schrift ist in Band I auf den Seiten 4-18 bis 4-29 des Conference Record veröffentlicht. Insbesondere ist die Methode zur Fehlerfeststellung schematisch in Fig. 5 auf Seite 4-26 gezeigt und unter dem Untertitel "The Experimental Performance" diskutiert, die auf der Seite 4-20 beginnt. Während die Fehlerraten vor der Entzerrung festgestellt werden können, ist es offensichtlich, daß defr binäre DateneingSng des Datenübertragers dem Komparator zur Verfügung gestellt werden muß, . um die Fehlerrato vor der Entzerrung und die Fehlerrate nach der Entzerrung für den adaptiven Entzerrer festzustellen. Während dies in einem Laboratorium praktikabel ist, ist dieses verhältnismäßig unpraktikabel in einem arbeitenden System. Man könnte begreiflicherweise die Übertragung des binären

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Dateneinganges über einen getrennten Kominunikationskanal in Betracht ziehen; jedoch ist ein solches Verfahren nicht nur kostspielig, sondern würde auch nicht sicherstellen, daß die binären Daten, die von der Übertragungsendstelle empfangen wurden, fehlerfrei sind, da sie ebenfalls über eine Kommunikationsvorrichtung übertragen werden müssen, die Fehler in den Datenstrom einführen könnte. Diese Laboratoriumstechnik hat den Vorteil, daß sie nicht die Datendttrchflußrate vermindert und daß sie verhältnismäßig einfach i§t, aber sie leidet unter der Tatsache, daß sie Ψ nicht in einem arbeitenden System angewendet werden kann.

Es wurde durch die Erfinder festgestellt, daß die Fehlerrate vor der Entzerrung eng approximiert werden konnte, indem der entzerrte Ausgang des Transversalentzerrers als ein Vergleichssignal anstelle der ursprünglichen binären Daten,

/wird

die dem Übertragereingang zugeführt werden, verwendet. Dadurch werden die gewünschten Vorteile der Einfachheit, Wirtschaftlichkeit und Aufrechterhaltung der Durchflußrate erhalten und die Fehlerrate vor der Entzerrung wird aufgrund von Informationen am empfangenen Ende des Systems gewonnen.

Entsprechend ist es ein Ziel dieser Erfindung, ein Verfahren zur Fehlerermittlung zu liefern, das verhältnismäßig einfach und billig ist, und doch eine Reduzierung der Datendurchflußrate nicht erforderlich macht.

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Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, ein Verfahren zur Fehlererkennung zu liefern, das auf Informationen beruht, die erhalten oder abgeleitet werden am empfangenden Ende des Systems.

Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die ursprüngliche Fehlerrate vor der Entzerrung des empfangenen Datensignals zu ermitteln. Daher ist der Zustand der Übertragungsvorrichtung bekannt. Am Anfang der Übertragung des Datenstromes, wenn die Fehlerrate zu hoch ist, kann eine andere Vorrichtung ausgewählt werden.

Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, die Fehlerrate vor der Entzerrung dauernd festzustellen· Für den Fall einer bedeutsamen Änderung in den Übertragungseigenschaften der Vorrichtung ist es wünschenswert, zu wissen, welchen Effekt

/während

dieses auf die Fehlerrate: der .übertragung des Datenstromes hat.

Dies und andere Ziele der vorliegenden Erfindung sind in einer besonderen Ausführungsform dargestellt, die Teile des Entzerrers, genauso wie des Fehlerfeststellungs- und Fehleranzeigeapparates am Empfänger enthält· Der Transversal-Filterausgang wird verwendet als ein Vergleich, und dieser Vergleich wird an einen Eingang eines Vergleichers angelegt, Solange wie die Eigenschaften des Systems innerhalb des Entzerrungsbereichs des jeweiligen Entzerrers liegen, sollte

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der entzerrte Ausgang im wesentlichen fehlerfrei sein. Zufällige Störungen v/erden jedoch gelegentlich Fehler verursachen, doch sind diese normalerweise unbedeutend. Die Größe der unverzerrten Datensignale wird erhalten und zu einem anderen Eingang des Vergleichers geführt. Der Vergleicher entdeckt jede Differenz zwischen diesen Eingangssignalen als Fehler, und wo solche Differenzen auftreten, liefert der Vergleicher ein Ausgangsfehlersignal. Dieses Signal wird einem Fehleranzeiger zugeführt, der eine Alarmglocke läuten kann, wenn die Anzahl der

" Fehler eine vorbestimmte Anzahl überschreitet. Sollte der Entzerrungsbereich überschritten werden, entweder wegen der eingegebenen schlechten Qualität des Übertragungsmediums, oder wegen einiger Änderungen in den Eigenschaften des Übertragungsmediums, kann es vorkommen, daß der Entzerrer nicht alle durch das Übertragungsmedium eingeführten Fehler korrigiert. In diesem Falle liefert der Vergleicherausgang keinen richtigen Vergleich, und es ist gleich wahrscheinlich, daß der Ausgang gleich oder verschieden gegenüber dem unverzerrtenEingang ist. Unter diesen Bedingungen wird normalerweise eine Fehlerrate, die den Entzerrungsbereich überschreitet, angezeigt. ,.

Es wurde gezeigt, daß ein transversales Filter oder Entzerrer Fehler auf Null reduziert, die aufgrund von Amplituden oder Phasenverzerrungen in der Übertragungsvorrichtung entstehen, wenn diese Verzerrungen innerhalb aes Entzerrungs-

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bereichs dos transversalen Filters liegen, üer entzerrte Ausgang wird als ein Vergleich verwendet und an den Eingang eines Vergleichers angelegt. Die nicht entzerrten Datensignale werden mit dem anderen Eingang des Vergleichers verbunden und der Vergleicher erzeugt ein Fehlersignal an seinem Ausgang, sobald ein Fehler auftritt. Das Fehlersignal betätigt einen Anzeiger, wie z.B. einen Pulszähler, und liefert damit Bit für Bit Fehleranzeigen.

* t

V/eitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten

■ ι *

der Erfindung ergeben sich aus der beiliegenden Darstellung eines Ausführungsbeispiels sowie aus der folgenden Beschreibung.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Fehlerfeststellungssystems entsprechend der Erfindung, bei dem die nicht entzerrten Signalteile direkt von der nicht entzerrten Eingangsleitung des Empfangspfades genommen werden;

F4,g. 2 ein Blockdiagramm einer Ausftihrungsform eines Fehlerfeststellungssyatems entsprechend der Erfindung, bei dem der nicht entzerrte Signalton von dem Hauptanzapfpunkt eines Analogfilters genommen wird, das eine angezapfte Verzögerungsleitung während des Entzerrungsverfahrens verwundet, und

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Fig. 3 ein Blockdiagramm eines Fehlerfeststellungssystems entsprechend der Erfindung, bei dem ein Digitalfilter für das Entzerrungsverfahren verwendet wird.

Ein Datensignal in binärer, vielpegel oder correlativer Form läuft als ein nicht entzerrter Eingang auf,Leitung 1 des Empfangsweges und wird dem Transversalfilter 3 über die Verbindung 2 und der Verzögerung 8 über die Leitung 7

■ » *

^w zugeführt, wie in Fig. 1 dargestellt.

In dem Transversalfilter 3 wird das nicht entzerrte Datensignal korrigiert, um Phasen- und Amplitudenverzerrungen des Übertragungskanals zu kompensieren, und wird dann in dem Dekoder dekodiert, um einen binären Ausgang an der Leitung 5 zu liefern, der ein entzerrtes binäres Ausgangssignal ist. Das nicht entzerrte Signal, das mit dem entzerrten Ausgangssignal zu vergleichen ist, tritt in den Detektor 11 über die Leitung 10 von der Verzögerung 8 ein. Die Verzögerung 8 ist erforderlich, damit die Signale beim Vergleicher 14 in der richtigen Zeitfolge eintreffen. Diese Verzögerung ist immer bekannt und liegt fest. Es passt die Verzögerung des Entzerrers und Dekoders an dem Empfangende an. Der Detektor 11 muß die nicht entzerrten Eingangssignale in ihre binären Äquivalente umwandeln, um sie auf digitaler Biusiii über die Leitung 13 dom Vergleicher 1-1 zuzuführen.

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In dem Vergleicher'werden die zwei Signale, nämlich das eine entzerrte und das andere nicht entzerrte, verglichen, um festzustellen, ob sie beide binäre Einsen oder binäre Nullen sind, und wenn die zwei Signale gleich sind, gibt es keinen Ausgang an der Leitung 18 und daher keine Anzeige eines Fehlers im Fehleranzeiger 19. Sollte ein Fehler auftreten, würde der Vergleicher 14 eine Fehlersignalanzeige der Leitung 18 liefern, die einpn Fehleranzeiger 19 veranlassen würde, daß Auftreten eines Fehlers anzuzeigen. Das Ergebnis des Vergleichs des nicht entzerrten und des entzerrten binären Signals ist eine Bit für Bit Fehlerratenanzeige vor der Entzerrung oder eine Anzeige der ursprünglichen Fehlerrate, vorausgesetzt, daß das System mit Hilfe eines transversalen Filters entzerrt wird.

In der Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 2 gezeigt ist, sind die Teile, die ähnlich zu der der Fig. 1 sind, mit der gleichen Basiszahl versehen, aber es ist ein Strich hinzugefügt, um diese Teile der Fig. 2 von denen der Fig.l zu unterscheiden. Zum Beispiel wird der nicht entzerrte Eingang in der Fig. 2 über die Leitung I¹ zugeführt. Das transversale Filter 3^T ist aus einer angezapften Verzögerungsleitung 21 zusammengesetzt, die fünf Anzapfungen besitzt, die mit der Basiszahl 23 und zusätzlichen Buchstaben versehen sind, um die verschiedenen Anzapfungen zu identifizieren. Zum Beispiel ist die erste Anzapfung 23A, die Hauptanzapfung 23C und die Endanzapfung 23E. Für alle Anzapfungen, bis auf

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die Ilauptanzapfung, ist es wohl bekannt, daß Dämpfer verwendet Averden, um den Ausgang dieser Anzapfungen so anzupassen, daß die Eingänge der Summenschaltung in geeigneter

/werden
V/eise addiert, um Phasen- und Amplitudenverzerrungen des Signals, die durch den Kommunikationskanal verursacht wurden, zu korrigieren. Die Sumraenschaltung 27 des vorliegenden Filters hat einen Ausgang 5*, der unteriiormalen Umständen durch das Filter entzerrt sein würde. In dieser Ausführungsform wird das nicht entzerrte Datensignal von der Hauptanzapfung des transversalen Filters am Ver-" bindungspunkt 25 über die Leitung 26 dem Detektor 11* zugeführt. Während die nicht entzerrten Datensignale ebenfalls von dem Eingang des Transversalfilters genommen werden könnten, würde dies die Verwendung eines getrennten Zeitverzögerungsnetzwerkes, wie z.B. das bei 8 in Fig. 1 illustrierte, erfordern. In dem die nicht entzerrten Datensignale von der Hauptanzapfung der Verzögerungsleitung 21 genommen werden, ist ein getrenntes Zeitverzögerungsnetzwerk nicht erforderlich, da die gewünschte Zeitverzögerung

durch die Verzögerungsleitung eingeführt wird. Der Detektor muß die Signale zu binären Signalen umwandeln, und sie aufspalten, um einen binären Ausgang der Leitung 13· zu liefern, die den nicht entzerrten Signaleingang des Komparators 14' liefert. Derartige Detektoren sind dem Fachmann wohl bekannt zur Änderung von vielpegel und korrelativen Leitungssignalen in ihre binären .Äquivalente. In diesem Beispiel kann der

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Komparator ein Ausschließungs-ODER-Gatter sein, daß bei 15 innerhalb des Komparators 14* gezeigt ist. Der zweite Eingang des Vergleichers 14* kommt von dem entzerrten Ausgang über die Leitung 5·, der über die Leitung 16* dem Vergleicher 14^f zugeführt wird. Die Wahrheitstafel für ein Exklusiv-ODER-Gatter zeigt, daß ein Ausgang immer dann auftritt, wenn die zwei Eingangssignale ungleich sind, und daß kein Ausgang auftritt, wenn die Eingangssignale gleich sind. Der Fehleranzeiger 19' ist mit dem Ausgang des Exklusive-büER-Gatters 15 über die Leitung 18' verbunden, und dieser Fehleranzeiger liefert eine Bit für Bit Fehleranzeige, sobald ein Fehlersignal auftritt.

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 gezeigt. In diesem Fall ist das Transversalfilter vom digitalen Typ. Transversalfilter können entweder analog oder digital sein. Ein digitaler adaptiver Entzerrer ist in der US-Anmeldung mit der Nummer S.N, 24,791 und dem Titel '¹A Digital Adaptive Equalizer System" beschrieben, die am 1. April 1970 angemeldet wurde. In diesem digitalen adaptiven Entzerrer wird das einfallende nicht entzerrte Datensignal zu PAM-Abtastungen im Abtaster 28 umgesetzt, die PAM-Abtastungen werden dann quantisiert, um binäre Darstellungen der Signalamplituden zu erhalten, und die quantisierten Signalabtastungen werden digital in einer binären arithmetischen Einheit verarbeitet, wie sie in Blockform bei 42 gezeigt ist. Eine 'derartige binäre arithmetische Einheit kann verschiedene Formen annehmen.

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In der angegebenen -Patentanmeldung werden die quantisierten Signale über Multiplexgatter Schieberregistern zugeführt, eines für jede Ziffer der quantisierten Abtastungen, Die ütufenanzahl der Schieberregister entspricht der Anzahl der Anschlüsse der Verzögerungsleitung eines Transversalfilters, das eine angezapfte Verzögerungsleitung verwendet. Weiterhin liefert die Verbindung der Stufen des Abtastens, Quantisierens, Multiplexierens und Schieberregister-Abspeicherns ein Äquivalent für die angezapfte Verzögerungsleitung des herkömmlichen Analog- * filters. Der Ausgang des Hauptanzapfpunktes der angezapften Verzögerungsleitung der Fig. 2 ist eine verzögerte Wiedergabe des unverzerrten Datensignals. Ura die Äquivalenz in dem Digitalfilter zu erhalten, wird die wichtigste Größenziffer von dem quantisierten Signal genommen· Wie später gezeigt wird, gibt es eine Polaritätsziffer, die die wichtigste Ziffer ist, wie auch eine zweite Ziffer, die die wichtigste Größenziffer ist. In dem Verfahren der Erfindung werden die quantisierten Signale zu bezeichneter Größenform umgewandelt, um die arithmetische Verarbeitung zu vereinfachen und damj.t

ι die gewünschte Phasenentzerrung zu erreichen. In der be-

• zeichneten Größenform liefern die quantisierten, nicht entzerrten Signale den gewünschten,nicht entzerrten binären Ausgang, der als ein Eingang für den Vergleicher benötigt wird, wo ein modifiziertes, duobinäres Signal für die Datenübertragung' verwendet wird. Wie in Fig. 2 werden die

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Teile, die ähnliche Funktionen wie die in Fig. 1 illustrierten ausführen, mit den gleichen Basisnummern versehen, aber in diesem Falle wird ein Doppelstrich mit der Nummer verwendet, um sie von den Nummern der Figuren 1 und 2 zu unterscheiden. Für die Klärung wird ein besonderes Beispiel in der folgenden Beschreibung verwendet. Es soll angenommen werden, daß das infragestehende Eingangssignal aus modifizierten, duobinären Signale?! mit drei Amplitudenpegelnbesteht. Der Zentralpegel wird als (Jie binäre "1" und der Spitzen- und Bodenpegel als binäre "0" interpretiert. Dieses Signal ist in Einzelheiten in dem US-Patent 3,457,510 beschrieben, das am 22. Juli 1969 gewährt wurde. Andere Signaltypen können in diesem digitalen Entzerrer genausogut verwendet werden. Eine modifizierte duobinäre Wellenform mit drei P-egeln ist nur zur Illustration verwendet. Das nicht entzerrte Eingangssignal erscheint auf der Eingangsleitung 1" und wird dem Abtaster 28 des digitalen Transversalfilters 3^lf zugeführt. Der Abtaster tastet das Eingangssignal mit der Ziffernrate ab, um einen PAM-Ausgang zu schaffen, der dem Kodierer 34 zugeführt wird. Im Kodi£rer 34 wird die PAM-Abtastung quantisiert, um ein n-ziffriges Ausgaiagssignal zu liefern, das in der binären arithmetischen Einheit 42 verarbeitet wird, bevor es im Dekodierer 44 dekodiert v/ird. Der quantisierte Ausgang des Kodierers 34 erscheint in binärer Form mit N parallelen binären Ziffern. Jede Gruppe dieser parallelen Ziffern repräsentiert eine

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ΡΔΜ-Abtastung. Solch eine Ziffernsequenz in binärer Form ist in Tafel I gezeigt. Die binäre Form wird in bezeichnete Größenform umgewandelt, um die arithemtischen Operationen in der binären arithmetischen Einheit 42 der Fig. 3 zu erleichtern. Die bezeichnete Größenform entsprechend der binären Form ist auch in Tafel I gezeigt. Die erste (oder wichtigste) Ziffer, die mit X_Q bezeichnet ist; zeigt die Polarität der Signalabtastung a^i, und alle anderen Zahlen stellen, die Größte dar. Die zweite Ziffer ist mit X^ bezeichnet und ist die wichtigste binäre Größenziffer der Signalabtastung. Der quantisierte Ausgang des Kodierers 34 wird der binären arithmetischen Einheit 42 zugeführt, wo die quantisierten Signale zuerst in. Schieberregistern abgespeichert und dann vor der Verarbeitung zu bezeichneter

/werden

Größenform umgewandelt. Die wichtigste Größenziffer, X-, liefert ein verzögertes binäres Äquivalent des nicht entzerrten Eingangssignals, und dieser Ziffernausgang wird dem Vergleicher 14*' über die Leitung 33 zur Verfügung gestellt. Es wäre möglich,- den nicht entzerrten Eingang von* l^fl zu nehmen, zu verzögern und zu verarbeiten, um das nicht entzerrte binäre Äquivalent des einfallenden Signals zu erhalten. Dies würde jedoch die Komplexität der Schaltung vergrößern und daher stören. Es wäre auch möglich, das binäre Signal bei der Verwendung 36,unmittelbar nach dem Quantisierungi schritt,zu nehmen. Jedoch wären Zeitverzögerung und zusätzliche Verarbeitung notwendig, um die Sigrialabtastungen zeitlich

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richtig zu legen und zu interpretieren. Indem die nicht entzerrten wichtigsten Ziffern von dem Ausgang des Konverters zu nehmen, der die Signale vom binären zu der bezeichneten Größe umwandelt, erfährt dieses nicht entzerrte äquivalente Signal die gleiche Verzögerung wie das entzerrte Signal am Ausgang 54 des Filters 3^fl, wie in Fig. 3 gezeigt. Infolgedessen ist es nicht notwendig, zusätzliche Verzögerungen für einen nicht entzerrten Ausgang bei 36 einzuführen, um mit dem entzerrten Ausgang 54 zeitlich aufzuschließen. In Tafel I zeigt die erste Ziffer X_Q in der bezeichneten Größenform die Polarität, positiv oder negativ. Die zweite Ziffer X₁ ist tatsächlich die erste Größenziffer. Diese Ziffer, die aus Tafel I zu erkennen ist, genügt, um das 3-pegel modifizierte duobinäre Signal in eine binäre Form zu überführen. Wenn X₁-O, ist der binäre Ausgang "1" (Zentralpegel), und wenn X₁ ■» 1, ist der binäre Ausgang "0" (extremer Pegel). Daher wird diese einzelne Ziffer, X₁, von dem Hauptanzapfpunkt über die Verbindung 38 zu einem Eingang des Vergleichers 14 geführt. Diese einzelne Ziffer, X₁, liefert das nicht entzerrte modifizierte duobinäre Signal in einer binären Form. Ändere Arten von Signalen, können in einer gleichen Weise behandelt werden.

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a f

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Binär

1 1*1 1

1 1 ■ 1, O ·

110 1

110 0

bezeichnete Größe

10 11

10 10

10 0 1

10 0 0

0	1	1	1
0	1	1	0
0	1	0	1
0	1	0	0

0 0 11

0 0 10

0 0 0 1

0 0 0 0

1 1 1 1

0 0 0 0

0 O 0 0

1 1 1

1 1 0 0

1 1 0 0

0 0 1 1

0 0 1 1

^χί

1 0 1 O

1 0 1 0

0 1 0 1

1 0 1

Binäre "0"

Trenn-Pegel

Binäre "l^lf

Trenn-Pegel

Binäre "0"

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Ein zweiter Eingang für den Komparator 14'' wird dem entzerrten Ausgang entnommen, er befindet sich nach der Dekodierung ebenfalls in binärer Form, und wird bei 5'¹ über die Leitung 16'' dem Komparator 14'· zugeführt. Zeitsignale werden4ber die Leitung 42 dem Komparator 14^f' zugeführt, um die richtige Uhrzeit zum Vergleich der Ziffernsignale zu liefern. Das nicht entzerrte binäre,Signal wird daher über die Leitung 38 dem Setz-Rücksetz- Eingang des '

* 4

Flip-Flop 40 zugeführt. Der Flip-Flop 40 liefert zueinander invertierte Ausgänge an den Leitungen 50 und 52, die an jeweils einen Eingang der NAND-Gatter 54 und 56 verbunden sind. Venn der nicht entzerrte binäre Eingang am Flip-Flop 40 eine 1 ist, ist der Ausgang auf der Leitung 52 auch eine 1 und der Ausgang auf der Leitung 50 ist das Inverse I oder eine 0. Der entzerrte Ausgang der Leitung 16*', der zu dem Konverter 14'' führt, wird an der Verbindung 46 in zwei Eingänge für die Leitungen 47 und 48 geteilt. Von der Verbindung 46 wird der entzerrte Ausgang dem Invertierer 49 übei' die Leitung 47 zugeführt, und dann einem Eingang des NAND-Gatters 54 über die Leitung 51. Die NAND-Gatter 54, und 62 bilden ein Exklusiv-ODER-Gatter, Die Eigenschaft des Exklusiv-ODER-Gatters ist derartig, daß der Ausgang eine "0" (kein Ausgang) ist, wenn die zwei Eingänge identisch

,es
sind, im anderen Fall ist eine ¹¹I",. was einen Fehler anzeigt.

Der nicht entzerrte Y/ellenformeingang auf Leitung 50 in Fig. sei mit A bezeichnet. Dann ist sein inverser Y/ert auf ' Leitung 52 A. In ähnlicher V/eise sei der entzerrte Wellen-

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BAD

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formeingang auf Leitung 48 B. Dann ist der Ausgang des Invertierers 49 oder der Eingang zu 54 auf Leitung 51 B. Die Logik ist illustriert, indem die Buchstaben A und B wie oben beschreiben verwendet werden. Der Exklusiv-ODER-Ausgang ist AB + AB, wobei der Eingang so wie in Fig. 3 illustriert ist. Der tatsächliche Logikausdruck ist:

I (AB) (AB) J - AB

AB

) Es folgt die detaillierte Beschreibung der Wirkung der Logik in Übereinstimmung mit der Erfindung. Wenn, siehe Fig. 3, die entzerrten und nicht entzex-rten Eingänge gleich sind, z.B. seien beide Einsen, zeigen die Eingänge der NAND-Gatter 54 und 56 das folgende; NAND-Gatter 54 hat einen Null-Eingang, der über die Leitung 50 zugeführt und einen Hull-Eingang, der von dem Ausgang des Invertierers 49 zugeführt wird, und der eine Null ist, und das NAND-Gatter 54 liefert damit einen Ausgang 1 an die Leitung Zur gleichen Zeit ist der Eingang des NAND-Gatters 56 voit

dem Flip-Flop 40 über die Leitung 52 eine 1 und der Eingang von der Leitung 48 ebenfalls eine 1, und daher liefert das NAND-Gatter 56 einen Ausgang 0. Dieser wird über die Leitung 60 zu dem anderen Eingang des NAND-Gatters 62 geführt. Das NAND-Gatter 62 hat daher 1 0 Eingänge, die einen 1-Ausgang an der Leitung 64 erscheinen lassen, der dann dem NAND-Gatter 68 zugeführt wird. Ein Zeitsignal von 32 wird über die Leitung 42 der Verzögerung 44 zuge-

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führt. Die Verzögerung 44 wird benötigt, um die Verzögerung in Flip-Flop 40 und in den Gattern zu kompensieren. Als ein Resultat erscheint der Zeitsignaleingang am NAND-Gatter GO als eine 1, und das NAND-Gatter 68 hat demnach 1 1 Eingänge. Dies verursacht einen O-Ausgang an dem Ausgang des Komparators an der Leitung 18*', der dann dem Fehleranzeiger 19'^f zugeführt wird. Da es keinen Ausgang in diesem Falle gibt, erfolgt keine Fehleranzeige. Wenn die binären nicht entzerrten und entzerrten Eingänge am Komparator 14'' nicht gleich sind, z.B.*, wenn* der nicht entzerrte binäre Eingang am FliprFlop 40 eine 1 und der entzerrte Eingang über die Leitung 16♦' eine 0 ist, entsteht das folgende: Der Invertierer 49 verändert den entzerrten Eingang am NAND-Gatter 54 zu einer 1, und der nicht entzerrte Eingang über der Leitung ist eine 0, wodurch ein 1-Ausgang an der Leitung 58 erscheint» Zur gleichen Zeit gibt es 1 0 Eingänge am NAND-Gatter 56, was einen 1-Ausgangs an der Leitung 60 verursacht. Daher hat das NAND-Gatter ö2 1' 1 Eingänge und dies verursacht, daß das Gatter 62 einen 0-Ausgang an die Leitung 64 liefert. Das Zeitsignal 66 erscheint wieder als ein 1-Eingang am NAND-Gatter 68, aber nun ist der Eingang der Leitung 64 eine 0 und die 1 0 Eingänge verursachen, daß eine 1 an dem Ausgang der Komparator-Ausgangsleitung 18'' erscheint und damit einen Fehler mit Hilfe des Fehleranzeigers 19" anzeigt. V/enn daher der nicht entzerrte Ausgang und der entzerrte Eingang nicht gleich sind, erscheint eine Fehleranzeige und die Bit-für-Bit Fehlerrate vor der Entzerrung v/ird sowohl für den ursprünglichen Schaltttngszuntand als auch ruf üit&t irtufSnOeft SäSlH S

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Claims (7)

1. Patentansprüche

   Datenübertragungssystem, bei dem am Eingangsende des Übertragunsmediums ein Empfangspfad vorgesehen ist, einschließlich eines Transversalfilters zur Erzeugung eines»entzerrten binären Datensignals am entzerrten Ausgang fliesest Pfades, ein Gerät zur Feststellung von Fehlern in den nicht verzerrten Datensignalen, die an dem Eingang des aufnehmenden Pfades empfangen werden, wobei dieses Gerät gekennzeichnet ist durch einen Komparator mit einer Vielzahl von Eingängen und einem Ausgang, ersten Schaltverbindungen für die Ableitung eines der letzterwähnten Eingänge von dem entzerrten Ausgang des Empfangspfades, zweiten Schaltverbindungen für die Ableitung eines -anderen der Eingänge von einem Punkt des Empfangspfades, das dessen entzerrtem Ausgang vorausgeht, wobei der Komparator ein Fehlersignal er- * zeugt an seinem Ausgang, wenn ein Fehler auftritt, und Fehleranzeigevorrichtungen, die mit dem Ausgang des !Comparators verbunden sind, um als Antwort auf ein Fehlersignal eine Anzeige von Ubertragungsfehlern zu liefern.

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2. 2. Fehlorentdeckungsvorrichtung in einem Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Schaltverbindungen Detektorvorrichtungen enthalten, um das Datensignal, das von dem Punkt von dem Empfangspfad erhalten wird, in eine binäre Darstellung des Signals umzuwandeln.
3. 3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Selenverbindungen eine Zeitverzögerungsvorrichtung enthalten, um eine Zeitverzögerung von im wesentlichen der gleichen Größe wie der des transversalen Filters zu liefern.
4. 4. · Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß.das

   Transversalfilter eine angezapfte Verzögerungsleitung mit einer Mehrzahl von Anzapfungen einschließlich einer Hauptanzapfung enthält, und daß die zweiten Schaltverbindungen mit diesem Hauptanzapfpunkt verbunden sind.
5. 5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das transversale Filter Vorrichtungen enthält, um die nicht entzerrten Datensignale in einen n-ziffrigen binären Code zu verwandeln, der eine wichtigste Ziffer enthält, die die binäre Darstellung des nicht entzerrten Datensignals darstellt, und daß die Schaltverbindungen mit dieser Konvertiervorrichtung verbunden sind.

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6. 6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Transversalfilter Abtastvorrichtungen enthält, um die nicht entzerrten Datensignale in Puls-Amplitudon-Modulations-Abtastungen umzuwandeln, daß es Quantisiervorrichtungen enthält, die mit den Abtastvorrichtungen verbunden sind, um die Impulsamplituden-Modulations-Abtastungen in n-ziffrige binäre Signale zu verwandeln, die *eine wichtigste Ziffer haben, daß es arithmetische Vorrichtungen* besitzt, die mit der quantisierenden Vorrichtung verbunden sind, um einen entzerrten n-ziffrigen Ausgang und ebenso einen binären Ausgang, der das nicht entzerrte Datensignal darstellt, liefert, und daß Delsodiervorrichtungen enthält, um den nicht entzerrten n-ziffrigen Ausgang in das entzerrte binäre Datensignal umzuwandeln; und das zweite Schaltverbindungen mit dem binären Ausgang verbunden sind, die das nicht entzerrte Datensignal darstellen.'

   Kornparator
7. 7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der**

   " ein Exklusiv-ODER-Gatter enthält.

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