DE2250019B2 - Verfahren zur Fehlererkennung und -korrektur für gestörte Signale in Nachrichtensystemen mit digitaler Differenzwertübertragung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlererkennung und -korrektur für gestörte Signale in Nachrichtensystemen mit digitaler Differenzwertübertragung.

Bei Verfahren mit digitaler Differenzwertübertragun.g wird jeweils die Differenz zwischen einem Bezugswert und dem Abtastwert übertragen. Hierdurch wird fiir zahlreiche, in der Praxis Vorliegende Nachrichtenquellen, die zum Beispiel Bild-, Meß- oder Sprachinformationen repräsentieren, eine Nachrichtenreduktion erzielt, die ihrerseits wiederum zur Einsparung von Bandbreite oder Sendeleistung bei der Nachrichtenübertragung oder zur Einsparung von Speicherkapazität bei der Nachrichtenspeicherung dient.

Zur Rekonstruktion der ursprünglichen Abtastwerte auf der Empfangsseite müssen die aufeinanderfolgenden Differenzen aufsummiert werden. Wird eine Differenz verfälscht empfangen, zum Beispiel aufgrund einer Störung auf dem übertragungsweg, so beeinflußt die Verfälschung im Gegensatz zu einem bei der übertragung eines vollständig übertragenen Abtastwertes auftretenden Fehler nicht nur den Wert selbst, sondern weitere Abtastwerte, die von der fehlerhaft empfangenen Differenz abhängen. Die die Differenzen repräsentierendefi Binärsymbole haben demnach hinsichtlich ihres Einflusses auf den rekonstruierten Ablastwert ein höheres Gewicht als die Binärsymbole bei der übertragung der vollständigen Abtastwerte.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem störungsbedingte Fehler in empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerten oder empfangencn Differenzen in einem Nachrichtensystem mit digitaler Differenzwertübertragung erkannt und korrigiert werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerte von einem oder mehreren Signalparameter(n) jeweils auf das Auftreten einer sprunghaften Änderung wenigstens eines Abtastwertes gegenüber wenigstens einem räumlich und/oder zeitlich benachba^rlcn Abtastwert und/oder einem von solchen Abtastwerten abhängigen Wert und/oder gegenüber einer von einem solchen Abtastwerl abhängigen Funktion und/oder gegenüber einer Kombination mehrerer solcher Ablastwertc geprüft werden, daß bei Ermittlung einer solchen sprunghaften Änderung eine Anzahl der folgenden Abtastwerte darauf überprüft wird, ob sie vorbestimmte Kriterien einer Impulsantwortfunktion des Systems erfüllen, daß bei Ermittlung einer Erfüllung dieser Kriterien der sprunghaft geänderte Abtastwert unterdrückt und durch wenigstens einen zeitlieh und/oder räumlich benachbarten Abtastwert und/ oder wenigstens einen von einem solchen Abtastwert abhängigen, nicht als gestört ermittelten Abtastwert

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50 bzw. eine von wenigstens einem solchen nicht als gestört ermittelten Abtastwert abhängige Funktion oder Kombination dearliger Abtastwerte ersetzt wird und daß der Rekonstruktion der auf den unterdrückten Abtastwert folgenden Abiastwerte der Ersatzwert bzw. die Ersatzfunktion oder -kombination zugrunde gelegt wird.

Eine typische Impulsantwortfunktion, die auf einen fehlerhaften Sprung folgt, ist eine Dämpfung, die den nachfolgenden Abtastwerten bei deren Rekonstruktion überlagert wird. Das Vorliegen einer Dämpfung kann leicht über wenige Abtastwerte festgestellt werden, die einer sprunghaften Änderung folgen.

Die Impulsantwort des Systems kann aber auch ein bestimmtes Fehlermuster sein, das empirisch ermittelt worden ist.

Erfindungsgemäß wird die sprunghafte Änderung eines rekonstruierten Abiastwertes gegenüber dem vorhergegangenen Abtastwert daraufhin geprüft, ob die sprunghafte Änderung fehlerbehaftet ist. fc'rfüllcn die zur Prüfung herangezogenen Bezugswerte, beispielsweise die auf einen Sprung folgenden rekonstruierten Abtastwerte die Prüfkriterien nicht, ist der Sprung kein Fehler und wird dementsprechend mit den folgenden Abtastwerten unverändert belassen.

Grenzen des erfindungsgemäßen Verfahrens treten dann auf, wenn der Prüfvorgang nicht beendet werden kann. Dies kann beispielsweise dann auftreten, wenn bei Auftreten einer sprunghaften Änderung gegen Ende einer Zeile bis zum Zeilenende hin nicht mehr die für die Prüfung erforderliche Anzahl von Abtastwerten zur Verfugung steht.

Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist, daß alle sprunghaften Änderungen der rekonstruierten Abtastwerte, die beispielsweise bei der übertragung von Bildern besonders markante Kontraste wiedergeben, darauf geprüft werden, ob sie fchlcrbchaftcl sind. Damit wird aber vermieden, daß Übertragungsfehler zu besonders markanten Signalfehlern führen.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Untcransprüchen herausgestellt.

In der Zeichnung ist die Erfindung in Ausführungsbeispielen veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen mit zugehörigen theoretischen Grundlagen beschrieben.

In der Zeichnung ist

F i g. 1 ein Blockschallbild eines DPC'M-Systems, gültig für störungsfreie übertragung,

F i g. 2 ein Schema der Erkennung und Korrektur eines Einzelfehlers,

F i g. 3 ein Schaltungsbeispicl zur Ausführung der Erkennung und Korrektur eines Einzelfehlers nach dem in F i g. 2 veranschaulichten Sehern;',

F i g. 4 ein Schaltungszusatz zur Schaltung nach F i g. 3 zur Prüfung des Abklingvorgangs mit Mittelwertbildung,

Fig. 5 a eine empfangsseitig rekonstruierte Ablastwertfolge bei störungsfreier übertragung,

F i g. 5b bis 5e je ein Schema der Erkennung und Korrektur von Mehrfachfehlern und Beispielen für Fehlermuster, die durch sprunghafte Abtastwertänderungen in einer Gruppe von drei unmittelbar aufeinanderfolgenden rekonstruierten Abtastwerten entstellen. Im einzelnen

F i g. 5 b für eine einzelne sprunghafte Abtastwertändcrung,

F i g. 5c für zwei unmittelbar aufeinanderfolgende sprunghafte AbtastWertänderungen,

Fig. 5d für zwei sprunghafte Ablastwertänderungen, zwischen denen ein sich nicht sprunghaft ändernder Abtastwert liegt,

Fig. 5c für drei unmittelbar aufeinanderfolgende sprunghafte Ablastwcrtändcrungen,

F i g. 6 ein Schaltungsbcispiel zur Ausführung der Erkennung und Korrektur von Mehrfaelifehlern nach den in den Fig. 5b bis 5c veranschaulichten Schemata.

2. Prinzip des DPCM-Systems

Das Blockschaltbild eines einfachen DPCM-Systems ist in Fig. 1 dargestellt. Es gilt für störungsfreie übertragung. Aus dem im Abtastzeitpunkt r, an den linken Summicrungspunkt gelangenden Abtastwert S₁- und einem aus vorausgegangenen Abtastwerten berechneten Bezugswert S₁ wird die Differenz 11 = s, — S₁- gebildet. Ein Quantisicrer mit im allgemeinen nichtlincarcr Kennlinie ordnet jeder Differenz 11 des Eingangs ein binäres Codewort am Ausgang zu. Jedes Codewort entspricht einem bestimmten Bereich von Eingangswerten, der jeweils durch einen Wert ij* als Ausgangswert repräsentiert wird. Ausgangswcrt ι* und Eingangswert r, weichen um den jeweiligen Quantisierungsfehler ^₁- voneinander ab.

Daher ist

<i= >i + 'Ii = s, - Sf

Auf der Empfangsscite wird der Repräsentationswert if der Differenz;, zu dem zugehörigen Bezugswerl S₁- addiert, so daß der rekonstruierte Abtaslwcrt sf entsteht. Es gilt also

Der Repräsentationswert <■* der Differenz ι, wird im folgenden abgekürzt als »Differenz »f « bezeichnet. Diese Bczcichnungswcisc ist nicht an den Index ί gebunden.

Der Bczugswcrl S₁ wird sendcseitig ebenso wie auf der Empfangsscite aus vorausgegangenen rekonstruierten Ablastwcrtcn .sf_, bestimmt. Dadurch ist gewährleistet, daß sich Quantisierungsfehlcr q, nicht akkumulieren. Im hier angenommenen Fall einer störungsfreien Übertragung sind sämtliche dieser Werte sowie die übrigen genannten Werte auf der Empfangsseitc gleich den entsprechenden Werten auf der Sendescitc.

Die in den vorausgegangenen, äquidistanten Abtaslzcilpimktcn (,_; aufgetretenen rekonstruierten Abtastwerte .sf. j- (/= 1,2 m), die zur Berechnung des

Bczugswerlcs .5,- dienen, werden bis zum betrachteten Abtastzeitpunkl /, in einem Verzögerungsglied gespeichert. Die Bezugswertberechnung erfolgt durch die in Fig. I als Prädikator bezeichnete Einrichtung. Unter den hier anwendbaren Algorithmen hat die Lincarprädiktion die größte Bedeutung. Dabei wird der Bczugswcrl s, aus einer Linearkombination ;n vorausgegangener rekonstruierter Abtastwcrle .sf_ ,- nach der allgemeinen Beziehung

= Σ ι

= Σ "i^s*- i

berechnet.

Die Grüße <i, ist ein konstanter Gewichtsfaktor. I läul'ig wird nur ein vorausgegangener rekonstruierter Abtastwert .sf-, zur Bezugswerlberechnung bcnutzi (»i = I) und der Gewichtsfaktor «,· = ri, = 1 gewählt. Der nach (3) ermittelte Bczugswcrt S₁ ist ir diesem Fall gleich dem vorausgegangenen rekonslru-

■ι icrten Abiastwert .sf_, also S₁ = .sf_, .

Die Gewichtung von .sf_, mit einem weiteren konstanten Faktor h kann eingeführt werden, um die Ausbreitung von Fehlern zu begrenzen, die in cmpfangsseilig rekonstruierten Ablastwcrtcn, z. B. infolge

ίο von Übertragungsstörungen entstanden sind. Bei /» = 1 und «, = (I₁ = 1 ergibt sich dann für S₁ anstelle von (3) die Gleichung

S₁ = b -.sf_, .

Wird berücksichtigt, daß .sf_, durch das Aufsummieren von Differenzen ι *_„ gewonnen wird, die in den Abtaslzcitpunkten /,_„ aufgetreten sind, und wurde die Summation zum Ablastzcitpunkt (,_,,■ be-

gönnen (ι? = 1,2 Λ'), so kann statt (4) geschrieber

werden

S₁- =

η = 1

Für den rekonstruierten Abtastwert sf folgt aus (2 unter Verwendung von (5)

π = I π = 0

Gleichung (6) kann auf weitere rekonstruierte Ablastwerte .sf,,. ausgedehnt werden (.V= —N,—(N—\). .... - 1. 0. H-1,...). und man erhält

= Σ ^b"

η = -y

Aus (7) ist zu erkennen, daß eine Differenz ifL„ jc-

■u) wcils mil dem durch den Faktor Λ" ^{+ ν} gegebenen Gewicht zur Berechnung des rekonstruierten Abtastwertes sf_+y beiträgt. Wird für die Konstante h ein Wert im Bereich 0 < h < 1 gewählt, so nimmt das Gewicht einer Differenz ιf_„ mit wachsendem Ab-

■Γ) stand »ι + .v des zugehörigen Abtastzeitpunktes (,_, vom betrachteten, dem rekonstruierten Abtastwcrl s*_+v zugeordneten Abtastzeitpunkt /, + ,. ab (n = —y,

-(V- I) -1.0, +1, .... /V). Bei b = 1 werden

dagegen sämtliche Differenzen /·*_„ mit gleichem Gc-

■><> wicht berücksichtigt.

Ist für ein bestimmtes ii, das durch den Index ι gekennzeichnet sein möge (n = /i,.). eine empfangene Differenz .■ *_„ gegenüber ihrem ursprünglichen, vom sendeseitigen Quantisicrer abgegebenen Wert um

3"> Ij?-,,,, verfälscht, z.B. durch eine Übertragungsstörung, so führt diese Verfälschung zu Fehlern/>"' + y lf*__ni, in den von der verfälschten Differenz ι·,*_„_ abhängigen cmpfangsseilig rekonstruierten Abtaslwerten «■*+,. (y = -»,.. -(«„-1), ..., - 1, 0, I, ...)

«ι Wenn die Konstante /> im Bereich 0 < /> < I liegt wird der durch eine verfälschte Differenz /*-„,in einem cmpfangsseitig rekonstruierten Abtaslwcrl .sf₊, verursachte Fehler /A⁺-¹' · 11 ?_ „,.infolge der abnehmenden Gewichtimg des Fehlers lif_„_r mit wachsendem

iv> zeitlichen Abstand H₁. -) y des zugehörigen empfangsseitig rekonstruierten Abtastwcrles ,sf,,. vom cmpfangsseitig rekonsliuierlen Ablastwcrt .s* um se kleiner, je größer n,. f y ist.

3. Vorbereitende Grundlagen zum Verfahren der Fehlererkennung und -korrektur

In diesem und den folgenden Abschnitten werden, abweichend von der Bezeichnungsweisc in Fig. 1, die Variablen ι* und sf sowie if₊,., i-f_„ und s*_+y, falls sie für die Sendeseite gelten, mit dem zusätzlichen Index 0 versehen O₀*, %*·, f_O*+j·. '¹O/-n. **+,·)· Sie stimmen bei störungsfreiem Ubcrtragungskanal sätzlichen Index O(ff, sf, if_+y, if__n,sf_+y). Diese Variablen gellen dann allgemein für die Empfangsseite, also auch bei gestörtem Ubertragungskanal. (Von der genannten Regelung wird in Abschnitt 7 abgewichen, soweit dort Erläuterungen und Gleichungen im Zusammenhang mit Abschnitt 2 betroffen sind.)

Ist nunmehr r*_t-„ die gesendete Differenz für den Ablastzcitpunkt f,_„, so lassen sich bei einer störungsbedingten Verfälschung der zum speziellen Abtast-

bzw. störungsfreier übertragung mit den entsprechen- 10 'zcitpunkt (,..,_ gehörenden gesendeten Differenz )■„,·_„ den Variablen der Empfangsseite überein. Letztere um I ff_„_t die"empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerden wie bisher bezeichnet, d.h. ohne den zu- werte sf+,'mit Hilfe von (7) darstellen durch

sf_+y =

Zj ο " f'oi-n
η = -y

Σ bⁿ⁺>- ,„*■_„ + b"·+'-

π = -y

füry = -N, -(N-I), für y = -«,., —(«,.— 1),

- 1, 0, I,

(8)

Wird in (8) der Anteil

Σ b"

= -y

der den empfangsseilig rekonstruierten Ablaslwcrlen bei ungestörtem Ubcrtragungskanal bzw. den sendcseitig rekonstruierten Abtaslwcrlen entspricht, mit .s*+,. bezeichnet, so entsteht

(8 a)

Bei /i, = 0, d. h. bei einer speziell in der empfangenen Differenz if enthaltenen störungsbcdinglen Verfälschung I;*, geht (8a) über in

,. für y = — N, — (N — 1),...,—

.,. + h^y ■ I)* für y = 0, 1, 2,

Diese Gleichung kann für b > 0 umgeformt werden in

.sf_{i +} , ^rür->' = -N, -(N-

(9)

(10)

+ I ,* ■ cxp(j> · In h) für y = 0, 1, 2, . .

Die in der empfangenen Differenz),* enthaltene Verfälschung hf äußert sich nach (10) also in einer sprunghaften Abweichung I)₁* des zugehörigen empfangsseitig rekonstruierten Abtastwertes sf(y — 0) gegenüber dem entsprechenden bei ungestörtem Übertragungskanal auftretenden Wcrl .s*( I)* = sf— .s*)· Die darauffolgenden cmpfangsscitig rekonstruierten Abtastwerte sf_+y(y = 1,2,...) sind für ()</»<! durch einen, den entsprechenden Werten .s*, + _y überlagerten, exponentiell verlaufenden Abklingvorgang gekennzeichnet. Dieses Abklingen eines sprunghaft to auftretenden Anteils,Ir₁* des cmpfangsscitig rekonstruierten Abtastwertes sf ist gleichbedeutend dem Verlaufdcr Impulsantwort eines Übertragungssystems, das, wie die beschriebene Rckonstruktionscinrichtung des DPCM-Systcms, als Integrator mit Ablcilwidcr- b5 stand aufgefaßt werden kann. Die in praktischen Fällen im Bereich 0</?<l liegende Konstante/» wird auch als Dämpfungsfaktor (loss factor) bezeichnet. Bei b = 1 tritt statt des exponenticllcn Abklingens ein Parallclvcrsatz um I if auf.

Haben die benachbarten Wertes*, ^und So!-i ^annähernd die gleiche Größe (^*,=t.S)*_i), so ergibt sich für den speziellen cmpfangsscitig rekonstruierten Abtastwert sf{y = 0) aus der zweiten Zeile von (9)

sf= .s,*,·+ Iff* .S*,-! + I'f-

Da nach der ersten Zeile von (9) .\J|_, kann (I I) ersetzt werden durch

(II)

.·>·,*-1 gilt,

(Ma)

Wird die Definition Lv₁*= sf— .s,*_i eingeführt, so folgt aus (Ha)

\sf=sf-sf-_t.

(12)

Einsetzen von l.sf * Iff nach (12) in die zweite Zeile von (9) liefert

* sSi_+f +

Da für (13) die Näherung^ % S₀*., sowie die Beziehung Soi-{ = s*_i vorausgesetzt wurden, kann für sf_{+ y} statt (13) auch geschrieben werden:

typische Verfälschungen empfangener Differenzen charakterisiert sind, zu erkennen und zu korrigieren. Derartige Funktionsverläufe können durch die Impulsantwort der empfangsseitigen Rekonstruklionseinrichtung des Übertragungsystems oder durch Funktionen der Impulsantwort bestimmt und z. B. wie in (13) durch den Ausdruck/)'· Is* darstellbar sein

⁴I + .V

% %*■_+J, + /)^v· Is₁*

füry = 0 ίο

(13a)
füry = 1,2, ...

Für einen Signalabschnitt, in dein nicht nur der Wert sSi-i gleich groß oder annähernd gleich groß ist wie %* > sondern auch die auf S₀*- folgenden Werte ·%*·+}>(}' = 1.2, .. ., M) die gleiche oder annähernd gleiche Größe wie S₀V₁ haben, d.h. .^_, ^s₀*. * $,*■+, «... * s£_i+M, lassen sich die empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerte sf_+y mit S₀*., = ^s*-i nach (9) und mit (13a) beschreiben durch

⁴i + y

für y = 0

(14)
für y = 1, 2 M

Unter den für (14) gellenden Voraussetzungen ist nach dieser Gleichung eine in der empfangenen Differenz ff enthaltene slöi ungsbedingtc Verfälschung Iff in den empfangsseitig rekonstruierten Abtast- jo werten sf_+y erkennbar durch eine sprunghafte Änderung . lif des Wertes if gegenüber seinem Vorgä.igerwert s*-i und eine näherungsweise nach der Abklingfunktion b" ■ lif verlaufende Änderung der auf sf folgenden Werte sf_+y (y = 1, 2, ..., M).

Der für die Gültigkeit der Gleichungen (7) bis (14) jeweils angegebene Bereich der Abtastschritte y wird eingeschränkt, wenn in diesem Bereich weitere Ubertragungsstörungen oder Unterbrechungen der Rekonstruktion von Abtaslwerten aus zurückliegenden ίο empfangenen Differenzen vorliegen. Eine Unterbrechung in diesem Sinne kann z. B. auch in dem Einfügen eines Abtastwertes in die Folge der rekonstruierten Abtast werte bestehen, der als unabhängiger, vollständiger Wert übertragen wurde und als Bezugs- <r> wert für die Rekonstruktion weiterer Abtastwertc dient. (Das regelmäßige Einfügen derartiger Abtastwerte in die Folge der aus übertragenen Differenzen empfangsseitig rekonstruierten Abtastwertc stellt eine zusätzliche bekannte Methode dar, um die Ausbreitung von slörungsbcdingtcn Fehlern in diesen Werten zu begrenzen.) Die Gleichungen (7) bis (14) gelten dann nicht oder nur in modifizierter Form von dem Abtastschritt y an, in dem ein Ereignis der obengenannten Art erstmalig aufgetreten ist. v>

4. Prinzip der Fehlererkennung und -korrektur

Der Erfindungsgedanke besteht darin, durch Ubcrtragungsstörungen verursachte Fehler, die in empfangsseitig rekonstruierten Abtaslwerten eines Nach- wi richtcnübcrtragungssystcms auftreten, bei dem Diffcrcnzwcrlc oder Diffcrcnzwertrolgen übertragen werden (z. B. eines DPCM-Systcms oder Modifikationen eines solchen Systems), und die durch für die Auswirkung von Ubcrtragungsstörungcn typische, zeitliche und/ (;^r> oder räumliche Funktionsverläufe (Fchlcrmuster) in empfangsseitig rekonstruierten Abtastwcrlcn (bzw. im empfangsseitig rekonstruierten Signal) oder durch Der Begriff »Nachrichtenübertragungssystem« gilt hier auch im Sinne eins Systems zur Nachrichtenspeicherung oder -verarbeitung, der Begriff »Ubertragungsstörung« auch im Sinne der entsprechenden Störungen in den genannten Systemen. Unter Differenzwert wird jeweils die Differenz zwischen einem Bezugswert und einem Abtastwert verstanden (vgl. Abschnitt 1), unter Differenzwertfolge die Zusammenfassung mehrerer aufeinanderfolgender oder einander in anderer Weise zugeordneter Differenzwerte. Bei Differenzwertfolgen können die zu übertragenden Codewörter auch unter dem Gesichtspunkt der unterschiedlichen Häufigkeit der verschiedenen möglichen Differenzwertfolgen festgelegt werden. Hierzu kann ein Optimalcode dienen. Beispiele für die obenerwähnten Modifikationen eines DPCM-Systems sind Verfahren mit Steuerung oder/und Umschaltung der Quantisierungskennlinie, Verfahren, die mehrdimensionale statistische Abhängigkeiten zwischen Abtaslwerten zur Bezugswertbestimmung ausnutzen, Verfahren, die eine Optimalcodierung der Differenzen anwenden, und Verfahren, die mit anderen Methoden zur Nachrichtenreduktion kombiniert sind.

Bei der Fehlererkennung und -korrektur nach dem erfindungsgemäßen Prinzip werden, ebenso wie bei den Verfahren der Nachrichtenreduktion, Vorkenntnisse über das sendeseitige Quellensignal ausgenutzt, z. B. die Vorkenntnis, daß bestimmte Signalverläufe oder Abtaslwert- bzw. Differenzwertkombinationen in gleicher oder ähnlicher Art besonders häufig, andere dagegen nur selten auftreten. Dies entspricht einer im Quellensignal enthaltenen Redundanz. Bei Nachrichtenquellen, Tür die Nachrichtenreduktion mit einem Verfahren der Differenzwertübertragung vorteilhaft ist, kann im Mittel von hohen statistischen Abhängigkeiten zwischen benachbarten Abiastwerten ausgegangen und häufig mit einem großen Anteil von Signalabschniltcn mit relativ geringen Abtastwerländerungen gerechnet werden.

Insbesondere in Signalabschnitten, denen konstante oder nahezu konstante Abtaslwcrle des scndescitigcn Qucllensignals zugeordnet sind, in denen also bei störungsfreiem überlragungskanal cmpfangsseitig konstante oder nahezu konstante Abtastwertc rekonstruiert würden, ergeben sich beim Auftreten störungsbedingter Fehler übersichtliche Verhältnisse für die Fehlererkennung und -korrektur. Der für den Fehler typische Funktionsverlauf überlagert sieh dann dem konstanten oder nahezu konstanten Anteil der cmpfangsscitig rekonstruierten Abtastwertc und tritt daher in diesen Abtastwerten unmittelbar in Erscheinung.

Für den Fall, daß der Fehler durch den Ausdruck b" · Is* angegeben werden kann und das vorher betrachtete DPCM-System vorliegt, wird der Verlauf der von dem Fehler betroffenen cmpfangsscitig rckontruicrlcn Ablastwcrtc durch (14) beschrieben. Diese setzen sieh dann aus der überlagerung des konstanten Nutzsignalantcils .\Jj _{+ JI} und des Fehlcranteils h^y ■ lif zusammen, der durch eine sprunghafte Abttislwcrl-

änderung mit einem sich anschließenden Abklingvorgang gekennzeichnet ist.

Für eine Ausnutzung des durch (14) beschriebenen Sachverhaltes zur Fehlererkennung und -korrektur wird außer dem häufigen Auftreten von Signalabschnitten mit relativ konstanten Werten .S₀* + ,, vorausgesetzt, daß Folgen von Abtastwerten, die den mit störungsbedingten Fehlern behafteten empfangsseitig rekonstruierten Abtastwertfolgen ähnlich oder gleich sind, bzw. die entsprechenden Signalverläufe, von der Nachrichtenquelle nicht oder nur selten erzeugt werden.

Das Schema eines einfachen Prüfvorgangs zur Fehlererkennung und -korrektur nach dem erfindungsgemäßen Prinzip geht aus F i g. 2 hervor. Zunächst wird geprüft, ob zwischen benachbarten empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerten sT_+y(y = ..., — 2, — 1, 0, 1, 2, .. .) eine sprunghafte Änderung auftritt, deren absoluter Betrag eine vorgegebene Toleranz K_n d. h. einen Mindestwert, überschreitet. Liegt, wie in F i g. 2 zum Abtastzeitpunkt f,·, also beim rekontruierten Abtastwert s* eine solche sprunghafte Abtastwertänderung s* vor, so wird untersucht, ob der auf .sf folgende empfangsseitig rekonstruierte Abtast wert s*₊₁ innerhalb einer vorgegebenen Toleranz K₁₁ mit einem berechneten Verglcichswert r_{i + 1} übereinstimmt. Wird diese Übereinstimmung festgestellt, so werden im nächsten Prüfschritl, d. h. bei y = 2, die Werte s*₊₂ und γ_!ύ2 verglichen. Bei Übereinstimmung innerhalb der Toleranz K₁, wird im darauffolgenden Prüfschritt (y = 3) in entsprechender Weise der nächste V/ert .sf+., geprüft. Der Vergleich der Wertes,*+,, und ;·,· + ,. setzt sich fort, bis entweder zwischen diesen Werten eine Abweichung auftritt, deren absoluter Betrag größer ist als K₁₁, oder maximal H Prüfschritte der genannten Art durchlaufen sind (y = 1,2 ,H).

Die Vergleichsweise r_{i + y} ergeben sich im vorliegenden Fall aus der rechten Seite von (14), d. h.

r, ₊ , = .sf-, + V-S?. (15)

Der Gültigkeitsbereich von (15) erstreckt sieh für die betrachteten Verhältnisse maximal auf die Abtastschrittc y = I, 2, .. ., H. Ist der absolute Betrag der Differenz zwischen dem empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerl s*y_y und dem zugehörigen Verglcichswerl ι·, + ,, in keinem der Abtastschritte y = 1,2, ...,// größer als K,_h d.h. |.sf+_v - ι-, + ,,Ι < K,_h so werden die Ablast wcxländerung i.sf sowie die Anteile b" ■ I.sf in den Werten s,*_t,, (y — 1,2,...) als störungsbedingte Fehler interpretiert. Anstelle des fehlerhaften cmpfangsscitig rekonstruierten Abtastwcrles S₁* wird ein korrigierter Abtastweit s_k* rekonstruiert, indem .s·**· dem vorausgegangenen empfangsseitig rekonstruierten Abtastwert Sj¹L₁ gleichgesetzt wird (.Sj¹J = .Vj*-!). Die Rekonstruktion der weiteren (korrigierten) Abtastwerte sj*_ny(y= 1,2,...) geschieht unverändert, wie für das DPCM-System in Abschnitt 2 beschrieben, jeweils durch Addition des empfangenen Diffcrcnzwertes...,*,.,, zudem entsprechenden Bc/.ugswert S_{1 + 1},. Zur Berechnung des Bezugswertes Sj₊₁, für die Rekonstruktion des korrigierten Abta.stwcrtcs s_k*·,.,, wird dann statt des empfangsscilig rekonstruierten Ablaut wertes .Vj¹L₁ +,,jeweils der korrigierte Abtaslwcrt SjV₁ +,, benutzt (s,· + ,, = b ■ sft-i ,.,.). Der Bezugswert ,Sy₁₁ ergibt sich also /.. B. zu s, + , = h ■ sf,.

Die in der angegebenen Weise gewonnenen korrigierten Abtastwerte An*- + ,, entsprechen dann bei geeigneter Wahl von K₁, und unter der angenommenen Voraussetzung konstanter oder nahezu konstanter Werte S₀* + ,. praktisch diesen Werten S₀*-+,.. Das heißt, sie stellen, wie aus (9) zu erkennen ist, angenähert die gewünschten, um den störungsbedingten Fehleranteil b^y ■ lff(y = 0, 1, .. .) verminderten empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerte dar.

ίο Fin korrigierter Abtast wert s*_{i + )}, im obigen Sinn kann unter Verwendung der für (7) geltenden Überlegungen dargestellt werden durch die Beziehung

η =y η = 1

für v = 0

(16) *+„ für y = 1,2, ...

Nach (16) nimmt der Einfluß von s*_, auf V₁*, + ,. infolge der Gcwichtung von s*_, mit dem Faktor/)¹' bei zunehmendem zeitlichen Abstand y zwischen den Werten sfc und s*_{f + v} ab. In gleichem Maße verringert sich auch die mögliche, durch das Gleichsetzen von .s*,· und .S-JL₁ entstehende Ungenauigkeil zwischen den korrigierten Werten s*_{i + y} und den entsprechenden, bei ungestörtem Übertragungskanal auftretenden Werten .<&+,. .

überschreitet, im Gegensatz zum bisher betrachteten Fall, der absolute Betrag der Abweichung zwischen einem empfangsseilig rekonstruierten Abtast wert .sf+,. und dem zugehörigen Vergleichswcrt ;·, + ,. im Bereich y = 1,2, ...,Il die Toleranz K,,, so erfolgt keine Korrektur, d. h., der ursprüngliche empfangsseitig rekonstruierte Abtastwert s* = .sf_, + Is* sowie die darauffolgenden, von diesem abhängigen Wertes*,.,. (y = 1,2,...) bleiben bestehen. Die Abtastweitänderung I.sf wird dann also nicht als störungsbedingt angesehen.

Wurde die Toleranz K_d durch den absoluten Betrag der sich zwischen den Werten .sf,,. und /·,- +,, ergebenden Abweichung überschritten, oder wurden alle vorgesehenen Prüfschritte des Prüfzyklus ohne Überschreitung von Κ,, durchlaufen (in F i g. 2 also die Prüfschritte bei y = 1 bis y = H), so beginnt der Prüfzyklus z. B. bei dem nächsten empfangsseitig rekonstruierten Ablastwcrt von neuem. Es wird also, wie für den Abtastzeitpunkt /, beschrieben, zunächst wieder untersucht, ob eine sprunghafte Änderung des betreffenden empfangsseitig rekonstruierten Abtastwertes gegenüber seinem Vorgängerwert vorliegt. In Abhängigkeit vom Ergebnis wird der begonnene Prüfzyklus im sich anschließenden Abtastzeitpunkt fortgesetzt oder neu eingeleitet.

In F i g. 2 wird die Gültigkeit der Abszissenwerte für die Ablastzeitpunktc ί_{ί + ν} (obere Abszissenskala), auf die Funktionswerte .sf_fJ, und r_JM. beschränkt. Diese Beschränkung wird mit Rücksicht auf das in Abschnitt 5 behandelte SchalUmgsbeispiel vorgenommen, bei dem eine Zeitdifferenz zwischen dem Auftreten der Wertes*+,, und r_M,, einerseits und der jeweils zugeordneten Werte s*;■.,,, andererseits besteht. Die Zuordnung ist durch die laufende Nummer der Abiastschritte y (liniere Abszissenskala)gegeben. Ähnliches gilt für die Darstellungen in I·' i g. 5.

Die zur Realisierung des erlindungsgemäßen Verfahrens der Fehlererkennung und -korrektur erforderlichen Einrichtungen befinden sich hauptsächlich oder ausschließlich auf der ltmnfaniisseite des über-

tragungssystems. Dies bedeutet einen zusätzlichen Vorteil für Anwendungen, bei denen der technische Aufwand auf der Sendeseite möglichst gering sein soll. Derartige Forderungen können z. B. bei beweglicher Sende- und ortr.^rester Empfangseinrichtung bestehen, wie etwa bei der Nachrichtenübertragung von Bord eines Luft- oder Raumfahrzeuges zu einer Bodenstation.

Außer zur Verbesserung der mittleren Wiedergabegüte des empfangsseitig rekonstruierten Signals kann das erfindungsgemäße Verfahren der Fehlererkennung und -korrektur ζ. B. benutzt werden, um unter Beibehaltung der mittleren, nach einem vorgegebenen Fehlerkriterium beurteilten Wiedergabegüte eine Nachricht bei gleicher Sendeleistung über einen stärker gestörten Kanal zu übertragen oder bei der übertragung über den ursprünglichen Kanal eine verringerte Sendeleistung anzuwenden. Das Verfahren kann ferner dazu dienen, eine im übertragungssystem vorhandene oder vorgesehene fehlererkennende bzw. fehlerkorrigierende Kanalcodierung zu vereinfachen oder deren Wirkung zu verbessern.

5. Schaltungsbeispiel zu Abschnitt 4

F i g. 3 zeigt das Blockschaltbild eines Beispiels, nach dem die empfangsseitige Rekonstruktion der Abtastwerte in Verbindung mit dem in Abschnitt 4 beschriebenen Prinzip der Fehlererkennung und -korrekturausgeführt werden kann. Das Schaltungsbcispiel betrifft damit die Erkennung und Korrektur von Einzelfehlern. Einzelfehler sind hier störungsbedingte sprunghafte Änderungen empfangsseitig rekonstruierter Abtastwerte, deren aboluter Betrag eine vorgegebene Toleranz überschreitet und die nicht dichter als in einem Mindestabstand von Abtastintervallen aufeinanderfolgen. Dieser Mindestabstand ist durch die erforderliche Anzahl der Prüfschritte zur Erkennung des Fehlers bestimmt und beträgt bei dem Schema nach F i g. 2, das dem Schaltungsbeispiel nach F i g. 3 zugrunde gelegt wird, H + 1 Abtastintervalle.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 3 wird ein Abtastzeilpunkt f, betrachtet, in dem die Änderung \sf des zu diesem Abtastzeitpunkt gehörenden empfangsseitig rekonstruierten Abtaslwertes s* (im folgenden kurz »rekonstruierter Abtastwert« genannt) gegenüber dem zum vorhergehenden Abtastzeitpunkt f,_, gehörenden rekonstruierten Abtastwerl Sj¹L₁ geprüft werden soll.

An den Eingang £ der Schaltung gelangt die empfangene (und gegebenenfalls durch Ubertragungsstörungen verfälschte) Differenz^ Die Differenz? wird einem Addierer 10 sowie einem Verzögerungsglied 40 zugeführt. Der Addierer 10 entspricht dem Summierungspunkt auf der Empfangsseite in Fig. 1 und berechnet aus dem Wert der empfangenen Differenz* und dem an seinem zweiten (unteren) Eingang liegenden empfangsseitig rekonstruierten Bezugswert S₁- (im folgenden kurz »Bezugswert« genannt) die Summe, die den rekonstruierten Abtastwert s* darstellt. Der Bezugswert .s, wird vom Multiplizierer 11 als Produkt aus dem vom Verzögerungsglied 12 abgegebenen Wert und einem konstanten Faktor /) (Dämpfungsfaktor) geliefert. Der aus den Blöcken 10. II und 12 bestehende Schaltungsteil entspricht der Schallung der Empfangsscite in Fig. 1 bei »j = 1. Das Verzögerungsglied 12 (F i g. 3) hat eine Verzögerungszeit von einem Abtastintervall /, so daß der vom Verzögerungsglied 12 abgegebene Wert den im vorhergehenden Abtastzeitpunkt i_;_i ermittelten rekonstruierten Abtastwert .<jf_, repräsentiert. Für den neuen rekonstruierten Abtastwert s*, der im betrachteten Zeitpunkt f_; am Eingang des Verajgerungsgliedes 12 liegt, vollzieht sich im nächsten Abtastzeitpunkt /_{i + 1} derselbe Vorgang.

Der rekonstruierte Abtastwert s* gelangt außerdem

ίο an den Subtrahierer 13, dem an seinem rechten Eingang zusätzlich der im vorhergehenden Abtastzeitpunkt f_f_, aufgetretene rekonstruierte Abtastwert SJ¹L₁ aus dem Verzögerungsglied 12 zugeleitet wird. Tor 14 ist dazu geöffnet. Gleichzeitig befindet sich Tor 15 im gesperrten Zustand, so daß das vor dem Tor 15 liegende Verzögerungsglied 16 zunächst keinen Einfluß auf den Funktionsablauf hat. Vom Subtrahierer 13 wird die Differenz Is·*= sf— Sj¹L₁ ermittelt. Die Differenz I s* gelangt an den Komparator 24. Dieser stellt fest, ob der absolute Betrag der vom Subtrahierer 13 ermittelten Differenz. I s* eine vorgegebene Toleranz K_c überschreitet. Tritt eine derartige Toleranzüberschreitung auf, so gibt der Komparator 24 einen Steuerimpuls ab, anderenfalls bleibt der Sleuerimpuls aus.

Außerdem wird die Differenz Isf dem Tor 21 sowie dem oberen Eingang des Subtrahierers 22 zugeführt. Tor 21 befindet sich zunächst im gesperrten Zustand. Durch den Subtrahierer 22 wird der Funk-

Jd tionsablauf nicht beeinflußt, da der vom Subtrahierer 22 abgegebene Wert in der betrachteten Phase des Abtastzeitpunktes J₁- zu keiner Veränderung des Betriebszustandes der Schaltung führt. (Tor 31 ist gesperrt. Die Verarbeitungszeit im Komparator 24 ist

j) so gewählt, daß ein von diesem abgegebener Steuerimpuls zeillich nach einem möglichen Steuerimpuls aus dem Komparator 29 auftritt.)

Zunächst wird der Fall angenommen, daß eine Überschreitung der Toleranz K₁. auftritt, d. h. daß,

-κι wie in F i g. 2, der absolute Betrag der Differenz Isf zwischen dem rekonstruierten Abtastwert sf des Ablastzeitpunktcs /, und dem rekonstruierten Abtastwert S-¹L₁ des Abtastzeitpunktes f,-_, größer ist als die Toleranz K₁.. Eine Änderung rekonstruierter Abtastwerte, deren absoluter Betrag die Toleranz K_c überschreitet, wird im folgenden als sprunghafte Abtastwertänderung bezeichnet. Der Komparator24(Fig. 3) gibt dann einen Steuerimpuls ab. Dieser gelangt über das Tor 33, das sich im geöffneten Zustand befindet,

so an den rechten Steuerimpulseingang der Tore 15 und 21, an den linken Steuerimpulseingang der Tore 14 und 33 sowie an den Eingang des Verzögerungsglicdes 34. Die Tore 15 und 21 werden daraufhin geöffnet, und die Tore 14 und 33 werden gesperrt.

Solange Tor 33 gesperrt bleibt, haben weitere vom Komparator 24 abgegebene Steuerimpulse und damit weitere sprunghafte Abtastwertänderungen keinen Einfluß auf den Funktionsablauf in der Schaltung. Das gesperrte Tor 14 verhindert, daß in dem nächsten

bo und gegebenenfalls in weiteren Abtastzeitpunkten dem rechten Eingang des Subtrahierers 13 und dem Eingang des Verzögerungsgliedes 16 der nächste und gegebenenfalls weitere rekonstruierte Abtast werte vom Verzögerungsglied 12 zugeführt werden. Statt dessen

b5 gelangt an den rechten Eingang des Subtrahierers 13 im nächsten Abtastzeilpunkt r_{l + 1} der rekonstruierlc Abtastwert Sj¹L₁, der im Zeitpunkt (, am Eingang des Verzögcrungsgliedes 16 lag und nach Ablauf von

dessen Verzögerungszeit, d. h. nach etwa einem Abtastintervall, das geöffnete Tor 15 passiert.

über Tor 21, das zum Zeitpunkt /,· durch den Steuerimpuls des Komparators 24 geöffnet wurde, wird die vom Subtrahierer 13 zum Zeitpunkt i, abgegebene Differenz I sf dem Multiplizierer 26 zugeführt. Vor Erreichen des nächsten Abtastzeitpunktes /,·+, gelangt der Steuerimpuls des Komparators 24 über das Verzögerungsglied 25 an den linken Steuerimpulseingang des Tores 21, so daß dieser wieder Ό gesperrt und der Durchgang des nächsten und gegebenenfalls weiterer an den Toreingang gelangender Differenzen aus dem Sublrahierer 13 verhindert wird.

Der Multiplizierer 26 berechnet aus der Differenz '5 I sf und dem als Festwert eingegebenen Dämpfungsfaktor b das Produkt b · Is₁* und führt es dem Verzögerungsglied 27 zu. Das Verzögerungsglied 27 gibt das an seinem Eingang befindliche Produkt b ■ \s* ein Abtastintervall später, also zum Zeitpunkt f_(+l, an den Eingang des Tores 28 ab.

Gleichzeitig, also ebenfalls zum Zeitpunkt f₁₊₁, wird der vom Komparator 24 zum Zeitpunkt f, abgegebene Steuerimpuls durch das Verzögerungsglied 34, das eine Verzögerungszeit von einem Abtast-Intervall hat, an den rechtsseitigen Steuerimpulseingang der Tore 28 und 31 weitergeleitet. Die Tore 28 und 31 werden dadurch geöffnet. Das am Eingang des Tores 28 eingetroffene Produkt b ■ Isf gelangt über das geöffnete Tor 28 an den Multiplizierer 26 sowie an den Subtrahierer 22. Der Multiplizierer 26 liefert dieses Produkt, mit dem Faktor b multipliziert, als neues Produkt b² · I sf an den Eingang des Verzögcrungsgliedes 27. Von diesem wird das neue Produkt bis zum nächsten Abtastzeitpunkt (₁₊₂ gespeichert.

Der Subtrahierer 22 berechnet aus dem zum Abtastzeitpunkt (_{i + 1} in seinen linksseitigen Eingang eingespeisten Produkt b · I sf, das dem störungsbedingten Anteil des Vergleichswertes /·,·+, in F i g. 2 entspricht, und dem seinem oberen Eingang zugeführten Wert .Is)¹L, die Differenz. Diese Differenz entspricht der Abweichung des zum Zeitpunkt i, _{+ I} ermittelten rekonstruierten Abtastwertes sf_+t vom zugehörigen, durch (15) festgelegten Vergleichswert r_{i + l} des Abklingvorgangs. Der absolute Betrag der Abweichung wird anschließend im Komparator 29 mit einer vorgegebenen Toleranz K_d verglichen. Ist dieser absolute Betrag nicht größer als die Toleranz K_lh so wird vom Komparator 29 kein Steuerimpuls abgegeben, und Tor 31 bleibt geöffnet:

Nach Durchlaufen des Verzögerungsausgleichsgliedes 30, dessen Verzögerungszeit kleiner als ein Abtastintervall und geringfügig größer als die Verarbeilungszeit im Komparator 29 ist, sowie nach Durchlaufen des Tores 31 gelangt die vom Subtrahierer 22 abgegebene Differenz (Abweichung) an den Zähler 32. Der Zählerstand des Zählers 32 wird von seinem Anfangswert Null um eine Einheit (Zähleinheit) weiter, also auf den Wert Eins geschaltet. Der dem Zähler 32 nachgeschaltete Komparator 23 prüft durch Vergleich mit einem Festwert H, ob der Zählerstand den Wert H (z. B. H = 5) erreicht hat. Der Wert H stellt die maximale Anzahl der Abtastzeitpunkte dar, in denen das Vorhandensein des vorgegebenen Abklingvorgangs geprüft wird. (Im folgenden und in F i g. 3 wird der Prozeß auch kurz »Prüfung des Abklingvorgangs« genannt oder in diesem Sinn bezeichnet.) Da der Zählerstand H im betrachteten Abtastzeitpunkt i_i+1 noch nicht vorliegt, gibt der Komparator 23 in diesem Abtastzeitpunkt keinen Steuerimpuls ab, und der für den Abtastzeitpunkt i_i+, beschriebene Funktionsablauf wiederholt sich im nächsten Abtastzeitpunkt t_i+2.

Im Abtastzeitpunkt r_i+2 wird also durch die Blöcke 10, 11 und 12 der Schaltung der nächste Abtastwert sf₊₂ rekonstruiert, durch den Subtrahierer 13 unter zusätzlicher Verwendung der Blöcke 15 und 16, die Differenz /ISf₊₂ zwischen den rekonstruierten Abtastwerten Sf₊₂ und sf_i berechnet, im Subtrahierer 22 die Abweichung zwischen der Differenz I sf₊₂ und dem vom Verzögerungsglied 27 über das Tor 28 weitergeleiteten Produkt b² ■ :\sf₊₂ bestimmt, der absolute Betrag dieser Abweichung im Komparator 29 mit der Toleranz K_d verglichen und, sofern keine Toleranzüberschreitung stattfindet, der Zählerstand des Zählers 32 um eine weitere Einheit, also auf den Wert Zwei erhöht. Dieser Zyklus zur Prüfung des Abklingvorgangs wird beendet, wenn entweder der absolute Betrag der vom Subtrahierer 22 berechneten Differenz die Toleranz K_d überschreitet oder der Zähler 32 den Zählerstand H erreicht. Der beschriebene Prüfzyklus setzt sich also längstens bis zum Abtastzeitpunkt i, _{+ H} fort.

Die Beendigung des Prüfzyklus infolge einer vom Komparator 29 festgestellten Überschreitung der Toleranz K₁₁, die in einem der Abtastzeitpunkte t_f+, bis (, + „ eintreten kann, erfolgt, indem vom Komparator 29 im Zeitpunkt der Toleranzübcrschreitung ein Steuerimpuls abgegeben wird. Dieser sperrt das Tor 31 und setzt über den Steuerimpulseingang »löschen« des Zählers 32 dessen Zählerstand auf Null. Außerdem stellt der vom Komparator 29 abgegebene Steuerimpuls den für den Abtastzeitpunkt t, angenommenen ursprünglichen Betriebszustand der Schaltung wieder her, indem die Tore 28 und 16 gesperrt und die Tore 14 und 33 geöffnet werden.

Ist dagegen in jedem der Abtastzeitpunktc ί_ί+1 bis l_i+/, der absolute Betrag der vom Sublrahierer 22 berechneten und vom Komparator 29 untersuchten Differenz nicht größer als die Toleranz K_d, so erreicht der Zählerstand des Zählers 32 den Wert H (Abtastzeitpunkt !, + „). Das Erreichen des Wertes H wird vom Komparator 23 festgestellt, der daraufhin im gleichen Abtastzeitpunkt einen Steuerimpuls abgibt. Der Steuerimpuls veranlaßt die Beendigung des laufenden Prüfzyklus sowie die Fehlerkorrektur.

Die Beendigung des laufenden Prüfzyklus durch den Steuerimpuls des Komparators 23 geschieht in der bereits für den Steuerimpuls des Komparators 29 beschriebenen Weise, wobei der bisher behandelte Teil der Schaltung wieder in den für den Abtastzeitpunkt I₁ angenommenen, ursprünglichen Betriebszustand versetzt wird. Das bedeutet, der vom Komparator 23 im betrachteten Abtastzeitpunkt f_{f + ff} abgegebene Steuerimpuls setzt den Zählerstand des Zählers 32 auf Null, sperrt die Tore 31, 28 und 16 und öffnet die Tore 33 und 14.

Zur Fehlerkorrektur werden durch den vom Komparator 23 im Abiastzeitpunkt f_{i + ;}, abgegebenen Steuerimpuls das Tor 43 geöffnet und das Tor 42 gesperrt. Zu diesem Abtastzeitpunkt hat die im Abtastzeitpunkt (,, dem angenommenen Zeitpunkt einer sprunghaften Abiastwertänderung vom Betrag größer als K₁., an den Eingang E der Schaltung gelangte empfangene Differenz if, die vom Verzögerungsglied

40 um H Abtastintervalle verzögert abgegeben wird, den Addierer 41 erreicht.

Solange vom Komparator 23 kein Steuerimpuls geliefert wird, wirkt der aus den Blöcken 41, 44, 42, 45 und 43 bestehende Schaltungsteil (Tor 42 geöffnet und Tor 43 gesperrt) ebenso wie der Schaltungsteil, der aus den Blöcken 10,11 und 12 besteht. Das heißt, aus jeder in den linken Eingang des Addierers 41 eingespeisten empfangenen Differenz, die H Abtastintervalle voir ihrem Eintreffen am linken Eingang des Addierers 41 dem Eingang £ der Schaltung und damit dem Verzögerungsglied 40 zugeführt wurde, und dem entsprechenden, dem unteren Eingang des Addierers 41 zugeführten Bezugswert wird jeweils der zugehörige Abtastwert rekonstruiert. Dieser wird vom Addierer 41 über das geöffnete Tor 42 an den Ausgang A der Schaltung abgegeben. Als Bezugswert dient dabei das vom Multiplizierer 44 berechnete Produkt aus dem vom Verzögerungsglied 45 angelieferten, im vorhergehenden Abtastzeitpunkt «,_, rekonstruierten Abtastwert und dem als Festwert in den Multiplizierer 44 eingegebenen Dämpfungsfaktor b.

Hat dagegen, wie im oben betrachteten Abtastzeitpunkt t_i+II der Komparator 23 einen Steuerimpuls abgegeben, so kann der den Addierer 41 verlassende rekonstruierte Abtastwert sf das nunmehr gesperrte Tor 42 nicht passieren. Statt dessen wird dem Ausgang A der Schaltung der vom Verzögerungsglied 45 angelieferte, vorausgegangene rekonstruierte Abtast- jo wert sf_, zugeführt, da Tor 43 durch den Steuerimpuls des Komparai:ors 23 geöffnet wurde. Der als fehlerhaft interpretierte rekonstruierte Abtastwert sf wird damit aus der Folge der rekonstruierten Abtastwerte eliminiert und durch den vorausgegangenen rekonstruierten Abiastwert Sj¹L₁ ersetzt. Der rekonstruierte Abtastwert sf., gelangt gleichzeitig an den Eingang des Verzögerungsgliedes 45.

Vor Erreichen des auf den betrachteten Abtastzeitpunkt t_i+H folgenden Abtastzeitpunktes ί_{ί + /(+1} ίο wird der Steuerimpuls des Komparators 23 über das Verzögerungsglied 46 nochmals wirksam. Das Verzögerungsglied 46, dessen Verzögerungszeit etwas geringer ist als ein Abtastintervall, gibt den Steuerimpuls des Komparators 23 auf den oberen Steuerimpulseingang des Tores 42 und auf den unteren Steuerimpulseingang des Tores 43. Dadurch werden die Tore 42 und 43 wieder in ihren ursprünglichen Betriebszustand versetzt, d. h., Tor 42 wird geöffnet und Tor 43 gesperrt. Im Abtastzeitpunkt r_{i + i) +} , wird w vom Verzögerungsglied 45 der rekonstruierte Abtastwert S-¹L, an den Multiplizierer 44 abgegeben, von diesem mit dem Dämpfungsfaktor b multipliziert und der so gewonnene Wertfosf_, dem Addierer 41 als Bezugswert für die Berechnung des rekonstruierten Abtast wertes s*₊₁ zugeführt, die hier im Abtastzeitpunkt £, + „ + , erfolgt.

Die Berechnung des rekonstruierten Abtastwertes geschieht in der bereits beschriebenen Weise durch Addition der am linken Addierereingang befindlichen, aus dem Verzögerungsglied 40 angelieferten und H Abtastzeitpunkte zuvor in den Eingang E der Schaltung eingespeisten empfangenen Differenz ^f₊₁ zu dem am unteren Eingang des Addierers 41 eingespeisten Bezugswert b ■ s,*_|. über das Tor 42 ist inzwischen der Ausgang des Addierers 41 wieder zum Eingang des Verzögerungsgliedes 45 durchgeschaltet worden, so daß der soeben berechnete rekonstruierte Abtastwert dem Verzögerungsglied 45 zugeführt wird und im darauffolgenden Abtastzeitpunkt als vorausgegangener rekonstruierter Abtastwert zur Berechnung des Bezugswertes zur Verfügung steht. Diese Betriebsart bleibt so lange bestehen, bis erneut ein Steuerimpuls vom Komparator 23 abgegeben wird, der veranlaßt, daß der betreffende rekonstruierte Abtastwert durch seinen Vorgänger ersetzt wird, und der anschließend die vorherige Betriebsart des hierzu verwendeten Schaltungsteils wiederherstellt.

Die rekonstruierten und gegebenenfalls korrigierten Abtastwerte am Ausgang A der Schaltung werden infolge der Verzögerungszeit des Verzügerungsgliedes

40 gegenüber dem Zeitpunkt der Eingabe der jeweils zugehörigen empfangenen Differenz in den Eingang E der Schaltung um H Abtastzeitpunkte verzögert ausgegeben. So erscheint z. B. bei Eingabe der zum Abtastzeitpur-.kt i,- gehörigen empfangenen Differenz tf in den Eingang E der Schaltung der zum Abtastzeitpunkt t,__H gehörige rekonstruierte Abtastwerl sfL„ am Ausgang A

Während in der bisherigen Funktionsbeschreibung des Schaltungsbeispiels nach F i g. 3 angenommen wurde, daß zum Abtastzeitpunkt f,- durch die Blöcke 10, 11 und 12 ein rekonstruierter Abtastwert sf berechnet wurde, der betragsmäßig vom vorhergegangenen rekonstruierten Abtastwert S-¹L₁ um mehr als eine Toleranz K₁. abweicht (Prüfung im Komparator 24), soil nun noch der Fall betrachtet werden, daß der absolute Betrag der Abweichung zwischen den rekonstruierten Abtastwerten s* und s,*_, kleiner ist als die Toleranz K,..

Die Berechnung der rekonstruierten Abtastwerte sf_i und sf durch die Blöcke 10, 11 und 12 sowie die Ermittlung der Differenz l.sf über die Blöcke 14 und 13 geschieht wie für den vorhergehenden Fall beschrieben. Der Komparator 24, dem im Abtastzeitpunkt Ii die Differenz Is* vom Subtrahierer 13 zugeführt wurde, gibt dann keinen Steuerimpuls ab. Deshalb bleibt der Betriebszustand der Schaltung unverändert, und die im Abtastzeitpunkt f_; ablaufenden Vorgänge wiederholen sich im nächsten Abtastzeitpunkt J_{1 + 1}. Die Beschreibung für die im Abtastzeitpunkt i,- ablaufenden Vorgänge läßt sich demnach auf den Abtastzeitpunkt /_{( + 1} übertragen, wenn dabei alle Indizes der Formelzeichen f, .v und Is um den Wert Eins erhöht werden. Das Tor 21 und der Subtrahierer 22, denen die vom Subtrahierer 13 berechnete Differenz Is₁* ebenfalls zugeführt wird, sind bei ausbleibendem Steuerimpuls des Komparators 24 für den Funktionsablauf ohne Bedeutung, da der Datenfluß durch die Tore 21 und 31, die sich im gesperrten Zustand befinden, unterbrochen wird.

Die dem Eingang E der Schaltung zum Abtastzeitpunkt f, zugeführte empfangene Differenz if erreicht außer dem Addierer 10 auch das Verzögerungsglied 40. Das Verzögerungsglied 40 hat eine Verzögerungszeit von H Abtastintervallen, d. h., die empfangene Differenz if gelangt an den nachgeschalleten Addierer

41 zum Abtastzeitpunkt /_{i +} „. Im angenommenen Fall, daß zum Abtastzeilpunkt /, der ;ibolute Betrag der vom Komparator 24 geprüften Differenz Is₁* die Toleranz K₁. nicht überschreitet, sind zum Abtaslzeitpunkt (_{i + /}, das Tor 42 geöffnet und das Tor 43 gesperrt, da im betrachteten Fall in diesem Abtastzeitpunkt (, + „ die Beendigung der Prüfung eines Abklingvorganges nicht emtreten kann und deshalb vom Komparator 23 kein Steuerimpuls abgegeben wird.

Schaltungsteil wirkt dann, wie bereits früher erwähnt, in gleicher Weise wie der Schaltungsleil aus den Blöcken 10, 11 und 12. Zum Abtastzeitpunkt i, _{+ w}, d. h. nach Ablauf der Verzögerungszeit von H Abtastintervallen, wird also am Ausgang des Addierers 41 und damit am Ausgang A der Schaltung derselbe rekonstruierte Abtastwert erzeugt, der zum Abtastzeitpunkt r, am Ausgang des Addierers IO gewonnen wurde. Der Ausgabezeitpunkt des rekonstruierten Abtastwertes am Ausgang A der Schaltung ist gegenüber dem Zeilpunkt der Eingabe der zu demselben Abtastzeitpunkl gehörigen empfangenen Differenz tf am Eingang E der Schaltung um H Abtastintervalle vergrößert.

Die in dem Schaltungsbeispiel nach F i g. 3 benutzte Methode der Prüfung des Abklingvorgangs hat den Nachteil, daß infolge der Verwendung des absoluten Betrages der Einzelabweichungen zwischen den rekonstruierten Abtastwerten und den entsprechenden Vergleichswerten als FehlerLriterium der Prüfvorgang durch kleine Abfaslwerischwankungen vom Betrage größer als K_d, die einem konstanten oder nahezu konstanten mittleren Verlauf der Abtastwerte überlagert sind, vorzeitig abgebrochen werden kann. Ein gegebenenfalls vorliegender störungsbcdingter Fehler, der eine Abtastwertänderung vom Betrage größer als K₁. hervorgerufen und die Prüfung des Abklingvorganges ausgelöst hat, wird dünn nicht erkannt und bleibt unkorrigiert, auch wenn der Trend der rekonstruierten Abtastwerte im zu prüfen- jo den Abschnitt des Abklingvorganges den entsprechenden Vergleichswerten folgt.

Diesem Nachteil kann begegnet weiden, indem außer den Einzelabweichungcn ein für die Folge der jeweils zu prüfenden oder geprüften Einzelabweichun- )5 gen repräsentativer Wert berechnet und in geeigneter Weise mit einer vorgegebenen Toleranz verglichen wird. Ein repräsentativer Wert im genannten Sinne kann z. B. ein Mittelwert aus den zu prüfenden oder geprüften Einzelabweichungen sein, wie etwa der arith- -to metische, geometrische oder quadratische Mittelwert oder allgemein ein aus der Kombination der Einzelabweichungen oder deren absoluter Beträge, speziell z. B. einer gewichteten Linearkombination, berechneter Wert. Bei dieser Methode der Prüfung mit einem für die Folge der Einzelabweichungen repräsentativen Wert dient die zusätzliche Prüfung der Einzelabwcichungen zur Begrenzung des Betrages derselben auf den durch die Toleranz K₁, vorgegebenen Wert. Die Toleranz K_d wird dabei größer gewählt als bei >o der in dem Schaltungsbeispicl nach F i g. 3 benutzten Methode der alleinigen Prüfung der Einzelabweichungen. Im Grenzfall großer Toleranzen K₁, kann auf die zusätzliche Prüfung der Einzelabweichungcn verzichtet werden. Die Prüfung kann nacheinander oder « gleichzeitig oder in Abhängigkeit vom momentanen Signalverhaltcn gesteuert mit unterschiedlich definierten repräsentativen Werten durchgeführt werden.

Das Beispiel eines Schaltungszusatzes, mit dem die t>o Schaltung nach F i g. 3 im Sinne des vorigen Absatzes erweitert werden kann, zeigt F i g. 4. Als repräsentativer Wert für die Folge der jeweils geprüften Einzelabweichungen wird dabei die nach jedem Prüfschritt erreichte Summe der mit dem Faktor IW multipli- b5 zierten Einzelabweichungen verwendet, wobei \IH der Reziprokweit der für die Prüfung der Einzclabweichungen insgesamt vorgesehenen Anzahl der Prüf-Der aus den Blöcken 41, 42, 45, 44 und 43 bestehende schritte ist. Werden sämtliche H Prüfschrilte durchlaufen, so stellt die als repräsentativer Wert verwendete Größe den arithmetischen Mittelwert der geprüften H Einzelabweichungen und damit der jeweils insgesamt zu prüfenden Einzek-bweichungen dar. Die Erweiterung der Schaltung nach F i g. 3 durch den Schaltungszusatz nach F i g. 4 geschieht, indem in F i g. 3 zwischen den aufdenSubtrahiwrer 22 folgenden Verzweigungspunkt und den Eingang des Verzögerungsgliedes 30 die Blöcke 50 bis 54 des Schaltungszusatzes nach F i g. 4 eingefügt werden.

Zur Beschreibung der Wirkungsweise dieses Schaltungszusatzes wird von dem im Ab'tastzcitpunkt /_{( + 1} bestehenden Betriebszusland der Schaltung nach F i g. 3 ausgegangen. Vorher sind also die beschriebenen Funktionen der Schaltung nach F i g. 3 bis zum Abtastzeitpunkt /, + , abgelaufen, wobei der Fall einer zum Ablaslzeitpunkt /,· aufgetretenen, vorn Komparator 24 festgestellten Überschreitung der Toleranz K₁. bei der Prüfung der zum Abiaslzeilpunkl l_: erfolgten Änderung zwischen den benachbarten rekonstruierten Abtaslwerten .sfL, und s* angenommen wird.

Im Abtastzeitpunkt f, ₊ , wird vom Subtrahicrer 22 die Abweichung zwischen der Differenz l.sf₊, aus dem Subtrahiercr 13 und dem zugehörigen, über das geöffnete Tor 28 aus dem Verzögerungsglied 27 zugeführten Referenzwert b ■ \sf an den Komparator 29 und den Multiplizierer 50 abgegeben. Der Komparator 29 prüft, ob der absolute Betrag der zum Abtastzeitpunkt I_{1 + 1} vom Subtrahiercr 22 angelieferten Abweichung die Toleranz K_d überschreitet. Stellt der Komparator 29 eine Überschreitung der Toleranz K_d fest, so gibt er einen Steuerimpuls an die Tore 28, 14, 15 und 33 ab und stellt, wie für die Schaltung nach F i g. 3 beschrieben, den ursprünglichen Betriebszustand dieser Schallung wieder her. Zusätzlich wird Tor 53 geschlossen.

Tritt dagegen eine Abweichung, die zur Überschreitung der Toleranz K_d führt, nicht auf, so wird vom Komparator 29 kein Steuerimpuls abgegeben, und der für den betrachteten Abtastzeitpunkl I_{1 + 1} beschriebene Vorgang wiederholt sich im nächsten Ablastzcitpunkt. Die vom Subtrahiercr 22 abgegebene Abweichung wird außerdem im Multiplizierer 50 mit dem im Beispiel nach F i g. 4 als Festwert eingegebenen Faktor l/H multipliziert und das so entstandene Produkt dem linken Eingang des Addierers 51 zugeführt. An den unteren Eingang des Addierers 51 gelangt der vom Verzögerungsglied 52 abgegebene Wert. Das Verzögerungsglied 52 hat eine Verzögerungszeil von einem Abtastintervall Ii. Am unteren Eingang des Addierers 51 tritt im betrachteten Abtastzeitpunkt I₁-_M also der Wert auf, der sich im vorhergehenden Abtastzeitpunkt I₁ am Hingang des Verzögerungsgliedes 52 befand. Das dem Verzögerungsglied 52 vorgeschaltete Tor 53 war im Abtastzeilpunkt /,· gesperrt, so daß in diesem Abtast/citpunkt am Eingang des Verzögerungsgliedes 52 der Wert Null lag. Die am Ausgang des Addierers 51 erscheinende Summe aus dem am linken und dem am unleren Eingang des Addierers 51 zugeführten Wert ist deshalb im Abtastzeitpunkt f_{l + 1} mit dem Wert am linken Eingang dieses Addierers identisch. Im Abtastzeitpunkt I_{1 + 1} wird das Tor 53 durch den vom Verzögerungsglied 34 im Abtastzeitpunkt 1, weitergeleitetcn Steuerimpuls des Komparator«; 24 emfTnct

über das geöffnete Tor 53 gelangt der vom Addierer 51 abgegebene Wert an den Eingang des Verzögcrungsglicdes 52 und steht nach Ablauf von dessen Verzögerungszeit, also im Ablastzeitpunkl I₁₊₂. am unteren Eingang des Addierers 51 für die Summenberechniing zur Verfügung.

Der vom Addierer 51 abgegebene Wert wird außerdem in den Komparator 54 sowie in das Vcrzögerungsausglcichsglicd 30 (F i g. 3) eingespeist. Der Komparator 54 vergleicht den absoluten Betrag des vom Addierer 51 angelieferten Wertes mit einer vorgegebenen Toleranz K₁.. Ist der absolute Betrag des Wertes größer als die Toleranz K₁., so gibt der Komparator 54 einen Steuerimpuls ab. anderenfalls bleibt der Steuerimpuls aus. Wird ein Steuerimpuls abgegeben, so wirkt dieser in gleicher, bereits beschriebener Weise wie ein Steuerimpuls des Komparator 29. Das bedeutet, der Steuerimpuls wird den entsprechenden Sleucrimpulscingängen der Tore 28, 14, 15 und 33 in F i g. 3 zugeführt und stellt den vor Erreichen des Abtastzcitpunklcs f,- geltenden, ursprünglichen Betriebszustand der Schaltung nach F i g. 3 wieder her. Bei ausbleibendem Steuerimpuls des Komparalors 54 gill für die Weiterverarbeitung des aus dem Addierer 51 in das Vcrzögcrungsausglcichsglicd 30 cingcspeisten Wertes in der Beschreibung zur Schaltung nach F' i g. 3 der Fall, daß vom Komparator 29 kein Steuerimpuls ausgeht. Die Verzögerungszeit des Vcizögerungsausgieichsglicdes 30 ist, ebenso wie bei alleiniger Verwendung der Schallung nach F i g. 3, » kleiner als ein Abtastintcrvall und so gewählt, daß der vom Addierer 51 (F i g. 4) angelieferte Wert das Tor 31 (F i g. 3) erst kurz, nach Ablauf der Vcrarbeilungszeil des Komparalors 29 erreicht.

Die in dem Schaltungszusatz nach I·" i g. 4 als repräsentativcr Werl für die Folge der vom Sublrahierer 22 angelieferten Einzelabweichungen zwischen den rekonstruierten Abtastwerten und den entsprechenden Referenzwerten des Abklingvorgangs verwendete Größe stellt, wie erwähnt, bei Durchlaufen von W Prüfschritten, also für den Abtastzeitpunkt /, + „. den arithmetischen Mittelwert der Einzclabwcichungcn dar. Soll als repräsentativer Werl für die Folge der Einzclabwcichungcn der arithmetische Mittelwert aus den bis zum jeweiligen (momentanen) Prüfzeitpunkt /, + ,. aufgctrelcnen Einzclabwcichungcn verwendet werden, so wird entweder der konstante Faktor l/W für den Multiplizierer 50 durch den von Prüfschritt zu Prüfschritl sich ändernden Faktor I//1

(h = 1,2 W) ersetzt, wobei /? die Anzahl der bis

zum jeweiligen Prüfzeitpunkt (, + ,. = /, + ,, durchlaufenen Prüfschrittc angibt, oder es wird statl der als Festwert in den Komparator 54 eingegebenen Toleranz K₁. eine von Prüfschritt zu Prüfschritl linear wachsende Toleranz /1 · K₁. (h = 1,2, ...,W) vorgesehen. Abweichend von der oben erläuterten Methode, bei der in den einzelnen Prüfschrilten entschieden wird, ob der absolute Betrag des für die geprüften Einzclabweichungcn repräsentativen Wertes innerhalb einer vorgegebenen Toleranz K₁. licgl, jeweils beginnend mit dem Prüfschritt/1 = 1. kann diese Entscheidung auch jeweils auf den Prüfschritt /1 = W beschränkt werden. In diesem Fall werden nur dann weniger als H Prüfschritte bei der Prüfung des Abklingvorgangs durchlaufen, wenn eine zusatz- b5 liehe Prüfung der Einzelabweichungen vorgesehen isl und dabei die Toleranz K₁₁ in einem Prüfschrill /1 < // überschritten wird.

6. Erkennung und Korrektur von Mehrfachfehlcrn

Mit der Schaltung nach F i g. 3 kann jeweils nui eine störungsbedingte sprunghafte Abtastwerländc rung in einer Folge rekonstruierter Abtastwertc al: fehlerhaft erkannt und korrigiert werden. Die Folgi besieht dabei aus dem sich sprunghaft ändernder rekonstruierten Abtastwert selbst und H sich un mittelbar an diesen anschließenden rekonstruierter Abtaslwertcn des Abklingvorgangs. (Wie im vorher gehenden Abschnitt wird die Bezeichnung »rckon struicrlcr Abtastwert« für den cmpfangsscitig rckon Iruierten Abtastwert verwendet. Als »sprunghafli Abtastwertänderung« wird wie bisher eine Änderuni rekonstruierter Abtast werte bezeichnet, deren abso luter Betrag die Toleranz K₁ überschreitet.)

Die Schaltung nach F i g. 3 läßt sich dahingchent erweitern, daß jeweils auch mehrere durch Übertragungsstörungen bedingte sprunghafte Abtastwertänderungen in einer Gruppe von G aufeinanderfolgenden rekonstruierten Abtastwerten als fehlerhaft erkannt und korrigiert werden können, wobei siel· erst an die letzte dieser Änderungen die W zu prüfenden Werte des Abklingvorgangs anschließen. In bezug auf die empfangenen Differenzen /·* bzw. jf_+v bedeute! dies, daß störungsbedingte Fehler, die in bis zu G aufeinanderfolgenden empfangenen Differenzen :■*+,. auftreten, erkannt und korrigiert werden können, wenn mindestens W als fehlerfrei interpretierte einem Signalabschnitt konstanter oder annähernd konstanter Abtastwertc zugeordnete Differenzen unmittelbar folgen.

Beschränkt man die maximale Anzahl der erfaßbaren sprunghaften Abtastwertänderungen auf eine Gruppe von G = 3 aufeinanderfolgenden rekonstruierten Abtaslwertcn .sf, _v (y = 0,1,2) bzw..s*+,,_! (g = 1,2,3). so können Abtastwertänderungen mit den in den F i g. 5b bis 5c verwendeten Fchlermuslern auftreten. Die in den Fig. 5b bis 5c verwendeten Typen von Fehlermustern sind lediglich Beispiele. Sie entsprechen je einer der vier Kombinationen aus fehlerfrei und fehlerhaft empfangenen Differenzen, die innerhalb einer Folge von drei empfangenen Differenzen möglich sind. Je nach der Lage der gestörten Bits in den Codewörtern der z. B. als Dualzahlen codierten empfangenen Differenzen ^ bzw. .·,-+,, können die sprunghaften Abtastwertänderungen nach Betrag und Vorzeichen variieren. In der nachfolgenden Tabelle 1 ist durch das Symbol »X« gekennzeichnet, welchen Abszisscnwcrtcn y bzw. g in den F i g. 5b bis 5c ein sprunghaft veränderter rekonstruierter Abtastweit der betreffenden Gruppe zugeordnet ist. Das Symbol »0« gilt für die übrigen Abszissenwcrtc.

Tabelle I

Zuordnung zwischen den Abszisscnwcrtcn y bzw. Ii und dem Auftreten sprunghafter Ablastwerländerungen in den F i g. 5b bis 5e

K	I- it!.	5 c	5cl	Se
	5 h	X	X	X
I	X	X	0	X
1	0	0	X	X
	0

Ein Schaltungsbcispicl zur Erkennung und Korrektur von bis zu drei sprunghaften Abtastwertänderungen in einer Gruppe von G = 3 aufeinanderfolgenden rekonstruierten Abtastwerten zeigt F i g. 6. Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 6 wird, ebenso wie in der Beschreibung zu F i g. 3, von einem Ablastzcitpunkt /,· ausgegangen, in dem die Änderung I s* des rekonstruierten Abtastwertes s* gegenüber dem vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwert SjL₁ geprüft werden soll.

Für den Funktionsablauf gilt zunächst der zweite und dritte Absatz der Beschreibung zur Schaltung nach F i g. 3. Der vom Addierer 10 abgegebene rekonstruierte Abtastwert s* wird zusätzlich dem oberen Eingang des Subtrahicrcrs 60 zugeführt. Das Tor 71, an dessen Eingang die vom Subtrahicrer 13 ermittelte Differenz . I s·* ebenfalls gelangt, befindet sich im gesperrten Zustand.

Ist der absolute Betrag der vom Subtrahierer 13 ermittelten und vom Komparator 24 geprüften Diffcrcnz I .sf nicht größer als die Toleranz K₁. (| l.sfj < K₁), so gibt der Komparator 24 keinen Steuerimpuls ab, und der Funktionsablauf wiederholt sich im nächsten Ablastzcitpunkt /_{i + 1} im Sinne des vorhergehenden Absatzes. Der vom Subslrahiercr 60 abgegebene Wert ist ohne Bedeutung, da er in dieser Phase keine Veränderung des Betricbszustandcs der Schaltung bewirkt.

Im folgenden wird der Fall besprochen, daß der absolute Betrag der Differenz Is* die Toleranz K_c jo überschreitet (| Uf | > K₁), so daß der Komparator 24 (F i g. 6) im Abtastzeitpunkt (,· einen Steuerimpuls abgibt. Dieser durchläuft das im geöffneten Zustand befindliche Tor 33, sperrt die Tore 14, 61 und 63 und öffnet die Tore 71, 62, 15 und 21. Der Steuerimpuls J5 wirkt außerdem an den Toren 28 und 31 als Spcrr- und am Zähler 32 als Rücksetzimpuls. Er erreicht zusätzlich den Eingang der Vcrzögcrungsgliedcr 65, 25 und 34. Die über das Tor 71 angelieferte Differenz Is₁* gelangt an den Eingang des Zählers 72. Sie wirkt hier als Zählimpuls, d. h., der Zählerstand des Zählers 72 wird von seinem Ausgangswcrl Null um eine Einheit, also auf den Wert Eins (Prüfschrilt g = 1 in F i g. 5b bis 5c) wcilcrgcschaltct.

Die Information über den neuen Zählerstand Eins des Zählers 72 wird über das geöffnete Tor 62 dem Eingang des Vcrzögcrungsglicdcs 64 und des Tores 88 zugeführt. Tor 88 ist gesperrt. Vor Beendigung des Abiastintervalls If kehren Tor 62 in den gesperrten und Tor 63 in den geöffneten Zustand zurück, da der vom Komparator 24 abgegebene Steuerimpuls über das Verzögerungsglied 65 nach Ablauf der Verzögerungszeil desselben an den Stcucrimpulscingang ζ des Tores 62 und den Steucrimpulseingang a des Tores 63 gelangt. Die Verzögerungszeit des Verzögerimgsglicdcs 65 ist kleiner als ein Abtastinlervall If und geringfügig größer als die Summe der Verarbcitungszeitcn in Tor 71, Zähler 72 und Tor 62.

Der Zählerstand des Zählers 72 wird im Kompa- Mi ralcu 74 daraufhin geprüft, ob er den Höchstwert Drei urrcichl hat. Solange der Zählerstand Drei nicht erreicht ist, also auch im vorliegenden Fall, gibt der Komparator 74 keinen Steuerimpuls ab. Der Höchstweil Drei des Zählerstandes entspricht dem Prüf- tr> schrill κ - 3 in Fi g. 5b bis 5c und damit der maximalen Anzahl aufeinanderfolgender rekonstruierter Abiastwerte, bei denen mit der Schallung sprunghafte Ablastwcrtändcrungen korrigiert werden können.

Vor dem Sperren des Tores 14 und dem öffnen des Tores 15 durch den Steuerimpuls des Komparalors 24 gelangt der im Abiastzeitpunkt f, vom Verzögerungsglied 12 abgegebene rekonstruierte Abiastwert s*_, an den rechten Eingang des Subtrahierers 60 sowie an den Eingang des Verzögerungsgliedcs 16. Das Verzögerungsglied 16 hat eine Verzögerungszeit von einem Ablastinlcrvall If. Aus den rekonstruierten Abtastwcrtcn .sf und .sf _, berechnet der Subtrahicrer 60 die Differenz l'.sf, die im betrachteten Abtastzeitpunkt f, mit der vom Subtrahierer 13 ermittelten Differenz Is₁* identisch ist ( I's* = Is*).

Die am Ausgang des Subtrahierers 60 erscheinende Differenz I's* gelangt an den oberen Eingang des Subtrahicrcrs 22 sowie über das geöffnete Tor 21 an den Multiplizierer 26. Tor 21 wird anschließend durch den vom Verzögerungsglied 25 weitergeleiteten Steuerimpuls des Komparators 24 wieder gesperrt. Der Multiplizierer 26 berechnet aus der ihm zugeführten Differenz l'.sf und dem als Festwert eingegebenen Dämpfungsfaktor/) das Produkt b· l'.sf und führt es dem Verzögerungsglied 27 zu. Das Verzögerungsglied 27 hat eine Verzögerungszeit von einem Abtastintervall. Der im betrachteten Abtastzeitpunkt vom Verzögerungsglied 27 abgegebene, also im vorhergehenden Abtastzeitpunkt in dieses eingespeiste Wert findet das Tor 28 im gesperrten Zustand vor und wird daher nicht weitergeleitet.

Die vom Subtrahierer 22 berechnete und an den Komparator 29 sowie über das Verzögcrungsausglcichsglicd 30 weitergeleitete Differenz ist im betrachteten Fall des Abtastzeitpunktes f, bedeutungslos. Sie kann das im gesperrten Zustand befindliche Tor 31 nicht passieren, und auch das mögliche Auftreten oder Ausbleiben eines vom Komparator 29 abgegebenen Steuerimpulses führt zu keiner Veränderung des bestehenden Betriebszustandes der Schaltung. Es bleiben also Tor 31 gesperrt und der Zählersland des Zählers 32 auf Null. (Ein Steuerimpuls des Komparators 29 wirkt am Tor 31 als Sperr- und am Zähler 32 als Rücksetzimpuls.) Ein Schließen des Tores 75 und öffnen des Tores 70 durch einen Steuerimpuls des Komparators 29 wird noch im gleichen Abtastzeitpunkt durch den vom Verzögerungsglied 34 wcitergeleitelcn Steuerimpuls des Komparators 24 zurückgenommen, der Tor 75 wieder öffnet und 70 wieder sperrt. Die Verzögerungszeil des Vcrzögcrungsglicdcs 34 ist geringfügig größer als die Verzögerungszeit des Vcrzögcrungsausglcichsglicdcs 30 und damit größer (vgl. Beschreibung zur Schaltung nach Fig. 3) als die Summe der Vcrarbcitungszciten im Subtrahicrer 22 und Komparator 29. Durch den vom Verzögerungsglied 34 wcilcrgelcitctcn Steuerimpuls werden daher noch im Abtastzeitpunkt f, zusätzlich die Tore 28 und 31 geöffnet. Tor 61 wurde durch den Steuerimpuls des Komparators 24 gesperrt, so daß auch der am Eingang dieses Tores auftretende Steuerimpuls des Komparalors 29 unwirksam bleibt.

Im nächsten Abtastzeilpunkt /, + , wird vom Subtrahicrcr 13 die aus den rekonstruierten Ablastwcrtcn .v*_, und ,sf berechnete Differenz Uf₁, abgegeben und im Komparator 24 geprüft. Die zugehörigen Funktionen laufen entsprechend der für den Ablastzeilpunkl f, gegebenen Beschreibung ab. In dieser sind dann die Indizes der Größen .5, s*, l.s·* und I um

eine Einheit zu erhöhen.

Der Zählerstand des Zählers 72 wird durch die Differenz lsf₊₁, die über das im geöffneten Zustand befindliche Tor 71 an den Eingang des Zählers 72 gelangt und hier als Zählimpuls wirkt, vom Wert Eins auf den Wert Zwei weitergeschaltet. Der Komparator 74 prüft, ob der Zählerstand den Wert Drei erreicht hat und gibt, da dies nicht der Fall ist, keinen Steuerimpuls ab.

Der weitere Funktionsablauf im Abtastzeitpunkt f_{; + 1} ist abhängig von der Größe des absoluten Betrages der Differenz /ISf₊₁. Ist der absolute Betrag dieser Differenz nicht größer als die Toleranz K₁. (1-Is₁₊₁ IX₁), so liefert der Komparator 24 keinen Steuerimpuls. Tor 62 bleibt damit gesperrt und Tor 63 bleibt geöffnet. Der im Abtastzeitpunkt f, an den Eingang des Verzögerungsgliedes 64 gelangte Wert Eins, der den Zählerstand des Zählers 72 für den Zeitpunkt der letzten sprunghaften Abtastwertänderung der bisher durchlaufenen Schritte des Prüfzyklus, hier also für den Abtastzeitpunkt (,-, angibt, wird im betrachteten Abtastzeitpunkt Z_{1 + 1} am Ausgang des Verzögerungsgliedes 64 abgegeben. Das Verzögerungsglied 64 hat also eine Verzögerungszeit von einem Abtastintervall If. Der vom Verzögerungsglied 64 abgegebene Wert passiert das offene Tor 63 und erreicht erneut den Eingang des Verzögerungsgliedes 64 sowie den Eingang des weiterhin im gesperrten Zustand'befindlichen Tores 88.

überschreitet der absolute Betrag der Differenz I sf₊₁ die Toleranz K₁. ( | 1.Sf₊₁ | > K₁.), so wird durch den dann ausgelösten Steuerimpuls des Komparators 24 ^für den Abtastzeitpunkt i_{i + 1} derselbe weitere Funktionsablauf eingeleitet wie im Abtastzeitpunkt tj. über das dann geöffnete Tor 62 wird dem Eingang des Verzögerungsgliedes 64 sowie des gesperrten Tores 88 der Wert Zwei zugeführt, der den Zählerstand des Zählers 72 im betrachteten Abtastzeitpunkt (,·+, darstellt. (Im Abtastzeitpunkt f, _{+ 1} ist jetzt die letzte sprunghafte Abtastwertänderung der bisher durchlaufenen Schritte des Prüfzyklus aufgetreten.) Der im vorhergehenden Abtastzeitpunkt /, an den Eingang des Verzögerungsgliedes 64 gelangte Wert Eins, der nunmehr am Ausgang desselben abgegeben wird, bleibt unwirksam, da das nachfolgende Tor 63 durch den Steuerimpuls des Komparators 24 gesperrt wurde. Vor Beendigung des Abtastinlcrvalls veranlaßt dieser Steuerimpuls über das Verzögerungsglied 65 die Rückkehr des Tores 63 in den geöffneten und des Tores 62 in den gesperrten Zustand.

Dem Sublrahierer 60 werden über dessen oberen Eingang der rekonstruierte Abtastwert .sf₊₁ und über dessen rechten Eingang der rekonstruierte Abtastwert .sf_, zugeführt. Der rekonstruierte Abtast wert s*_| wird vom Verzögerungsglied 16, an dessen Eingang er im vorhergehenden Abtastzeitpunkl /,· gelangt war, über das offene Tor 15 angeliefert. Er wird gleichzeitig erneut dem Eingang des Vcrzögcrungsgliedcs 16 zugeführt. Der im betrachteten Ablastzcitpunkt Z_{1 + 1} vom Verzögerungsglied 12 abgegebene rekonstruierte Abtastwert .ν,* kann den rechten Eingang des Subtrahierers 60 nicht erreichen, da Tor 14 gesperrt ist. Der Subtrahierer 60 berechnet aus den beiden ihm zugeführten Werten die Differenz -I'.Vf₊1 = .vfn-.sf-i·

Die Differenz 1'.Sf₊₁ wird vom Subtrahierer 60 an den Eingang des Tores 21 und den oberen Eingang des Subtrahierers 22 abgegeben und, wenn der Fall

> K₁. vorliegt, ebenso weiterverarbeitet wie die Differenz l'sf im Abtastzeitpunkt J₁. Nach der Produktbildung im Multiplizierer 26 befindet sich dann am Eingang des Verzögerungsgliedes 27 der Wert b ■ l'.sf₊₁.

Tritt im Abtastzeitpunkt t_/+1 ein Steuerimpuls des Komparators 24 dagegen nicht auf ( | lsf₊₁ | < K₁), so ändert sich der entsprechende Funktionsablauf. Das Tor 21 ist gesperrt, so daß die Differenz l'sf₊₁ das

ίο Tor 21 nicht durchlaufen und damit auch den Eingang des Multiplizierers 26 nicht erreichen kann. Statt dessen wird dem oberen Eingang des Multiplizierers 26 und dem linken Eingang des Subtrahierers 22 das Produkt/)· l'sf zugeleitet, das vom

is Verzögerungsglied 27 über das geöffnete Tor 28 abgegeben wurde. Das öffnen des Tores 28 war, wie bereits erwähnt, während des Abtastzeitpunktes f, durch den vom Verzögerungsglied 34 wcitergeleiteten Steuerimpuls des Komparators 24 erfolgt. Der Multipliziercr 26 berechnet aus den Werten b und b ■ l'sf das nächste Produkt b² · l'sf und führt es dem Eingang des Verzögerungsglicdes 27 zu.

Im Subtrahierer 22 wird aus den Werten l'sf₊₁ und b ■ l'sf die Differenz ermittelt. Sie entspricht der Abweichung des rekonstruierten Abtastwertes sf₊₁ von dem für ein Fehlermuster nach F i g. 5b gültigen zugehörigen Vcrgleichswert r'_{i +} | des Abklingvorgangs. Der absolute Betrag dieser Abweichung wird im Komparator 29 mit der Toleranz K_d verglichen.

jo Ist der absolute Betrag der vom Subtrahicrer 22 ermittelten Abweichung nicht größer als die Toleranz Kj, so liefert der Komparator 29 keinen Steuerimpuls, und es wird keine Veränderung des Betriebszustandes der Schaltung ausgelöst. Die vom Subtra-

:5 hierer 22 abgegebene Differenz (Abweichung) gelangt über das Verzögerungsausglcichsglied 30 und das Tor 31, das während des vorhergehenden Abtaslzeitpunkles f, zusammen mit Tor 28 geöffnet wurde, an den Zähler 32. Die Abweichung wirkt hier als Zählimpuls und schaltet den Zählerstand des Zählers 32 um eine Einheit, also vom Anfangswert Null auf den Wert Eins weiter. Der Komparator 23 stellt fest, ob der Zählerstand den vorgegebenen Maximalwert // (z. B. H = 5), erreicht hat. Solange der Zählerstand unterhalb des Wertes H liegt, gibt der Komparator 23 keinen Steuerimpuls ab.

überschreitet der absolute Betrag der vom Subtrahierer 22 ermittelten Abweichung die Toleranz K,,, so wird vom Komparator 29 ein Steuerimpuls abgegeben. Dieser sperrt das Tor 31 und setzt den Zählerstand des Zählers 32 auf den Wert Null zurück. Der Steuerimpuls des Komparators 29 gelangt außerdem an den Anschluß α (Sleuerimpulseingang u) des Tores 70 und den Anschluß ζ (Steuerimpulseingang ζ) des Tores 75. Dadurch gehen Tor 70 in den geöffneten und Tor 75 in den gesperrten Zustand über. Am Eingang des Tores 61 bleibt der Steuerimpuls wirkungslos, da Tor 61 gesperrt ist.

Im nächsten Abtastzeilpunkt I_{1 + 2} wird die vom

w) Subtrahicrer 13 abgegebene Differenz Isf,, ebenso gewonnen und zunächst auch ebenso weiterverarbeitet wie im Abtastzeitpunkt /_{i + l}. SIcIlI dor Komparator 24 eine Überschreitung der Toleranz K,. fest (|. I.vf₊2 I > K₁.) und liefert deshalb einen Slcucr-

b^r> impuls, so werden kurzzeitig Tor 62 geöffnet und Tor 63 geschlossen. Damit gelangt der jetzige Zählerstand Drei des Zählers 72 an den Eingang des Verzögerungsgliedes 64 und des Tores 88. Tor 88 ist gesperrt.

Das Sperren des Tores 62 und das öffnen des Tores 63 geschieht nach Ablauf der Verzögerungszeit des Vcrzögerungsgliedes 65. Diese ist kleiner als die Summe aus der Verarbeitungszeit im Komparator 74 und der Zeit für das Löschen des Zählers 72. Im Fall 5 IΛsf₊2 I <: Kc bleiben Tor 62 geschlossen und Tor 63 geöffnet. Dem Eingang des Verzögerungsgliedes 64 und dem Eingang des Tores 88 wird dann der am Ausgang des Vcrzögerungsgliedes 64 auftretende Wert zugeführt. Er stellt den Zählerstand für den Abtast-Zeitpunkt der letzten Überschreitung der Toleranz K₁. dar.

Abweichend von den Verhältnissen im Abtastzeitpunkt (_i+1 wird im Abtastzeitpunkt t_i+2 vom Komparator 74 ein Steuerimpuls abgegeben, da der Zäh- r> lerstand des Zählers 72 den vorgegebenen Maximalwert Drei aufweist. Der Steuerimpuls des Komparators 74 öffnet das Tor 61, setzt den Zählerstand des Zählers 72 auf Null, sperrt das Tor 71 und erreicht den Eingang des Vcrzögerungsglicdes 73.

Die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 73 ist etwas größer als die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 34. Sie ist damit so bemessen, daß der Steuerimpuls des Komparators 74 innerhalb des zum Abtastzeitpunkt i,₊₂ gehörenden Abtastintervalls vom Verzögerungsglied 73 erst weitergeleitct wird, wenn die Zeit für das Auftreten eines möglichen Steuerimpulses abgelaufen ist, der an die Steucrimpulscingänge der Tore 70 und 75 sowie zu dem Steucrimpulseingang α des Tores 33 gelangen kann, jo Ein solcher Steuerimpuls kann vom Verzögerungsglied 34 oder vom Komparator 29 angeliefert werden.

Die Gewinnung und Weiterverarbeitung der vom Subtrahicrcr 60 abgegebenen Differenz \'sf₊₂ erfolgt in gleicher Weise wie für die im Abiastzeitpunkt J5 t_i+1 auftretende Differenz l'.sf₊₁ beschrieben. Wurde im betrachteten Abtastzeitpunkt f_{i + 2} vom Komparator 24 ein Steuerimpuls abgegeben (| 1.Sf₊₂ | > K_c) und dadurch Tor 28 gesperrt sowie Tor 21 kurzzeitig geöffnet, so erreicht die Differenz .1'.Sf₊₂ den oberen Eingang des Multiplizierers 26. Der Multiplizierer 26 berechnet das Produkt b · /1'.Sf₊₂ und führt es dem Verzögerungsglied 27 zu. Der vom Subtrahicrcr 22 ermittelte Wert ist im vorliegenden Fall bedeutungslos. Entsprechend der Beschreibung für den Abtastzeit- m punkt /_{i +} , bei | l.sf_+l | < K₁. werden auch hier durch den vom Verzögerungsglied 34 weitergeleiteten Steuerimpuls des Komparalors 24 schließlich die Tore 28. 31 und 75 geöffnet und das Tor 70 gesperrt. Der Zählerstand des Zählers 32 befindet sich auf dem Wert >n Null. Der anschließend vom Verzögerungsglied 73 abgegebene Steuerimpuls des Komparators 74 gelangt über das geöffnete Tor 75 an den Anschluß r des Tores 33, das dadurch in den gesperrten Zustand übergeht. «

Wurde im betrachteten Ablastzeilpunkl/,, ₂ vom Komparator 24 kein Steuerimpuls abgegeben ( I I sf₊j I < K,.), so bleiben Tor 21 gesperrt und Tor 28 geöffnet. Je nachdem, ob der letzte Steuerimpuls des Komparators 24 im Abtastzeitpimkt i, oder i_in auf- wi getreten ist, erscheint am Ausgang des Verzögerungsgliedes 27 das Produkt/)²· l'.sf oder h · l.v,,, und wird über das geöffnete Tor 28 dem oberen Hingang des Mullipliziercrs 26 sowie dem linken Eingang des Subtrahieren 22 zugeleitet. Der Multiplizierer 26 be- b^r> rechnet das nächste Produkt />■' ■ l'.sf bzw. Ir ■ l'.sf,., und gibt es« η den Eingang des Vcr/ögcrungsglicdcs 27 ab. Vom Subtrahiercr 22 wird die Abweichung /wischen dem Wert I'.Sf₊₂, der am oberen Eingang des Subtrahierers zugeführt wurde, und dem an den linken Subtrahierereingang gelangten Wert /r · l'.sf bzw. b ■ I'.Sf₊₁ ermittelt. Der absolute Betrag dieser Abweichung wird im Komparator 29 untcisiklii

Gibt der Komparator 29 keinen Steuerimpuls ab, d. h. ist der absolute Betrag der Abweichung nicht größer als die Toleranz K_lh so bleibt Tor 31 geöffnet, und der vom Subtrahierer 22 abgegebene Wert der Abweichung erreicht über das Verzögerungsglied 30 und über das Tor 31 den Zähler 32. Er schaltet den Zählerstand vom Wert Eins bzw. Null auf den Wert Zwei bzw. Eins weiter.

1st auch im vorhergehenden Abtastzeitpunkt f, ₊ , weder ein Steuerimpuls des Komparators 24 noch ein Steuerimpuls des Komparators 29 aufgetreten, so befinden sich Tor 70 im gesperrten und Tor 75 im geöffneten Zustand. Der vom Verzögerungsglied 73 weitergeleitete Steuerimpuls des Komparators 74 kann Tor 70 nicht passieren, gelangt dagegen über Tor 75 an den Anschluß ζ des Tores 33. Tor 33 wird dadurch gesperrt.

Hat jedoch im vorhergehenden Abtastzeitpunkt f_{l + 1} der Komparator 29 einen Steuerimpuls abgegeben und ist im gleichen Abtastzeilpunkl /_{( + 1} wie bisher kein Steuerimpuls des Komparators 24 aufgetreten, so sind Tor 70 geöffnet und Tor 75 gesperrt. Der vom Verzögerungsglied 73 weitergeleitete Steuerimpuls des Komparators 74 wird dann über das Tor 70 dem Anschluß« des Tores 14 und dem Anschluß ζ des Tores 15 zugeführt. Tor 14 wird geöffnet und Tor 15 gesperrt. Zusätzlich wird der Steuerimpuls über das Tor 70 auf den Anschluß ζ der Tore 28 und 31 sowie als Rücksetzimpuls auf den Zähler 32 geschaltet. Die Tore 28 und 31 gehen dadurch in den gesperrten Zustand über, und der Zählerstand des Zählers 32 nimmt den Wert Null an. Tor 33 bleibt geöffnet, da der vom Verzögerungsglied 73 weitergeleitete Steuerimpuls des Komparators 74 das Tor 75 im gesperrten Zustand vorfindet und am Tor 33 nicht wirksam werden kann. Der bisher beschriebene Schaltungstcil ist damit in den Betriebszustand zurückgekehrt, der unmittelbar vor dem Erreichen des Abtastzeilpunktes/, bestand. Im nächsten Abtastzeitpunkt kann also bei einer Überschreitung der Toleranz K₁ ein neuer Prüfzyklus eingeleitet werden.

Gibt im Gegensatz zum soeben behandelten Fall der Komparator 29 im Abtastzeilpunkt (,, ₂ einen Steuerimpuls ab, wobei wie bisher angenommen wird, daß ein Steuerimpuls des Komparalors 24 aubleibt, ( I I.sf,₂ |< K₁), so werden durch den Steuerimpuls des Komparators 29 zunächst Tor 31 gesperrt und der Zählerstand des Zählers 32 auf Null gesetzt. Zugleich durchläuft der Steuerimpuls das geöffnete Tor 61 und gelangt an den Anschluß <i des Tores 14 sowie an den Anschluß ζ des Tores 15. Dadurch werden Tor 14 geöffnet und Tor 15 gesperrt. Außerdem sperr! der Steuerimpuls das Tor 75 und öffnet das Tor 70. Der nunmehr vom Verzögerungsglied 73 wcilcrgeleitete Steuerimpuls des Komparators 74 kann das Tor 33 nicht erreichen, so daß dieses Tor geöffnet bleibt. Der an den Anschluß « des Tores 33 gelangende Steuerimpuls des Komparators 29, der im Sinne eines öffnimgsinipulses wirkt, ändert den bereits vorhandenen geöffneten Zustand des fores 33 nicht, über das 'for 70 erreicht der vom Verzögerungsglied 73 weitergeleilelc Steuerimpuls des Komparators 74 dieselben Anschlüsse der fore 14 und 15.

denen über das Tor 61 auch der Steuerimpuls des !Comparators 29 zugeleitet wurde. Tor 14 bleibt also geöffnet und Tor 14 gesperrt. Schließlich gelangt der Steuerimpuls des Komparators 74 auf demselben Wege als Sperrimpuls an den Anschluß ζ der Tore 28 und 31 sowie als Rücksetzimpuls an den Zähler 32. Hierdurch wird Tor 28 in den gesperrten Zustand umgeschaltet. Das Sperren des Tores 31 und das Rücksetzen des Zählers 32 waren schon durch den Steuerimpuls des Komparators 29 erfolgt. Damit wurde der bisher beschriebene Schaltungsteil ebenso wie im vorher behandelten Fall, in den unmittelbar vor Erreichen des Abtastzeitpunktes ?, geltenden ursprünglichen Betriebszusland zurückversetzt.

Sofern die Schaltung im Abtastzeitpunkt /_{i + 2} in den ursprünglichen Betriebszustand gelangt ist, beginnt im nächsten Abtaslzeitpunkt /_{i +} , der für den Abtastzeitpunkt f, beschriebene Funktionsablauf von neuem. Andernfalls wird im Abtastzeitpunkt t_i+3 die Prüfung des Abklingvorgangs begonnen (Fchlermuster nach Fi g. 5d und 5e) oder forlgesetzt (Fchlermusler nach Fig. 5b und 5c). Tor 33 und Tor 71 sind gesperrt, so daß weder eine Überschreitung der Toleranz K₁. durch den absoluten Betrag der vom Subtrahierer 13 angelieferten Differenz noch diese Differenz selbst die weiteren Vorgänge beeinflußt.

Vom Subtrahiercr 60 wird die Differenz 1'.Sf₊, = sf₊₃ — s*_, abgegeben und im Subtrahiercr 22 deren Abweichung gegenüber dem vorgegebenen Referenzwert des Abklingvorgangs ermittelt. Dieser Referenzwert ist das vom Verzögerungsglied 27 wcitergeleitete Produkt /r' ■ l'sf, b² · 1'.Sf₊₁ oder b ■ Vf₊₂, je nachdem, ob das Vorhandensein eines Fchlcrmusters nach Fig. 5b, 5c oder 5d/5e geprüft wird. Wie im entsprechenden Fall der vorhergehenden Prüfschritte wird das Produkt zugleich dem oberen Eingang des Multiplizierers 26 zugeführt und das neu berechnete nächste Produkt in das Verzögerungsglied 27 eingespeist. Tor 21 ist gesperrt. Wird vom Komparator 29 keine Überschreitung der Toleranz K₁₁ festgestellt, also kein Steuerimpuls abgegeben, so wird der Zählerstand des Zählers 32 um eine Einheil weitergeschaltet. Der Zählerstand beträgt dann Drei, Zwei oder Eins, abhängig davon, ob ein Fehlermustcr nach Fig. 5b, 5c oder 5d/5e vorausgesetzt wird.

Der im vorhergehenden Abtastzeitpunkt an den Eingang des Vcrzögerungsgliedes 64 gelangte Wert, der den Zählerstand des Zählers 72 für den Zeilpunkt der letzten sprunghaften Abtastwertänderung des laufenden Prüfzyklus darstellt, wird am Ausgang des Verzögerungsgliedes 64 abgegeben (Verzögerungszeit ein Abtastintervall Ii) und über das offene Tor 63 erneut dem Eingang des Verzögerungsgliedes 64 sowie des im gesperrten Zustand befindlichen Tores 88 zugeführt. Tor 62 ist gesperrt. Tritt im Abtastzeitpunkt i,₊, ein Steuerimpuls des Komparators 29 auf, so wird der bisher beschriebene Schaltungsteil vieder in den unmittelbar vor Erreichen des Ablaslzcitpunktes f, geltenden Betriebszustand umgeschaltet. Der Steuerimpuls des Komparators 29 durchläuft Tor 61, öffnet Tor 14 und sperrt Tor 15. Ferner werden die Tore 28 und 31 gesperrt sowie der Zählerstand des Zählers 32 auf Null gesetzt. Die Tore 33 und 70 werden durch den Steuerimpuls geöffnet, und das Tor 75 wird gesperrt.

Wurde im Abtaslzeitpunkt f, ₊ , vom Komparator 29 kein Steuerimpuls abgegeben, so wiederholen sich die soeben beschriebenen Vorgänge im nächsten Abtastzcilpunkl f₁₊₄. Der Funktionsverlauf setzt siel sinngemäß in den folgenden Abtastzeitpunkten fort bis der Komparator 29 eine Überschreitung der To leranz K_d oder der Komparator 23 für den Zähler 3: das Erreichen des Zählerstandes H feststellt. In dieser beiden Fällen geben der Komparator 29 bzw. 2'. einen Steuerimpuls ab, und der bisher behandelt« Schaltungstcil kehrt in den kurz vor Erreichen des Abtastzeitpunktes J₁ bestehenden Betriebszusland zu

ι» rück. Der Funktionsablauf folgt dabei der für der Abtastzeitpunkt t_i+3 und den Fall einer überschrei tung der Toleranz k_d geltenden Bechreibung. Im dar auffolgenden Abtastzeitpunkt beginnt der Funktions ablauf wieder wie für den Abtastzeitpunkl <₍ ge

!5 schildert.

Die Abgabe eines Steuerimpulses durch den Korn parator 32 bedeutet im Gegensatz zur Abgabe eine; Steuerimpulses durch den Komparator 29, daß da; Vorhandensein des auf die letzte sprunghafte Abtast wertänderung folgenden vorgegebenen Abklingvor· gangs innerhalb der Toleranz K_d bestätig! wurde. Die in dem durchlaufenden Prüfzyklus untersuchten rekonstruierten Abtastwerte werden daher als fehlerhaft interpretiert, und der Steuerimpuls des Komparators 23 leitet η ben der Zurückführung des bisher betrachteten Schaltungsleils in den ursprünglichen Betriebszustand die Fehlerkorrektur ein. Er öffnet dazu das Tor 88 und gelangt an den Eingang der Verzögerungsglieder 85 und 89 sowie des Tores 86.

Der vom Verzögerungsglied 64 abgegebene Wert, der über das offene Tor 63 erneut den Eingang dieses Vcrzögerungsgliedes erreicht, durchläuft außerdem das geöffnete Tor 88 und gelangt an die Komparatoren 87, 84 und 81. Derjenige Komparator, dessen

r> fest eingegebener Wert (3,2 bzw. 1) mit dem vom Verzögerungsglied 64 angelieferten Wert übereinstimmt, gibt einen Steuerimpuls an den Anschluß a des Tores 86. 83 bzw. 80 ab. Das entsprechende Tor wird dadurch geöffnet. Der dem Verzögerungsglied 89 zugeführte Steuerimpuls des Komparators 23 verläßt dieses nach Ablauf der Verzögerungszeit, die kleiner ist als ein Ablastintcrvall 11, und stellt den gesperrten Zustand des Tores 88 wieder her.

Die Verzögcrungsglicder 85, 82 und 46 haben jeweils eine Vcrzöücrungszcit von einem Abtastintcrval! Ii.

Je nachdem, ob der Steuerimpuls am Ausgang des Komparators 23, des Vcrzögerungsgliedes 85 oder des Verzögcrungsgliedes 82 abgenommen wird, ob also Tor 86 oder Tor 83 oder Tor 80 geöffnet ist, trifft der Steuerimpuls im Abtastzeitpunkt seiner Abgabe durch den Komparator 23 oder im nächsten oder im übernächsten Abtastzeilpunkl am Anschluß α des Tores 43 und am Anschluß ζ des Tores 42 ein. Im betreffenden Abiastzeitpunkt werden dadurch Tor 43 geöffnet und Tor 42 gesperrt. Das vom Steuerimpuls durchlaufene Tor 86, 83 bzw. 80 wird über dessen Anschluß ζ durch den Steuerimpuls wieder gesperrt.

Solange sich Tor 42 im geöffneten Zustand befindet,

bo wird in dem aus den Blöcken 41, 42, 44 und 45 bestehenden Schaltungsteil aus den empfangenen Differenzen der jeweilige rekonstruierte Abtastwerl in gleicher Weise gewonnen wie in dem Schaltungstcil aus den Blöcken 10, 11 und 12 (vgl. Beschreibung zu

(v> F i g. 3). Bedingt durch das Verzögerungsglied 40 gclangl jedoch die am Eingang E der Schaltung auftretende empfangene Differenz,·* jeweils erst nach einer Verzögerungszeit, die geringfügig größer ist als

G+ H-I Abtastintervalle Ii (G = 3 Tür die Schaltung nach F i g. 6) an den linken Eingang des Addierers 41. Am Ausgang des Tores 42 und damit am Ausgang A der Schaltung erscheint deshalb auch der rekonstruierte Abiastwert gegenüber dem Eintreffen der zugehörigen empfangenen Differenz)* am Eingang E um die genannte Verzögerungszeit später.

Die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 40 ist so bemessen, daß das Sperren des Tores 42 und das öffnen des Tores 43 geschieht, kurz bevor vom ι ο Addierer 41 der rekonstruierte Abtastwerl sf des festgestellten Fehlermusters abgegeben wird. Der rekonstruierte Abtastwert sf findet dann das Tor 42 im gesperrten Zustand vor und kann den Ausgang A der Schaltung nicht erreichen. Statt dessen wird dem Ausgang A der Schaltung und dem Eingang des Verzögerungsgliedes 45 über das geöffnete Tor 43 der vorausgegangene rekonstruierte Abtast wert .sf_, als korrigierter Abtaslwert s*_t zugeführt.

Bleibt das Tor auch im nächsten Abtastzeitpunkt gesperrt und das Tor 43 geöffneJ, so gelangl an den Ausgang A der Schaltung sowie an den Eingang des Verzögerungsgliedes 45 erneut der rekonstruierte Abtaslwert sf.,, diesmal als korrigierter Abtast wert s*_i+i. Er tritt dann an die Stelle des rekonstruierten Abtastwertes sf₊,. Eine Wiederholung des rekonstruierten Abtastwertes .sf_, kann im darauffolgenden Abtastzeitpunkt nochmals erfolgen. Die Zeitdauer, während der das Tor 42 gesperrt und das Tor 43 geöffnet ist, entspricht der Zeit, die zwischen dem Auftreten des Steuerimpulses am Ausgang des !Comparators 23, des Verzögerungsglicdes 85 oder des Verzögerungsgiiedcs 82 (je nachdem, ob das Tor 86, 83 oder 80 geöffnet war) und dem Erscheinen des Steuerimpulses am Ausgang des Verzögerungsgliedes 46 vergehl.

Der vom Verzögerungsglied 46 weitergclcitclc Steuerimpuls wird am Anschluß 2 des Tores 43 sowie am Anschluß α des Tores 42 wirksam, so daß das Tor 43 in den gesperrten und das Tor 42 in den geöffneten Zustand zurückkehrt. Das öffnen des Tores 42 und Sperren des Tores 43 erfolgt, bevor der Addierer 41 den rekonstruierten Abtastwert des betreffenden Abtastzeitpunktes bzw. das Verzögerungsglied 45 erneut den rekonstruierten Abtaslwert sf-_t abgegeben hat. Der aus den Blöcken 41 bis 45 bcslehende Schaltungsteil befindet sich damit in seinem ursprünglichen Betriebszustand, d. h. am Ausgang A der Schallung und am Eingang des Verzögcrungsgliedes 45 erscheint wieder der vom Addierer 41 im jeweiligen Abtaslzeilpunkt ermittelte rekonstruierte Abtastwert.

In nachstehender Tabelle 2 ist für die verschiedenen Typen von Fehlermustern nach Fig. 5b bis 5e angegeben, in welchem Abtastzeitpunkt der Steuerimpuls am Komparator 23 auftritt (Vorgang I), Tor 42 gesperrt und Tor 43 geöffnet wird (Vorgang II) und die Tore 42 und 43 wieder in ihren ursprünglichen Betriebszustand zurückkehren (Vorgang III), wenn der Prüfzyklus jeweils im Abtastzeitpunkt /, beginnt.

Fig.	Vorgang	ti+ 11	Il	4 K I 2	III	// +Λ
	I	^i + in ι	* f	4 I/ +2	',.	Il+-I
5 b	Ί + ΙΙ+2	(,·	+ J/+2	'■+	Il +5
5 c	'/ + //+2	(,	+ (/42	'/+	/1 + 5
5d				'/+
5 c

Vorgang I:

Auftreien des Steuerimpulses am Ausgang des

!Comparators 23.
Vorgang 11:

Sperren des Tores 42 und öffnen des Tores 43. Vorgang III:

öffnen des Tores 42 und Sperren des Tores 43. Tabelle 2:

Zeitliche Zuordnung verschiedener Vorgänge in der Schaltung nach F i g. 6 zu den Fehlermustern nach F i g. 5 b bis 5e.

Bei jeder Eingabe einer empfangenen Differenz tf bzw. if_+y in den Eingang E der Schaltung wird ein rekonstruierter und gegebenenfalls korrigierter Abtaslwert am Ausgang A ausgegeben. Eingabe und Ausgabe erfolgen also synchron. Dasselbe gilt für die Schallung nach F i g. 3.

Die Prüfung der Einzelabweichungen durch den Komparator 29 kann wie bei der Schaltung nach F i g. 3 durch die Prüfung eines für die Folge der Einzelabweichungen repräsentativen Wertes ersetzt werden. Der Schaltungszusatz nach F i g. 4 ist sinngemäß auch für die Schaltung nach F i g. 6 anwendbar.

Die Schaltung nach F i g. 6 unterscheidet bei der Fehlerkorrektur nicht zwischen einem Fehlermuster nach Fig. 5d und einem solchen nach Fig. 5e. Das heißt, unabhängig davon, ob bei einer im Prüfschrill g = 3 auftretenden sprunghaften Abtastwertänderung der rekonstruierte Abtastwert sf_+I im Prüfschritl g = 2 aus einer fehlerfreien oder einer fehlerhaften empfangenen Differenz tf_+i gewonnen wurde, wird an dieser Stelle der rekonstruierte Abtastweit s,*_, als korrigierter Abtastwert s*_i+1 eingefügt. Durch Erweiterung der Schaltung läßt sich erreichen, daß bei einem Fehlermuster nach Fig. 5c der rekonstruierte Abtast wert sf_+l aus der als fehlerfrei betrachteten empfangenen Differenz rf₊₁ und dem rekonstruierten Abtastwert s*_, ermittelt wird, der als korrigierter Wert Sjj anstelle des rekonstruierten Abtastwertes s* eingefügt wurde und als Bezugswert dient. Der auf diese Weise ermittelte korrigierte Abtastwert S^₊₁ wird im darauffolgenden Abtastzeitpunkt wiederholt und ersetzt den rekonstruierten Abtastwerl sf₊₂, bei dem im Prüfschritt g = 3 eine sprunghafte Abtastwertänderung festgestellt wurde.

Die geschilderte Korrektur von Mehrfachfehlern ist nicht auf eine maximale Anzahl von G = 3 aufeinanderfolgende sprunghafte Abtastwertänderungen beschränkt. Das Schaltungsprinzip nach F i g. 6 und die genannten Erweiterungen desselben können auch auf eine andere Anzahl G ausgedehnt werden. Zu beachten ist, daß mit wachsendem G, ebenso wie auch mit wachsendem H, im allgemeinen die Wahrscheinlichkeit abnimmt, daß die entsprechenden, von der sendeseitigen Nachrichtenquelle abgegebenen Abtastwerte nicht wesentlich schwanken.

7. Ergänzende Bemerkungen

Wird in dem Schaltungsbeispicl nach F i g. 3 die Prüfung des Abklingvorgangs beendet oder infolge einer Überschreitung der Toleranz K₁, abgebrochen (z. B. im Abtastzeilpunkt (,+.,). so beginnt im nächsten Abtastzeitpunkt (z.B. im Abtastzeitpunkt ί,+J ein

b5 neuer Prüfzyklus. Für das Schaltungsbeispiel nach F i g. 6 gilt dies, soweit die Überschreitung der Toleranz Kj nach dem Prüfschritt χ = 3 auftritt. Der neue Prüfzyklus setzt mil der Untersuchuni; ein, ob

10

15

25

eine sprunghafte Abtastwertänderung vorliegt, d. h. ob die Toleranz K₁. überschritten wurde.

Der Beginn des neuen Prüfzyklus kann auf den Abtastzeitpunkt vorverlegt werden, in dem die Prüfung des Abklingvorgangs abgebrochen bzw. beendet wurde. Dadurch läßt sich bereits in diesem Abtastzeitpunkt das Auftreten einer sprunghaften Abtastwertänderung feststellen. In den Schaltungen nach F i g. 4 und F i g. 6 kann hierzu z. B. ein weiterer Taktschritt benutzt werden, der bei einer Überschreitung von K₁₁ noch im gleichen Abtastzeitpunkt den Funktionsablauf des ersten Prüfschrittes des neuen Prüfzyklus herbeiführt. Die für diesen Schritt notwendige nochmalige Bereitstellung der zum betreffenden Ablastzeitpunkt gehörenden, vom Addierer 10 und vom Verzögerungsglied 12 abgegebenen rekonstruierten Abtastwerte bzw. der empfangenen Differenzen kann in Verbindung mit einer Zwischenspeicherung geschehen. Abhängig vom Prüfergebnis in diesem Schritt laufen im darauffolgenden Abtastzeitpunkt die Vorgänge wie für den Abtastzeitpunkt (_i+1 ab. Der Beginn des neuen Prüfzyklus bereits im Abtastzeitpunkt der Überschreitung der Toleranz K_d bzw. des letzten Prüfschrittes für den Abklingvorgang bietet sich besonders an, wenn das erfindungsgemäße Verfahren der Fehlererkennung und -korrektur durch ein Rechenprogramm für eine bestehende Rechenanlage realisiert wird, da dann kein zusätzlicher Schaltungsaufwand entsteht.

In den bisherigen und den folgenden Beschreibungen sowie in den Zeichnungen wird für die Werteverglciche bei den Prüfoperationen eine symmetrische Lage der Toleranzbereiche in bezug auf den jeweils zu prüfenden Wert bzw. auf den zum Vergleich dienenden Wert angenommen (z. B. ± K₁., ± K_d, ± K_e, ± K₁). Ebenso können die Toleranzbereiche unsymmetrisch gewählt werden. Zum Beispiel wird dann unterhalb des jeweils zu prüfenden Wertes bzw. des zum Vergleich dienenden Wertes ein größerer Toleranzbereich zugelassen als oberhalb oder umgekehrt.

Die aus den empfangenen Differenzen ermittelten rekonstruierten Abtastwerte und die aus diesen durch weitere arithmetische Operationen hervorgehenden Werte werden im allgemeinen als Dualzahlen dargestellt. Sowohl bei einer programmtechnischen als auch bei einer gerätetechnischen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zu beachten, daß diese Zahlen mit einer genügend großen Stellenzahl verarbeitet werden, so daß Rundungsfehlcr in den Ergebnissen der arithmetischen Operationen nicht über das für eine einwandfreie Funktion des Verfahrens zulässige Maß hinaus ansteigen können. Die Stellenzahl ist im allgemeinen größer als sie sich bei Unterteilung des Aussteuerbereiches mit der kleinsten Stufenbreite des Quantisierers ergibt.

Die Multiplikationen mit dem Dämpfungsfaktor b als Multiplikator können z. B. so vorgenommen werden, daß die Bits der Dualzahl des Multiplikanden (z. B. Is*) in einem Schieberegister um .v Stellen in Richtung der Bits geringerer Wertigkeit verschoben werden und die neu entstandene Dualzahl von der Dualzahl des Multiplikanden subtrahiert wird. Dabei gilt 2" = 1/(1 -b). Da die genannte Verschiebung der Bits einer Division durch 2^Λ entspricht, wird bei diesem ersten Schritt eine Multiplikation des Multiplikanden mit dem Faktor 2~^v = 1— h erzielt. Nach dem anschließenden Schritt der Subtraktion liegt das gewünschte Produkt aus dem Dämpfungsfaktor b

60 und der als Multiplikand eingegebenen Größe (z. B. \sf) vor. Für den Dämpfungsfaktorb ist zur Anwendung dieser Methode ein Wert vorteilhaft, dessen Komplement \-b mit einem ganzzahligen Exponenten χ durch die Potenz 2~^x dargestellt werden kann (z. B. b = 1 -2~⁴ = 0,9375).

bei der schaltungstechnischen Realisierung ist außerdem zu beachten, daß infolge verfälschter empfangener Differenzen der Aussteuerbereich der empfangsseitigen Rekonstruktionsschaltungen überschritten werden kann, wenn dieser gleich dem Aussteuerbereich der sendeseitigen Abtastwerte gewählt wird. Um Nachteile für die Fehlererkennung und -korrektur zu vermeiden, sind entsprechende Vorkehrungen, wie z. B. Wahl eines erweiterten Aussteuerbereiches oder eine Überlaufüberwachung zweckmäßig.

Die Schaltungen oder Teile der Schaltungen können außer in Digitaltechnik auch in Analogtechnik bzw. kombiniert in Analog-Digitaltechnik ausgeführt werden.

In den Schaltungen nach F i g. 3 und F i g. 6 werden die Toleranzen K₁, und K₁. als Festwerte eingegeben. Darüber hinaus können diese Toleranzen jedoch variabel gewählt und in Abhängigkeit von Signalparametern gesteuert werden. Dasselbe gilt für die Größe H. Im folgenden werden einige Beispiele für die Verwendung variabler Toleranzen genannt.

Mit wachsender Höhe der sprunghaften Abtastwertänderungen ( I .sf für die Schaltung nach F i g. 3 bzw. !'sf+,, für die Schaltung nach Fig. 6; zur Bezeichnungsweisc vgl. F i g. 2 bzw. F i g. 5) nimmt die Anfangssteigung des sich anschließenden Abklingvorgangs zu. Damit sinkt die Entscheidungsunsicherheil, d. h., es verbessert sich die Möglichkeit, den Abklingvorgang von einem konstanten oder nahezu konstanten Signalverlauf oder allgemeiner, von einem ungestörten Signalverlauf zu unterscheiden. Durch Vergrößerung von Kj bei zunehmendem Wert Is₁* bzw. I'sf_+J,_F kann die Entscheidungsunsicherheit an diejenige bei niedrigen Werten l,sf bzw. Γχ*+,,_£ angeglichen, d. h. vergrößert werden. In Signalabschnitten, die mit vergrößerter Toleranz K₁, untersucht werden, können nunmehr Abklingvorgänge auch bei entsprechend größeren Schwankungen der rekonstruierten Ablaslwertc erfaßt werden.

Größere Schwankungen der rekonstruierten Abtastwerte können nicht nur infolge größerer Schwankungen des sendeseitigen Quellensignals, sondern auch infolge eines zunehmenden Pegels des Quellensignals auftreten. Sie werden dann durch durch das Anwachsen der Quantisicrungsfehler im sendeseitigen nichtlinearen Quantisiercr (Fig. 1) hervorgerufen. Bei einer (betragsmäßigen) Zunahme z. B. des Abtastwertes .v, vergrößert sich im Mittel die Differenz .ν, zwischen dem Abtastwert .> >,■ und dem zugehörigen Bczugswerl s,- = h ■ .s-f_, nach Gleichung (4), wenn .v*_ 1 « s_f angenommen wird. (Es gelten die im Zusammenhang mit der Beschreibung zu F i g. I im Abschnitt 2 verwendeten Bezeichnungen.) Letztere Annahme entspricht dem hier interessierenden Fall, daß der Verlauf des Quellensignals annähernd konstant und der Quantisierungsfehler i/, = .sf—.v, im Verhältnis zu .s-, klein ist. Einer größeren Differenz _f, wird ein gröberer Bereich der nichtlinearcn Quantisicrungskcnnlinie zugeordnet. Der vom Quantisierer als Repräsentationswert für die Differenz ;■,■ abgegebene Ausgangswert tf weicht dann von f,- im Mittel um einen größeren Quantisicrungsfehler </, ab als bei

40

45

50

55 fl =

einer kleineren Differenz/,. Dieser Gesichtspunkt kann durch eine pegelabhängige Veränderung der Toleranzen K₁₁ und K_c berücksichtigt werden. Bei einer Zunahme des mittleren Pegels werden diese Toleranzen vergrößert, bei einer Abnahme werden sie verkleinert.

Eine Steuerung der Toleranz K_d kann ferner unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Wahrscheinlichkeiten erfolgen, mit denen die verschiedenen Höhen Is* bzw. l's*_+y£ sprunghafter Abtaslwertänderungen zu erwarten sind. Für Höhen, die unwahrscheinlicher sind als andere, kann eine kritischere Prüfung des sich anschließenden Abklingvorgangs, z. B. durch eine Verringerung von K_d zweckmäßig sein.

Zum Beispiel ist bei statistisch voneinander unabhängigen Störungen im Bereich der üblichen Bitfehlerwahrscheinlichkeiten und Codewortlängen die Verfälschung nur eines übertragenen (Binär-)Symbols in einem empfangenen Codewort wahrscheinlicher als die Verfälschung mehrerer solcher Symbole. In Zeitabschnitten, in denen konstante oder nahezu konstante Differenzen übertragen werden, kann deshalb bei derartigen übertragungsslürungen mit bestimmten bevorzugten Symbolkombinationen im Codewort der betreffenden empfangenen Differenzen gerechnet werden.

Umgekehrt kann die Zuordnung zwischen den zu übertragenden Codewörtern und den durch sie repräsentierten Werten derzu übertragenden Differenzen so so gewählt werden, daß durch Ubertragungsstörungen bevorzugt solche Symbolkombinationen in den empfangenen Codewörtern erzeugt werden, die in der Folge der empfangenen Differenzen bzw. der rekonstruierten Abtastwerte zu möglichst signifikanten und si nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit möglichst geringer Entscheidungsunsicherheil erkennbaren und korrigierbaren Fehlern führen.

Abweichend von der in den Schaltungen nach F i g. 3 und F i g. 6 angewendeten Methode kann die Fehlerkorrektur statt durch Ersetzen rekonstruierter Abtastwertc .sf+ sf_+y auch durch Ersetzen empfangener Differenzen 1* bzw. if_+y erfolgen. Wurden nach einer der bisher in Zusammenhang mit F i g. 3 und F i g. 6 und deren Erwcitcrungsmöglichkeiten beschriebenen 4^r> Methoden sprunghafte Abtaslwertänderungen festgestellt, die auf Übertragungsstörungen zurückgeführt werden können, so werden nicht die in Betracht kommenden fehlerhaften rekonstruierten Abiastwerte, sondern die zu den betreffenden Abtastzeitpunkten gehörenden empfangenen Differenzen gegen Vorgängerwerle ausgetauscht.

Das Ersetzen fehlerhafter empfangener Differenzen kann nach demselben Schema ablaufen wie das Ersetzen rekonstruierter Abtastwertc. Hierzu wird eine ^r>5 den Blöcken 42, 43 und 45 in F i g. 3 und F i g. 6 entsprechende Schaltungskombination zwischen dem Verzögerungsglied 40 und dem Addierer 41 eingefügt. In der aus den Blöcken 41 bis 45 Destehenden Rckonstruktionsschaltung werden die Tore 42 und 45 wi überflüssig, so daß dieser Schaltungsleil im Aufbau dann dem aus den Blöcken 10, 11 und 12 bestehenden Schaltungsteil gleicht. Ein Vorteil dieser Modifikation besteht darin, daß die den Blöcken 42, 43 und 45 entsprechende, vor dem Addierer 41 eingefügte Schal- b5 lungskombination für die kürzere Codewortlänge der empfangenen Differenzen ausgelegt werden kann. Die rekonstruierten Abtastwertc die für die Abtastzeitpunkte ersetzter empfangener Differenzen ermittelt wurden, können von ihrem Vorgängerwerl infolge des Quantisierungsfehlers abweichen, bei einer Aufeineinanderfolge ersetzter Differenzen tritt an diesen Stellen eine Akkumulation der Abweichungen ein, dl·-· jedcch in den darauffolgenden rekonstruierten Abtastwerten wieder abgebaut wird.

Durch Umschaltglieder ist es möglich, in den Schaltungen nach F i g. 3 und F i g. 6 sowie ihren angegebenen Modifikationen einen Teil der Blöcke mehifach auszunutzen. So können z. B. die Blöcke 10 und 11 durch eine Umschaltung zusätzlich anstelle der Blöcke 41 und 44 verwendet werden. In der Schaltung nach F i g. 6 kann der Subtrahicrer 13 durch eine Umschaltung zusätzlich die Funktion des Subtrahierers 60 übernehmen.

Bei den geschilderten Methoden zur Fehlererkennung wird das jeweilige Fehlermuster in der Ablastwertfolge, d. h. der den zu rekonstruierenden Abtastwerten überlagerte störungsbedingte Anteil durch Prüfung der Höhe der sprunghaften Abiastwertänderung Is₁* bzw. l's*+,_v und anschließende schrittweise Berechnung und Prüfung des zugehörigen Abklingvorgangs festgestellt. Da die Werte des Abklingvorgangs nach Gleichung (14) bei vorgegebenem Dämpfungsfaktor /) näherungsweise durch die Höhe Is₁* bestimmt sind (bzw. l'.sf+j.,, für Mehrfachfehler) und wegen der digitalen Darstellung der Differenzen nur eine begrenzte Anzahl unterschiedlicher Höhen I.·,. % Is₁* bzw. z. B. Uf+ I(f_+I + · · · + lif,.,. + · · ■ + I'.V«

y = y_E

auftreten kann, ist auch die Anzahl unterschiedlicher Abklingvorgänge begrenzt. Die Η-Werte und gegebenenfalls auch weitere Werte des interessierenden Bereichs jedes dieser Abklingvorgänge können, z. B. zusammen mit ihrer zugehörigen Höhe hf oder Isf bzw.

y = 0

oder I's*+,, als Adresse, gespeichert werden. Wird in der zu prüfenden Folge der rekonstruierten Abtaslwcrte eine Überschreitung der Toleranz K₁ festgestellt und zusätzlich die Höhe der sprunghaften Abtastwert- und/oder Differenzänderung bestimmt, so können die Werte des zugehörigen Abklingvorgangs aus dem Speicher abgerufen werden. Sie stehen dann für den Vergleich mit den entsprechenden, aus den rekonstruierten Abtastwerten ermittelten Werten unmittelbar, d. h. ohne jeweilige Neuberechnung zur Verfugung.

Als korrigierte Abtastwerte s_A*· + ,,, die als Ersatz für sprunghaft veränderte (bzw. von solchen eingeschlossene) empfangsseitig rekonstruierte Abtastwerte eingefügt werden, können statt des rekonstruierten Abtastwertes .sf_, (.v** + ,. = .sf_,) auch andere rekonstruierte Abtastwertc in Betracht kommen sowie Werte, die aus Kombinationen rekonstruierter Abtastwerte belohnet werden. Diese können den zu ersetzenden rekonstruierten Abtastwerten zeitlich und/oder räumlich benachbart sein.

Zum Beispiel ist die Gewinnung des korrigierten Abtastwertes s* durch lineare Extrapolation aus den

vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwerten s*_₂ und .sf_, möglich. Bei Abtast werten, die aus der zcilcnweisen Abtastung der Helligkeitsinformation von Bildern entstanden sind, können, als weiteres Beispiel, Nachbarwerte aus anderen (z. B. vorausgegangenen) Bildzeilen berücksichtigt werden.

Sinngemäß kann bei empfangenen Differenzen if bzw. (■■*+,. verfahren werden, wenn diese, wie weiter oben erwähnt, an Stellen sprunghafter Abtastwertänderungen durch andere Differenzen ersetzt weiden.

In Gleichung (3) wurde die Berechnung des Bezugswertes .s, für die Differenzbestimmung aus einer Linearkombination rekonstruierter Abtastwertc .s?L, angegeben, die dem Bezugswert s, zeitlich vorausgegangen und jeweils mit einem konstanten Faktor U₁ gewichtet sind. Ein Übertragungsfehler, der einen dieser rekonstruierten Abtastwerte beeinflußt, wird bei 0 < α, < I ähnlich wie bei dem bisher zugrunde gelegten Vorhandensein eines Dämpfungsfaktors b (0 < h < \) allmählich abgebaut. Die jeweilige Abklingfunktion ist in dem betrachteten Fall durch die Höhe der sprunghaften Abtastwertänderung und die Faktoren Ci₁ vorgegeben.

Als Werte s*_j für die Berechnung des Bezugswertes .S₁ nach Gleichung (3) kommen nicht nur rekonstruierte Abtastwerte in Betracht, die dem Bezugswert zeitlich unmittelbar vorausgehen, sondern auch solche, die, wie bei Bildsignalen, dem Bezugswert durch eine räumliche Zuordnung benachbart sind. Zum Beispiel wird in The Bell System Technical Journal, Volume 50, March 1971. Nr. 3, Seite 1049 bis 1061. und Proceedings of the 1972 International Conference on Cummunications, Philadelphia. Pa., USA, S. 39—1 bis 39—6, über DPCM-Syslemc berichtet, die den Bezugswert aus Lincarkombinationen der (rekonstruierten) Helligkeilsinformation räumlich benachbarter Bildelcmentc berechnen. Auch hier findet ein gesetzmäßiger Fehlcrabbau statt. Das erfindungsgemäße Prinzip der Fehlererkennung und -korrektur und die angegebenen Modifikationen desselben können auf derartige Systeme ausgedehnt werden. Neben einer Prüfung und Korrektur in Zcilcnrichlung ist dabei eke solche senkrecht zur Zeilcnrichtung an wendbar. Soweit zur Bezugswertberechnung rekonstruierte Abtastwerte benötigt werden, die in vorausgegangenen Zeilen bzw. Spalten liegen und bereits korrigiert wurden, können diese statt der ursprünglichen rekonstruierten Abtastwertc verwendet werden.

Außer in der Folge der cmpfangsscitig rekonstruierten Ablastwertc können störungsbedingte Verfälschungen übertragener (empfangener) Differenzen in vereinfachter, jedoch vergröberter Form auch in der Folge der Differenzen selbst erkannt werden. Die störungsbedingte Verfälschung einer empfangenen Differenz <■■*, die in einem Zeitabschnitt konstanter oder nahezu konstanter Abtastwcrle des sendescitigen Qucllcnsignals auftritt, ist gekennzeichnet durch eine sprunghafte Änderung dieser Differenz gegenüber unmittelbar vorausgegangenen und unmittelbar nachfolgenden Differenzen. Die unmittelbar vorausgegangenen Differenzen schwanken um etwa denselben mittleren Wert wie die unmittelbar nachfolgenden Differenzen. Außerdem ist die Häufigkeit gleichartiger Diffcrcnzcnschwankungcn unmittelbar vor und unmittelbar nach der sprunghaften Änderung etwa gleich groß.

Ist die sprunghafte Änderung einer empfangenen Differenz/* nicht slörungsbcdingt, sondern durch

eine entsprechende Änderung des zugehörigen Ab tastwertes des Qucllcnsignals entstanden, so ergeber sich infolge der veränderten Signalaussteuerung ein< Vergrößerung der Abweichungen zwischen den ge· nannten mittleren Werten der unmittelbar vorausgegangenen und der unmittelbar nachfolgenden Differenzen sowie Unterschiede in den Häufigkeiten dci genannten Diffcrcnzcnschwankungen. Die pcgclabhängigcÄnderung des mittleren Wertes der Diffcrenzer wurde bereits im Zusammenhang mit der Toleranzbrcitcnsteucrung erläutert.

Ob die sprunghafte Änderung einer empfangenen Differenz if störungsbedingl oder durch den Verlau! des sendcscitigcn Qucllcnsignals verursacht ist, läßt sich demnach z. B. durch den Vergleich zweier repräsentativer Werte (z. B. Mittelwerte) feststellen, die jeweils aus einer bestimmten Anzahl der einer sprunghaft veränderten Differenz unmittelbar vorausgegangenen bzw. nachfolgenden Differenzen berechnet wurden. Besteht zwischen beiden repräsentativen Werten innerhalb einer vorgegebenen Toleranz Übereinstimmung, so kann die sprunghafte Differenzänderung als störungsbedingt aufgefaßt und korrigiert werden. Als weiteres Kriterium läßt sich die Häufigkeit der Differenzenschwankungen in jeweils einer bestimmten Anzahl von Differenzen vor und nach der sprunghaften Differenz- bzw. Abtastwertändcrung ausnutzen. Die Korrektur kann nach einer der bereits geschilderten Methoden erfolgen, wobei z. B. die vcrfälschte Differenz durch die vorausgegangene Differenz oder der entsprechende, fehlerhafte rekonstruierte Abtastwert durch den Vorgängerwert ersetzt wird.

Die Fehlererkennung in empfangenen Differenzen läßt sich ebenso wie die Fehlererkennung in rekonstruicrten Abtastwerten einschließlich der entsprechenden Fehlerkorrektur auf Mehrfachfehler (vgl. Abschnitt 6) ausdehnen. Daneben sind Kombinationen aus der Fehlererkennung in empfangenen Differenzen und den zuvor dargestellten Methoden zur Fehlcrerkennung und -korrektur in rekonstruierten Abtastwerten sowie den genannten und den im folgenden behandelten Varianten dieser Methoden anwendbar.

Im folgenden wird an die Gleichungen (14) und (13a) in Abschnitt 3 sowie an die Gleichung (15) in Abschnitt 4 angeknüpft. Trifft, im Gegensatz zu den bei (14) angenommenen Verhältnissen, die Voraussetzung nicht zu, daß bevorzugt Folgen konstanter oder annähernd konstanter Werte .S_n* + _v (bei störungsfreiem Ubcrlragungskanal empfangsscitig rekonstruierte Abtastwerte) zu erwarten sind, so können die zur Fehlererkennung benötigten Vcrglcichswertc r, ₊,. nicht nach der Gleichung (15) bestimmt werden, die auf (14) beruht. Statt dessen gilt für die Vcrglcichswertc r_{i + )}. die allgemeine Beziehung

= -Si ₊ , + ^ ■ sf

tV= 1.2 H) (17)

die sich aus der zweiten Zeile von (13a) ergibt. Für .S₀* + ,, sind in (17) jeweils die Werte der bevorzugt zu

w> erwartenden Folge einzusetzen. Können die Werte .s,*,,,., die mit hoher Wahrscheinlichkeit jeweils zu erwarten sind, cmpfangsscitig bereitgestellt werden, so wird es möglich, störungsbedingte Fehler auch in solchen Signalabschniltcn zu erkennen und zu korri-

M gieren, in denen die von der scndcsciligcn Nachrichtenquelle abgegebenen Abtaslwcrte von einem konstanten oder annähernd konstanten Verlauf abweichen.

Die Werte Sb* + ,, lassen sich u. a. aus in ihrer Umgebung liegenden empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerten (im folgenden kurz als »rekonstruierte Abtastwerte« bezeichnet) approximieren. Dies gilt, wenn die sendescitigc Nachrichtenquelle bestimmte Abtastwcrtfolgcn besonders häufig abgibt, hierüber empfangsscilig eine Vorkenntnis besteht und diese Abtastwcrtfolgen durch ausreichend einfache Funktionen darstellbar sind. Wird z. B. angenommen, daß diese Abtastwerte und damit die Werte s^_/+v in Abhängigkeit von y vorzugsweise linear ansteigen oder abfallen und daß wie bisher beim rekonstruierten Abtastwert sf eine störungsbedingte sprunghafte Abtastwertänderung I s* auftritt, so kann der wahrscheinliche Verlauf der Werte ^₁₊,, (y = 1,2, ..., H) z. B. aus den rekonstruierten Abiastwerten s*_₂ und if_i oder dem Wert s,*_, und einem weiteren nicht von der verfälschten empfangenen Differenz if abhängigen Werte s*_+y approximiert werden. Bei Verwendung der rekonstruierten Abtastwerlc s* ₂ und sf_, als Ausgangswerte für die Approximation von s,*_+J. ergeben sich die Vergleichswcrtc r_{i + J}. mit (17) zu

₂ (₁, f₂
(V= I, 2 H)

y+h>- l.sf.

(18)

Die für die Werte ^) ₊ ,. benutzte Approximation entspricht der Extrapolation dieser Werte aus den Werten λ*_ 2 und .sf_j mit einem Polynom ersten Grades in y. Geometrisch liegt dabei die Extrapolation auf einer Geraden vor. Deren Steigung ist durch die Differenz .sf_i — s*_₂ und den Abstand beider Werte in Fortschreilungsrichlung bestimmt.

Die Werte .S(Ij ₊ ,. einer bevorzugt zu erwartenden Folge können allgemein mit einem Polynom bestimmten Grades oder auch mit anderen Funktionen extrapoliert werden. Ähnliches gilt, wenn die Approximation der Werte ίο,+,, von solchen rekonstruierten Abtast werten .·>*+,. ausgeht, von denen mindestens je einer am oder vor dem Anfang und am oder hinter dem Ende der Vergleichswcrtfolge liegt (Interpolation) oder von solchen, die der Vcrglcichswertfolgc in anderer Weise benachbart sind.

Eine weitere Möglichkeit, die Wertes* + ,, der jeweils bevorzugt zu erwartenden Folge für (17) bereitzustellen, besteht im Abrufen dieser Werte aus einem Speicher, in dem die Werte .«** + ,. bevorzugt zu erwartender Folgen aufbewahrt werden. Auch die Werte /)'· l.sf des zweiten Summanden in (17) oder die nach (17) zu berechnenden Verglcichswertc r_i+y selbst können in einem Speicher bereitgehalten werden. Im letzten Fall ist jedoch eine besonders große Vielfalt von Kombinalionsmöglichkcitcn zu berücksichtigen.

Die von der Nachrichtenquelle abgegebenen Abtaslwerlc X₁- bzw. s_{1 + v} und die aus den Abtaslwcrtcn berechneten Differenzen/, bzw. λ, + ,, können hohe statistische Bindungen (statistische Abhängigkeiten) zu entsprechenden Abtastwerten bzw. Differenzen aus anderen Signalabschnittcn haben. Oft ist in solchen Fallen die Wahrscheinlichkeit groß, daß die Ablastwerlc bzw. Differenzen des einen Signalabschnitts denen des betreffenden anderen Signalabschnills gleich oder ähnlich sind. Zum Beispiel gilt dies bei zeilenweise abgetasteter Bildinformalion häufig für Ablastwerle (I lelligkcilswertc) einander entsprechender BiIdelemenlc aus benachbarten Bildzcilen bzw. für die zugehörigen Differenzen. Einandcrenlsprcchende BiIdelcmenle sind dabei solche, die vom Anfang ihrer Zeile jeweils den gleichen Abstand haben. Im genannten Beispiel liegt also eine räumliche Nachbarschaft der betrachteten Bildelemcnle vor.

Bei Vorhandensein derartiger mehrdimensionaler

j statistischer Bindungen lassen sich die durch (17) definierten Vergleichswerter,.,.,., die zur Erkennung störungsbedingter Fehler in den rekonstruierten Ablast werten s*_+J. eines Signalabschnitts benutzt werden, unter Verwendung der rekonstruierten Abtastwerte des betreffenden anderen Signalabschnitts bestimmen. Diese Abtaslwerte dienen dann als Werte Sa_i+y in (17). Es wird angenommen, daß die rekonstruierten Abtast werte des betreffenden anderen Signalabschnitts nicht oder mit nur geringer Wahrscheinlichkeil mit störungsbedingten Fehlern behaftet bzw. diese Fehler bereits korrigiert sind. Außerdem gilt die Bedingung, daß die Abweichungen zwischen den von der scndcseitigen Nachrichtenquelle abgegebenen aufeinanderfolgenden Abtastwerten s_f bzw. s, ₊,. eines Signalabschnitts und den entsprechenden Ablastwerlen des zur Vergleichswertbestimmung verwendeten anderen Signalabschnitts bzw. zwischen den zugehörigen rekonstruierten Abtastwerten nicht oder nur geringer Wahrscheinlichkeit nach einer der mügliehen Funktionen (z.B. b'-.lsf) verlaufen, die in dem betreffenden Übertragungssystem einen störungsbedingten Abklingvorgang beschreiben oder die diesen Funktionen ähnlich sind. (Die störungsbedingte sprunghafte Abtastwertänderung \sf, die durch eine

3d in der empfangenen Differenz ff enthaltene Verfälschung hervorgerufen wird, kann bei einer übertragung mit dem vorher zugrunde gelegten DPCM-Systcm nur eine feste Anzahl verschiedener Werte annehmen.) Diese und die folgenden Ausführungen gehen vor allem von den Abtastwerten aus. Analogien gelten, auch ohne besonders erwähnt zu werden, sinngemäß für die den Abtastwerten zugeordneten Differenzen.

Die Vcrgleichswertbestimmung unter Verwendung von rekonstruierten Abtastwerten eines anderen Signalabschnitts im obigen Sinn hat Vorteile gegenüber einer Vergleichswcrtbcstimmung, bei der die verwendeten rekonstruierten Abtastwertc, wie zuvor zugrunde gelegt, den zu prüfenden rekonstruierten Abtastwerten zeitlich benachbart sind, also im zu prüfenden Signalabschnitt selbst liegen. Zum Beispiel können dann störungsbedingte Fehler auch in solchen Fällen nach dem erfindungsgemäßen Prinzip erkannt und korrigiert werden, in denen keine der möglichen

so Abtastwcrtfolgcn von der scndeseitigcn Nachrichtenquelle mit ausgeprägt hoher Wahrscheinlichkeit abgegeben wird oder in denen empfangsseitig hierüber keine Vorkenntnis besteht. Ferner wird eine Fehlererkennung und -korrektur erleichtert bzw. ermöglicht, wenn für das Auftreten mehrerer verschiedener Abtastwcrtfolgcn eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht oder der Verlauf der Abtastwertc besonders wahrscheinlicher Folgen nicht durch einfache Funktionen zu beschreiben ist.

W) Oft hai der jeweilige, dem anderen Signalabschnitl entnommene Abtastwerl einen konstanten zeitlichen Absland zum zu prüfenden rekonstruierten Abtastwert s*i,., wobei dieser Abstand im Sinne einer fortlaufenden Zählweise aller Abtastwertc der zu übcr-

hi !ragenden Nachricht zu verstehen ist. Im weiter oben gewählten Beispiel einander entsprechender BiIdelemenle aus benachbarlen Zeilen bei zeilenweise abgetasteter Bildinformation isl der Abstand gleich der

Anzahl der Abtastintervallc zwischen dem Bildelement, das dem Wert sf_+y zugeordnet ist, und dem äquivalenten, d. h. vom Zeilenanfang gleich weit entfernten, Bildelement der zur Vergleichswcrtbestimmung verwendeten anderen Zeile. Diese Anzahl der Abtastintervalle entspricht der Anzahl der Bildelcmente, die beim Durchlaufen einer Bildzeile abgetastet werden. Bei Meßwert-Signalen kann die Vcrgleichswerlbestimmung unter Zuhilfenahme eines anderen Signalabschnittes dann in Betracht kommen, wenn, wie z. B. bei Elektrokardiogrammen, eine periodische Signalstruktur vorliegt. Hier bestehen hohe statische Abhängigkeiten zwischen den einander entsprechenden Abtastwerten der einzelnen Perioden. Der Abstand zwischen dem zu prüfenden und dem zur Vergleichswertbeslimmung benutzten Wert ist dabei gleich der Anzahl der Abtastwertc einer Periode.

Wird der zur Vergleichswertbestimmung einem anderen Signalabschnitt entnommene rekonstruierte Abtastwert mit sf_{+yt +} , bezeichnet, wobei dieser Wert einen Abstand von |l| Abtastintervallcn von dem zu prüfenden rekonstruierten Abtastwert s*_+>, hat, und wird vorausgesetzt, daß der rekonstruierte Abtaslwcrt ^sT+y + L von Ubertragungsstörungen unbeeinflußt ist, d. h. Sf₊J₁₊₁, = ."^, _{+ y +} j, gilt, so kann für den Vergleichswert r_i+y statt (17) geschrieben werden:

Ii?. (y = 1,2,..., H) (19)

JO

Die Größe L ist eine ganze Zahl. Sie ist negativ, wenn der Wert .sf_{+J1 +;}, dem Wert sf+_y vorausgeht; und positiv irr. umgekehrten Fall. Der absolute Betrag von L gibt die Anzahl der Abtast intervalle an, die zwischen den Werten sf_+y+L und sf_+y liegen. Sind die Abtast- js werte nicht in zeitlicher, sondern in einer anderen Koordinatenrichtung angeordnet, z. B. in Richtung einer Orts- oder Frequenzkoordinatc, so ist eine fortlaufende Zählweise der Abtastintervallc zu wählen, die den oben angenommenen Verhältnissen eines zeitlichen Fortschreitcns entspricht.

Hohe statistische Bindungen können zwischen Abtastwerten mehrerer Signalabschnitte vorhanden sein. Ein Beispiel liegt bei der übertragung von Bildfolgcn vor, wenn innerhalb jedes Bildes zeilenweise abgc- v> tastet wird. Hier besteht neben einer hohen statistischen Abhängigkeit zwischen den Helligkeitswcrten der einander entsprechenden Biidclemcntc aus benachbarten Zeilen oder Spalten des Bildrasters häufig eine hohe statistische Abhängigkeit zwischen den w Helligkeitswcrten der einander entsprechenden BiIdclementc aus benachbarten Bildern. Ein Signalabschnitt im obigen Sinn kann dabei z. B. die benachbarte Zeile oder Spalte desselben Bildes sein, der zweite Signalabschnitt die der ursprünglichen ent- « sprechenden Zeile oder Spalte des benachbarten (z. B. unmittelbar vorausgegangenen) Bildes. Zur Bestimmung der Vcrglcichswcrtc r_/+j, nach (19) sowie für weitere Operationen zur Fehlererkennung und -korrektur können geeignete rekonstruierte Ablast- mi werte .Vf₊J_{1 + 1},, wenn sie aus mehreren Signalabsehnittcn zur Verfügung stehen, auch alternativ oder kombiniert verwendet werden.

Die Ausführung einer Fehlererkennung und -korrektur, bei der die Vergleichswertc für die Prüfung μ des Abklingvorgangs mit Abtastwerten eines anderen Signalabschnitts bestimmt werden, kann sich u. a. an das Prinzip der Schaltung nach F i g. 3 bzw. F i g. 6 sowie deren Modifikationen anlehnen. Anstelle der Subtraktion des rekonstruierten Abtastwertes .vf_, vom jeweils zu prüfenden rekonstruierten Abtastwert sf₊,, ist bei der Bestimmung der Vergleichswerte jeweils die Subtraktion des Wertes sf₊,,_+f, vom Wert sf+y auszuführen, wobei .sf,-,, + ,. zum betreffenden anderen Signalabschnitt gehört. Da die Werte sf_{+v + /}, und .s·?+,, zu verschiedenen Zeitpunkten angeliefert werden, muß der (gegebenenfalls bereits korrigierte) Wert, der dem zurückliegenden Zeitpunkt zugeordnet ist (bzw. die zu seiner Rekonstruktion dienende empfangene Differenz), bis zur Ausführung der Subtraktion jeweils zwischengespeichert werden. Bei zeilenweise abgetasteter Bildinformation kann der von s*₊,, zu subtrahierende Wert s*_+y+L z. B. der vorausgegangenen Zeile desselben Bildes oder einer Zeile des vorausgegangenen Bildes angehören. Im ersten Fall erstreckt sich die Zwischenspeicherung auf die rekonstruierten und gegebenenfalls bereits korrigierten Abtastwerte (Helligkeitswerte) der jeweiligen Bildzeile, im zweiten Fall auf diejenigen des gesamten Bildes. Entsprechendes gilt für die zugehörigen empfangenen Differenzen, wenn diese statt der rekonstruierten Abtastwerte zwischengespeichert werden.

Das Kriterium \sf_+y - r_i+y \ < K_d (vgl. Abschnitt 4), daß eine bestimmte Anzahl rekonstruierter Abtastwerte .sf+,, im Anschluß an eine sprunghafte Änderung l.sf, die beim rekonstruierten Abtastwert .sf auftritt (y = 0), innerhalb der Toleranz ± K_d mit den Vergleichswerten /-, + j, übereinstimmen, spezialisiert sich zu |(.sf+,.-.sf+,,+,.)-M· l.sf I < K_ä, wenn rekonstruierte Abtast werte .sf₊,, +.,. eines anderen Signalabsch η i 1 ts zur Vcrglcichswertbestimmung verwendet werden. Für r_{1 + 1}, wurde dabei die rechte Seite von (19) eingesetzt. Bei Anlehnung an das Schaltungsprinzip nach F i g. 3 bzw. F i g. 6 wird bei jedem Prüfschritt zuerst der in runde Klammern eingeschlossene Ausdruck und anschließend dessen Abweichung von h" ■ l.sf berechnet. Fortschreitungsrichtung für die Prüfschriltc bleibt dabei, wie in der Schallung nach Fig. 3 bzw. F i g. 6, die Abtastrichtung, d.h. die Richtung wachsender y-Werte.

Das Vorhandensein hoher statistischer Bindungen zwischen einem Wert SJf_1+y und dem Wert .s*+,. + /, eines oder mehrerer anderer Signalabschnitte unter der Nebenbedingung, daß mit hoher Wahrscheinlichkeit der rekonstruierte Abtaslwert .sf+,,+ ,, (bzw. der entsprechende korrigierte Abtastwert) dem Wert Sifay,-1. gleich ist (.stf; + _{y f},, = .sf_+y(.j.), kann nicht nur ausgenutzt werden für die Prüfung, ob ein störungsbedingter Abklingvorgang vorliegt, sondern z. B. auch zur Feststellung sprunghafter Abtastwcrländcrungcn. Dabei wird stall der Abtastwertänderung l.sf = ,sf — .sf., die Ablast Wertänderung l/.sf = ,sf - .sf,. j, unlersucht (Annahme: y = 0).

Statt der Änderung des rekonstruierten Abtaslwertcs .sf gegenüber dem (z.B. zeitlich) unmittelbar vorausgegangenen rekonstruieren Ablaslwerl .vf_, wird dann also die Änderung von .sf gegenüber dem um \l\ Ablaslinlervalle vorausgegangenen und/oder nachfolgenden rekonstruierten Abiastwert .sf+,, geprüft. Wie bereits im Zusammenhang mit (19) erwähnt, ist bei L das Vorzeichen zu berücksichtigen. Bei zeilenweise abgetasteter Bildinformation kann im obigen Fall .sf+,, z. B. der I lelligkeilswerl des Biklelemenles einer Bild/eile sein und .sf der Hclligkeilswerl des entsprechenden, vom Zeilenanfang gleichweil entfernten und damit räumlich benachbarten Bildelemen-

tes einer nachfolgenden oder einer vorangegangenen Bildzeile.

Die Überlegungen in Verbindung mit der Verwendung von rekonstruierten Abiastwerten .sfv,.,,. aus anderen Signalabschnittcn zur Bestimmung der Ver- ^r> gleichswertc r_{i + y} und zur Feststellung sprunghafter Abtastwertänderungen gelten auch, wenn stall der Werte s*_+r+t Funktionen oder Approximationen dieser Werte benutzt werden. Beispiele sind die Kombination verschiedener Werte .s*_{+ P+J}_ zu einem für i⁽⁾ ■sfo+yrepräsentativen Wert oder dicApproximation von Werten .sf_+y+/jdurchExtrapolation oder Interpolation aus anderen Werten. Weitere Verknüpfungen der verschiedenen beschriebenen Methoden zur Vcrgleichswertbestimmung und Prüfung auf Vorhandensein i> eines störungsbedingten Abklingvorgangs sowie zur Feststellung sprunghafter Abtastwertänderungen sind anwendbar. Insbesondere kann z. B. bei der Untersuchung auf Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvorgangs ein für die Folge der zu prüfenden ->o Einzclabweichungen repräsentativer Wert (z. B. ein Mittelwert) verwendet werden, entsprechend den Erläuterungen in Abschnitt 5. Ferner lassen sich u. a. rekonstruierte Abtastwerte aus anderen Signalabschnittcn und Werte kombinieren, die dem ?.u prüfen- -'^r> den rekonstruierten Abtastwert zeitlich unmittelbar benachbart sind. An die Stelle anderer Signalabschnitte können auch andere Signale treten, die statistische Bindungen zu dem zu untersuchenden Signal haben und cmpfangsscitig bereits bekannt sind." 1«

Für die genannten Arten der Fehlererkennung mit Hilfe anderer Signalabschnitte können statt der rekonstruierten Abtastwertc die zugeordneten empfangenen Differenzen verwendet werden, ähnlich wie bereits für den Fall eindimensionaler statistischer j> Abhängigkeiten beschrieben, d. h. für die Fehlererkennung und -korrektur in Abschnitten konstanter oder nahezu konstanter Abtastwertc Damit isl im allgemeinen eine Vergröberung der Entscheidungen verbunden. Ob die sprunghafte Änderung einer empfangencn Differenz störungsbedingt ist, kann zusätzlich zu oder abweichend von der entsprechenden früher genannten Methode geprüft werden, indem eine bestimmte Anzahl von Differenzen, die der sprunghaften Differenzänderung folgen (und gege- -r> bcncnfalls auch eine bestimmte Anzahl vorausgegangener Differenzen) mit den entsprechenden Differenzen eines anderen Signalabschnills oder mit repräsentativen Werten für diese Differenzen verglichen werden. Dasselbe gilt für die Häufigkeit von Differen- to zcnschwankungcn.

Sind die der sprunghaften Diffcrcnzänderung folgenden Differenzen oder deren repräsentativer Werl innerhalb einer vorgegebenen Toleranz gleich den entsprechenden Differenzen des anderen Signalab- v-, Schnitts oder deren repräsentativer Werl innerhalb einer vorgegebenen Toleranz gleich dem entsprechenden repräsentativen Wert des anderen Signalabschnitts, so kann die sprunghafte Differenzänderung als s!örungsbcdingt, anderenfalls als signalbedingt, wi d. h. als fehlerfrei, interpretiert werden. Ein Vergleich der Differenzen, die der sprunghaften Differenzäiulerung vorausgehen, oder des repräsentativen Wertes dieser Differenzen mit den entsprechenden Weilen des anderen Signalabschnitts kann als Kontrolle <i^r> dienen, ob in der Umgebung der zu uniersuchenden Differenzen die verwendeten Signalabschnitle in der angenommenen Art voneinander statistisch abhängig sind. Die betreffenden Differenzen bzw. deren repräsentative Werte oder die Häufigkeiten von Differenzenschwankungen sollen in diesem Fall miteinander annähernd übereinstimmen. Bei Mod'Rkationen des DPCM-Systems oder anderen Systemen mit Differenzwertübertrag'ing können sich abweichende Kriterien für die Fehlererkennung aus empfangenen Differenzen ergeben. Entsprechend einer früheren Bemerkung können die Methoden in Analogic zu den Möglichkeiten variiert oder kombiniert werden, die für die Fehlererkennung mit Hilfe rekonstruierter Abtastwerte genannt wurden.

Dieselben rekonstruierten Abtastwerte .sf, _lM ,. aus anderen Signalabschnitten (bzw. die zugehörigen empfangcncn Differenzen) sowie Funktionen oder Approximationen dieser Werte, die zur Feststellung störungsbedingtcr sprunghafter Abtaslwerländcrungen geeignet sind, können auch zur Korrektur der durch Störungen sprunghaft veränderten rekonslruicrtcn Abtastwcrtc dienen. Die zu korrigierenden Abtaslwcrtc werden dann nicht durch den jeweils zeillich unmittelbar vorausgegangenen rekonstruierten Ablastwerl ersetzt wie eingangs zugrunde gelegt, sondern z. B. durch den Wert eines anderen Signalabschnitts oder eine Kombination mehrerer derartiger Werte. Bei zeilenweise abgetasteter Bildinformation kann also, wie schon früher erwähnt, zur Korrektur des als fehlerhaft interpretierten sprunghaft veränderten Abtastwertes (Hcliigkcitswertcs) eines Bildclcmentes z.B. der Ahlaslwcrt eines räumlich benachbarten Bildelementes aus einer anderen Bildzeile in Betracht kommen. Ebenso lassen sich in diesem Beispiel Kombinationen von Abtastwerten verwenden, die, wie z. B. im Mittelwert aus der Hclligkcitsinformation mehrerer räumlich benachbarter Bildelcmente, repräsentativ sind für die räumliche Umgebung des zu korrigierenden Wertes im gleichen Bild und/oder des entsprechenden Wertes in anderen Bildern (/.. B. dem vorausgegangenen oder nachfolgenden Bild bei einer Bildfolgc). Einsprechendes gilt für empfangene Differenzen, wenn diese statt rekonstruierter Ablastwcrte zur Fehlerkorrektur verwendet werden.

Der Hauptvorleil einer Verwendung von Abtaslwcrten oder/und empfangener Differenzen aus anderen Signalabschnittcn zur Prüfung sprunghafter Abtaslwertänderungen und/oder sich an diese anschließender Abklingvorgänge oder sonstiger störungsbedingler Signalverläufe sowie gegebenenfalls zur Fehlerkorrektur besteht gegenüber der eingangs zugrunde gelegten Methode darin, daß die Fehlererkennung und -korrektur auch in Signalabschnitlcn stattfinden kann, in denen die von der sendeseitigen Nachrichtenquelle abgegebenen Abtaslwerle nicht als im wesentlichen konstant aufzufassen sind.

Die verschiedenen Methoden zur Vergleichswerlbestimmung, zur Feststellung sprunghafter Ahlaslwertänderungen und zur Fehlerkorrektur können variabel gewühlt werden. Sie können u.a. in Abhängigkeil vom inomenliinen Verlauf der rekonslriiieilen Abtastwerte gesteuert werden. Kriterien können dabei z. B. der Ampliludcnbereich sein, in dem sich die rekonstruierten Abiastwerte momentan bewegen, oder die Signalaktivität, d. h. die jeweils auf einen bestimmten Signalabschnitt bezogene Häufigkeit von Ablaslwertänderungen. Es können /.. B. der Verlauf der Vergleichsweise /■,■ , _v variiert oder bei einer Bestimmung der Vergleiehswerte aus anderen Signalabschnilten diese Siunalabschnille gewechselt wer-

den. Ebenso kann bei rekonstruierten Ablaslwcrlcn oder Funktionen dieser Werte vorgegangen weiden, die zur Feststellung sprunghafter Abtastwertänderungen oder zur Fehlerkorrektur dienen. Statt einer Änderung der jeweiligen Methode zur Vergleichswertbestimmung, zur Feststellung sprunghafter Abtastwertänderungen und/oder zur Fehlerkorrektur in Abhängigkeil vom momentanen Verlauf der rekonstruierten Abtastwerte können z. B. auch die gesamten zu rekonstruierenden Abtaslwerte mehrmals und dabei jeweils mit einer bestimmten der genannten Methoden untersucht werden. Bei der wiederholten oder parallel durchgeführten Untersuchung derselben Abtastwerte oder der mit einer der Methoden bereits korrigierten Abtastwerte wird dann eine der anderen dieser Methoden angewendet. Die Ergebnisse der einzelnen Untersuchungen werden kombiniert. Variable oder mehrfach angewendete unterschiedliche Methoden der obigen Art können die Entscheidungsunsicherheit bei der Fehlererkennung und -korrektur verringern.

Alle angegebenen Methoden zur Vcrglcichswcrtbestimmung, zur Feststellung sprunghafter Ablastwertänderungcn und zur Fehlerkorrektur können nicht nur für die Erkennung und Korrektur von Einzelfehlcrn, sondern auch für die Erkennung und Korrektur von Mchrfachfehlern benutzt werden. Unter Mehrfachfchlern wird, wie in Abschnitt 6, das Auftreten mehrerer störungsbedingler sprunghafter Abtastwertänderungen innerhalb einer Gruppe von G aufeinanderfolgenden Ablastwcrten verstanden.

Besonders hervorgehoben sei hier die Methode der Verwendung von rekonstruierten Abtastwerten bzw. empfangenen Differenzen aus anderen Signalabschnitten zur Feststellung sprunghafter Abtastwcrtändcrungen und zur Korrektur der als fehlerhaft interpretierten sprunghaft veränderten Abtastwerte. Geeignete Werte aus anderen Signalabschnitten können höhere statistische Bindungen zu den auf das Vorhandensein sprunghafter Änderungen zu prüfenden und zu den zu korrigierenden Abtastwerten haben als z. B. der der Gruppe zeitlich unmittelbar vorausgehende rekonstruierte Abiastwert. (Auf diesen Wert stützt sich bei der in Abschnitt 6 zugrunde gelegten Methode die Feststellung sprunghafter Abtastwertänderungen sowie die Korrektur der als fehlerhaft interpretierten Abtastwertc der Gruppe.) Entsprechendes gilt für die empfangenen Differenzen. Die Verwendung geeigneter rekonstruierter Abtastwerte bzw. empfangener Differenzen aus anderen Signalabschnitten zur Erkennung und Korrektur von Mehrfachfehlern kann zur Verminderung der Wahrscheinlichkeit von Fehlentscheidungen, d. h. zur Verminderung der Entscheidungsunsicherheit, sowie zur Herabsetzung der nach der Korrektur verbleibenden Restfehler beilragen.

Als Anwendungsbeispiel bieten sich wieder Abtastwertfolgen an, die zeilenweise abgetastete Bildinformation repräsentieren. Die Zeilen desselben Bildes oder eines anderen, mit diesem durch statistische Bindungen verknüpften Bildes sind dabei als Signalabschnitte im obigen Sinn aufzufassen. Die Prüfung und Korrektur kann z. B. in Anlehnung an das in Abschnitt 6 behandelte Schema ablaufen. Zunächst wird untersucht, ob der absolute Betrag der Abweichung zwischen dem rekonstruierten Ab'.aslwcrt (Hclligkcitswcrt) des jeweiligen Büdclcmcntcs und z. B. dem des entsprechenden, d. h. vom Zeilenanfang gldchweit entfernten, Bildclcmcnlcs /.. B. der vorausgegangenen und/oder nachfolgenden Zeile eine vor gegebene Toleranz K₁ überschreitet, überschreite die Abweichung (bzw. deren absoluter Betrag) gegen über einem und/oder mehreren dem Vergleich zu gründe gelegten rekonstruierten Abtastwerten die vor gegebene(n) Toleranz(en) K_n so wird der untersucht! rekonstruierte Abtastwert als sprunghaft veränden interpretiert.

Ist eine solche sprunghafte Abtastwertänderun}

ίο aufgetreten, so wird zunächst eine weitere, vorgegebene Anzahl G von rekonstruierten Abtastwertcr daraufhin untersucht, ob sie gegenüber entsprechenden rekonstruierten Abtastwerten aus anderen Signal abschnitten, z. B. rekonstruierten Abtastwerten, die entsprechenden Bildelementen aus der vorausgegangenen und/oder nachfolgenden Bildzeile zugeordnel sind, solche sprunghafte Änderungen haben, die sich in ihren zahlenmäßigen Werten bzw. im absoluter Betrag dieser Werte voneinander um mehr als eine vorgegebene Toleranz unterscheiden.

So kann also z. B., wenn eine sprunghafte Änderung des rekonstruierten Abtastwertes sf gegenüber z. B. dem rekonstruierten Abtastwert sf_+L ermittelt wurde (d. h. z. B. Ils,* = sf - sf_+L > K_e), weiter

untersucht werd n, ob eine sprunghafte Änderung des rekonstruierten Abtaslwcrtes-sf_+] z. B. gegenüber dem rekonstruierten Abtastwert sf_{+L + l} vorliegt (d.h. z.B. I/..S·*+, =sf_+l — sf+t. + i > K_c) und ob sich diese sprunghafte Änderung bzw. ihr absoluter Betrag um

jo mehr als z.B. eine vorgegebene ToleranzK₉ von der sprunghaften Änderung des vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwertes unterscheidet, d. h. ob z. B. \_Lsf — \_Lsf_+l > K₉ ist. Der nächste rekonstruierte Abtast wert sf₊₂ kann entsprechend geprüft wer-

J5 den. Das heißt, es kann z. B. ermittelt werden, ob lf.sf+1 ~ I/A*+2 > Kg '^st· Diese Prüfung setzt sich, ähnlich wie für die Prüfung auf Mehrfachfehler beschrieben, z. B. bis zu einer vorgegebenen Anzahl von G aufeinanderfolgenden rekonstruierten Abtastwerten fort.

Im Anschluß an die jeweils letzte erfolgreich durchlaufene Prüfung innerhalb der genannten Anzahl von G, z. B. in der angegebenen Weise untersuchten rekonstruierten Abtastwerten (also die jeweils letzte Prüfung, bei der im obigen Sinne z. B. die Überschreitung der Toleranz K₉ beim Vergleich der Höhen benachbarter sprunghafter Abtast Wertänderungen festgestellt wurde) wird die Prüfung des Abklingvorganges eingeleitet. Die Toleranz K_g ist so zu wähler, daß z. B.

so Änderungen zwischen zeitlich benachbarten rekonstruierten Abtast werten, wenn diese Änderungen durch einen bereits begonnenen Abklingvorgang bedingt sind, nicht jedoch durch das erneute Auftreten einer Übertragungsstörung, nicht als zusätzliche, d. h. durch erneut aufgetretene Uberlragungsstörungen hervorgerufene, sprunghafte Abtastwertänderungen im Sinne von Mehrfachfchlern interpretiert werden.

Für die Prüfung des Abklingvorgangs können, ebenso wie bei der vorherigen Untersuchung auf

bo sprunghafte Abtastwertänderungen, rekonstruierte Abtastwertc der entsprechenden Bildclcmcntc aus der vorausgegangenen Zeile benutzt werden. Dasselbe gilt für den Korrekturvorgang. Rekonstruierte Abtastwerte der betreffenden Gruppe, bei denen sprung-

fi5 hafte Änderungen korrigiert werden sollen, werden jeweils z. B. durch den rekonstruierten Abtastwert des entsprechenden Bildclcmentes der vorausgeganiicncn Zeile ersetzt oder durch einen anderen rckon-

struierten Abtastwert (ζ. B. wie im Zusammenhang mit der Erkennung und Korrektur von Mehrfachfehlern weiter oben beschrieben). Gegebenenfalls kann dies ein bereits korrigierter Abtastwert sein.

Im obigen Fall werden rur Feststellung sprunghafter Abtastwertänderungen und zur Korrektur der als fehlerhaft interpretierten sprunghaft veränderten rekonstruierten Abtastwerlc z. B. die rekonstruierten Abtastwerte der entsprechenden Bildelemente aus der vorausgegangenen Zeile verwendet. Ebenso kommen die übrigen, für das Beispiel zeilenweise abgetasteter Bildinformation bereits früher genannten rekonstruierten Abtastwerte und Wertekombinationen (bzw. die zugehörigen empfangenen Differenzen) in Betracht. Hierzu gehören besonders rekonstruierte Ab- is tastwerte bzw. empfangene Differenzen und Wertckombinaiioncn aus der räumlichen und zeitlichen Umgebung der zu prüfenden bzw. zu korrigierenden Abtastwcrtc. Diese Umgebung kann aus Bildclemcnten derselben Zeile, einer oder mehreren Nachbarzeilen sowie eines oder mehrerer Nachbarbildcr bestehen.

Allgemein sind die verschiedenen Methoden der Vergleichswcrtbeslimmung, der Prüfung auf Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvorgangs, der Feststellung störungsbedingter sprunghafter Abtastwertändcrungcn sowie der Fehlerkorrektur, bei denen approximierte Werte oder Werte aus anderen Signalabschnillen benutzt werden, in Verbindung mit allen Modifikationen anwendbar, die vorher, d. h. bei der Fehlererkennung und -korrektur in Signalabschnittcn konstanter oder nahezu konstanter Abtaslwerte, für das erfindungsgemäße Prinzip sowie für die Schaltungsbcispielc nach F i g. 3 und F i g. 6 angegeben wurden. Ferner können die angegebenen Methoden miteinander kombiniert werden.

Besonderheilen sind zu beachten, wenn die erfindungsgemäßen Methoden zur Fehlererkennung und -korrektur bei bündelförmig auftretenden Ubertragungsstörungen verwendet werden sollen, oder wenn eine Mischung aus bündelförmig auftretenden und statistisch unabhängigen Ubertragungsstörungen (im folgenden kurz als »gemischte Störungen« bezeichnet) vorliegt. Alle im folgenden für bündclförmige Störungen getroffenen Aussagen gelten ebenso für gemischte Störungen, auch ohne daß diese jeweils erwähnt werden. Werden relativ häufig Codewürter verfälscht, die bei der übertragung aufeinanderfolgen, so entsteht, wenn diese Codewörtcr die Differenzen zwischen aufeinanderfolgenden Abtastwerten oder Abtastwerl- so kombinationen repräsentieren, relativ häufig eine größere Anzahl aufeinanderfolgender verfälschter Differenzen bzw. eine größere Anzahl aufeinanderfolgender sprunghafter Abtastwertänderungen. Andererseits ist die Größe der Gruppen von Ablastwcrten begrenzt, innerhalb derer aufeinanderfolgende sprunghafte Ablaslwertänderungen als Mehrfachregler erkannt und korrigiert werden können, da mit zunehmender Gruppengröße die Wahrscheinlichkeit von Fehlentscheidungen wächst (vgl. vorherige Er- eo örtcrung sowie Abschnitt 6). Außerdem setzen die bisher behandelten erfindungsgemäßen Methoden u.a. voraus, daß in Fortschrcitungsrichtung der Piüfschriltc auf eine verfälschte Differenz eine bestimmte Anzahl unverfälschter Differenzen bzw. auf einen durch Übertragungsstörungen sprunghaft veränderten Abtastwert eine bestimmte Anzahl von Abtastwerten folgt, die aus unverfälscht empfangenen Differenzen rekonstruiert wurden bzw. bereits korrigiert sind. Dasselbe gilt bei Mehrfachfehlern Tür die letzte verfälschte Differenz bzw. den zugehörigen letzten sprunghaft veränderten Abiastwert der zu untersuchenden Gruppe.

Um die Wirksamkeit der Methoden auch bei bündclförmigen Übertragungsstörungen zu gewährleisten, können die zu übertragenden Codewörter so umgeordnet werden, daß sie bei der übertragung die Differenzen in einer anderen als ihrer ursprünglichen Reihenfolge repräsentieren. Als ursprüngliche Reihenfolge wird die bezeichnet, in der die Differenzen aus den Abtastwerten oder Ablastwertkombinationcn berechnet bzw. in der sie zur Rekonstruktion benutzt werden. Zum Beispiel können Differenzen, die bei der übertragung durch aufeinanderfolgende Codewörter repräsentiert werden, in der ursprünglichen Reihenfolge einen Abstand von W Abtastintervallen haben. Entsprechend wirken sich Verfälschungen aufeinanderfolgender Codewörter als Verfälschungen von Differenzen bzw. als sprunghafte Abtastwertänderungen aus, die W Abtastintervalle voneinander entfernt sind. Beispielsweise können Differenzen, die in der ursprünglichen Reihenfolge in Blöcken von je 1000 Differenzen fortlaufend numeriert und für die übertragung innerhalb der Blöcke so umgeordnet sind, daß W= 100 beträgt, in der Reihenfolge 901, 801, ..., 201, 101, 1, 902, 802, ..., 102, 2, ..., 1000, 900, ..., 200, 100 übertragen werden.

Ist die Anzahl der Codewörter, die durch übertragungsslörungen verfälscht und beider übertragung unmittelbar benachbart sind, wesentlich kleiner als W, so stellen sich die Verfälschungen in der zur Rekonstruktion der Abtastwerte verwendeten Reihenfolge der Differenzen bzw. in den rekonstruierten Abtastwerlen als Einzelfehler, anderenfalls als Mehrfachfehler dar. Auf diese Arten von Fehlern lassen sich dann die entsprechenden erfindungsgemäßen Methoden zur Fehlererkennung und -korrektur anwenden. Voraussetzung für deren wirksame Anwendung ist, daß W genügend groß gewählt wird, so daß die begrenzte Größe der Gruppen von der Anzahl der tatsächlich auftretenden aufeinanderfolgenden Fehler möglichst selten überschritten wird und außerdem im Anschluß an die zu prüfende bzw. innerhalb einer Gruppe letzte zu prüfende sprunghafte Abtastwertänderung jeweils eine ausreichende Anzahl unverfälschter Differenzen bzw. fehlerfreier rekonstruierter Abtastwertc zur Verfugung steht.

Das geschilderte Verfahren ähnelt dem Verfahren der Codespreizung, das zur Fehlerkorrektur bei bündeiförmigen Störungen von der Kanalcodierung her bekannt ist. Während bei der Codespreizung meistens die Reihenfolge der Codewortelementc, i. a. also der Binärstellen, für die übertragung geändert wird, gilt dies im hier vorliegenden Fall für die Reihenfolge der Codewörter selbst.

Das Verfahren, die zu übertragenden Codewörter in einer anderen Reihenfolge zu übermitteln als sie durch das Fortschreiten bei der Signalabtastung vorgegeben ist, kann für eine Fehlererkennung und -korrektur, bei der, wie bei dem erfindungsgemäßen Prinzip, die natürliche Redundanz der rekonstruierten Abtastwertc ausgenutzt wird, nicht nur vorteilhaft sein, wenn Übertragungssysteme mil Difierenzwcrtübertragung vorliegen, sondern auch wenn die Nachricht in anderer Weise, z. B. in Form der vollständigen Abtastwerte, übertragen wird. Es läßt sich daher u.a.

in Verbindung mit einer in dem Aufsatz »Digital Processing of the Mariner 6 and 7 Pictures« von T. C. Rindfleisch und anderen in »Journal of Geophysical Research« Vol. 76, January 1971, Nr. 2, Seite 394 bis 417 beschriebenen Methode zur Fehlerkorrektur anwenden, wenn diese bei bündelfürmigen Übertragungsstörungen eingesetzt werden soll. Bei dieser Methode werden Helligkeitswerte von Bildelementen als fehlerhaft interpretiert, falls sie von den Helligkeitswerten der benachbarten Bildelementesignifikanl abweichen, im Bild also als vereinzelte Helligkeitsimpulse erscheinen. Zur Korrektur werden die als fehlerhaft interpretierten Werte jeweils durch einen mittleren Helligkeitswert ersetzt, der aus den Helligkeitswerten der benachbarten Bildelemente ermittelt wird.

Die Übermittlung der zu übertragenden Codewörter in einer anderen Reihenfolge als sie durch das Fortschreiten bei der Signalabtastung gegeben ist, kann nicht nur vorteilhaft sein, wenn bei bündelartigen Störungen eine Fehlererkennung und -korrektur vorgenommen werden soll. Die Übermittlung in der genannten Art kann z. B. auch angewendet werden, um schon den Fehlerabbau in DPCM-Systemen mit einer Abklingfunktion als Impulsantwort bei bündelartigen Störungen wirksamer ausnutzen zu können. Die durch bündelartige Störungen hervorgerufenen sprunghaften Abtastwertänderungen bzw. Änderungen in den empfangenen Differenzen folgen dann in größeren Abständen aufeinander als die zugeordneten verfälschten Codewörter bei der Übertragung. Innerhalb dieser größeren Abstände können die sprunghaften Abtastwertänderungen vollständiger abgebaut werden als in den im Mittel kürzeren störungsfreien Zwischenräumen, die sich in einem von bündelartigen Störungen betroffenen Abschnitt bei Übertragung der Codewörtcr in der ursprünglichen, durch die Signalabtastung festgelegten Reihenfolge ergeben.

Bei Abtastwerrfolgen, bei denen statistische Abhängigkeiten zu anderen Signalabschnitlen, d. h. statistische Abhängigkeiten in mehreren Dimensionen auftreten, können Fehler, die durch bündelförmige Ubertragungsstörungen entstehen, auch ohne vorherige Umordnung der zu übertragenden Codewörter erkannt und korrigiert werden, wenn diese Abhängigkeiten zur Fehlererkennung und -korrektur ausgenutzt werden. Die Fehlerprüfung ist dabei in Koordinatenrichtungen vorzunehmen, die nicht zugleich Ausbreitungsrichtung des Fehlers sind. So kann bei zeilenweise abgetasteter Bildinformation die Fehlcrprüfung und -korrektur innerhalb eines Bildes senkrecht zur Zeilenrichtung, also in Spaltenrichtung des Rasters der Bildelemente, oder, bei einer Bildfolge, auch von Bild zu Bild geschehen. Die entsprechenden vorherbehandelten erfindungsgemäßen Methoden zur Erkennung und Korrektur von Einzel- und von Mchrfachfehlern sind auch hier anwendbar, wenn für den Prüf- und Korrekturvorgang das Fortschreilen in Zeilenrichtung ersetzt wird durch das Fortschreiten senkrecht zur Zeilenrichtung oder allgemein durch das Fortschreiten in der gewählten anderen Koordinatenrichtung.

Als weitere Möglichkeit zur Erkennung und Korrektur von Fehlern, die durch bündelförmige übertragungsstörungen verursacht werden, sei die Verwendung der Häufigkeitsverteilung der empfangenen Differenzen oder der entsprechenden sprunghaften Abtastwertänderungen genannt. Um festzustellen, ob eine lange Folge sprunghafter Abtastwertänderungen störungsbedingt ist, wird geprüft, mit welcher Häufigkeit in dieser Folge Differenzen bzw. sprunghafte Abtastwertänderungen auftreten, deren absoluter Betrag einen vorgegebenen Mindestwert überschreitet. Der Mindestwert kann als feste Größe gewählt oder in Abhängigkeit vom momentanen Signalverhalten gesteuert werden. Sind Überschreitungen des Mindestwertes wesentlich häufiger als es nach der Signalstatistik zu erwarten ist, so können die zugehörigen sprunghaften Abtastwertänderungen als Auswirkung von Ubertragungsstörungen interpretiert werden. Auf die anschließende Prüfung des Abklingvorgangs wird dann verzichtet. Diese Art der Fehlerprüfung kann auf Signalabschnitte beschränkt werden, in denen lange Folgen sprunghafter Abtastwertänderungen oder großer empfangener Differenzen auftreten. In den übrigen Abschnitten sind die ursprünglichen erfindungsgemäßen Methoden zur Erkennung und Korrektur von Einzel- und Mehrfachfehlern anwendbar.

Haben die zu untersuchenden Abtastwertc hohe statistische Bindungen zu anderen Signalabschnitten, so kann statt der Häufigkeit der Abweichungen zwischen den benachbarten zu untersuchenden Werten (empfangene Differenzen bzw. sprunghafte Abtastwertänderungen) auch die Häufigkeit der Abweichungen zwischen den zu untersuchenden und den entsprechenden Werten eines oder mehrerer dieser anderen Signalabschnitte als Kriterium dienen. Zur Korrektur können die als fehlerhaft interpretierten rekonstruierten Abtastwertc bzw. die entsprechenden empfangenen Differenzen durch rekonstruierte Abtastwerte bzw. empfangene Differenzen oder Kombinationen solcher Werte aus einem oder mehreren der anderen Signalabschnittc ersetzt weiden. Die früher genannten erfindungsgemäßen Möglichkeiten und Beispiele für die Verwendung von Werten aus anderen Signalabschnitten zur Fehlerkorrektur bei mehrdimensionalen statistischen Abhängigkeiten gelten auch hier.

Bei Abtastwertfolgcn, die statistische Abhängigkeiten nur in einer Dimension haben, wie z. B. Abhängigkeiten nur zwischen den zeitlich benachbarten Abtastwerten, ist eine Korrektur gebündelt auftretender Fehler i.a. schwierig, wenn diese aus der Häufigkeitsverteilung der Differenzen oder der sprunghaften Abtastwertänderungen ermittelt wurden. Anhaltspunkte über den ursprünglichen Verlauf der Abtastwerte können aus Kenntnissen über statistische Eigenschaften der zu übertragenden Abtastwertfolgen oder aus anderen Abtastwcrtfolgen gewonnen werden, die dem Empfänger bereits bekannt sind und hohe statistische Bindungen zu den zu korrigierenden Abtaslwertfolgen haben.

Im folgenden werden einige Maßnahmen behandelt, die in Verbindung mit den oben beschriebenen Verfahren eine Verbesserung der Unterscheidung ungestörter Folgen empfangener Differenzen bzw. rekonstruierter Abtastwertc von den entsprechenden gestörten Folgen und damit eine Verminderung der Wahrscheinlichkeit von Fehlentscheidungen bei der Fehlererkennung und -korrektur ermöglichen. Soweit es sich um zusätzliche Priifkriterien handelt, können diese auch alternativ zu den entsprechenden bisher genannten Kriterien angewendet werden. Wahlweise können diese Maßnahmen auch zur Erreichung apparativer Vereinfachungen ausgenutzt werden.

Wie im vorausgegangenen Teil der Beschreibung schon erwähnt wurde, ist es zweckmäßig, die Zuordnung der Repräsentationswerte der Differenzen zu den zu übertragenden Codewörtern so zu wählen, daß störungsbedingte sprunghafte Ärderungen der rekonstruierten Abtastwerte bzw. der empfangenen Repräsentationswerte der Differenzen möglichst signifikant in Erscheinung treten. (Hier und im weiteren Text wird die ausführliche Bezeichnung »Repräsentationswert« bzw. »Repräsentationswert der (zu übertragenden bzw. der empfangenen) Differenz« statt der bisher in diesem Sinne auch verwendeten Kurzbezeichnung »Differenz« benutzt. Die Bezeichnung »Differenz« außerhalb obiger Wortverbindung gilt nunmehr nur im allgemeinen Sinne für das Ergebnis einer Subtraktion.)

Bei den üblichen Nachrichtenquellen, für die eine übertragung von Repräsentationswerten der Differenzen zwischen dem jeweiligen Abtastwert und einem Bezugswert besonders lohnend ist, tretei. überwiegend solche Differenzen und damil auch solche Repräsentationswerle auf, deren absoluter Betrag klein ist. Störungsbedingte Repräsentationswertänderungen sind also vor allem dann signifikant, wenn betragsmäßig kleine zu übertragende Repräsentationswerte der Differenzen, die durch Übertragungsstörungen verfälscht wurden, als betragsmäßig möglichst große RcpräscntationswerU; empfangen werden. Hierdurch wird die Unterscheidung eines solchen Wertes bzw. des entsprechenden sprunghaft veränderten Abtastwertes von den Werten in seiner zeitlichen und/oder räumlichen Umgebung oder allgemein von geeigneten Werten eines anderen Signalabschnitts mit hohen statistischen Bindungen zum betrachteten Signalabschnitt erleichtert.

Liegen Kenntnisse über statistische Eigenschaften der übertragungsslörungen vor, so lassen sich daraus Aussagen über deren Auswirkung auf die zu übertragenden Codewörler ableiten. So ist z. B. bei Störungen, die statistisch unabhängig voneinander auftreten, wie bereits erwähnt, im Bereich der in praktischen Fällen vorkommenden Bitfehlcrwahrschcinlichkcitcn und Codewortlängen die Wahrscheinlichkeit größer, daß nur ein Binärsymbol verfälscht wird, als die Wahrscheinlichkeit einer Verfälschung mehrerer Binärsymbole. Unter Berücksichtigung der Überlegungen im vorhergehenden Absatz ist es daher vorteilhaft, die Repräsentalionswerte der zu übertragenden Differenzen so in Codewörtcr umzusetzen, daß jedem Codewort, in dem nur ein Binärsymbol verfälscht, d. h. in das komplementäre Binärsymbol umgewandelt ist, ein Repräsentationsweit zugeordnet wird, der sich vom Repräsentationswert des entsprechenden unverfälschten Codewortes möglichst stark unterscheidet. Damit werden günstige Bedingungcn für eine Fehlererkennung und -korrektur nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geschaffen.

In der folgenden Tabelle 3 sind für binäre Codewörter mit der Codewortlänge 3 Bit als Beispiele zwei Codes angegeben (Code2 und Codc3), mit denen für die in dieser Tabelle gewählten Repräsentationswerte (Dczimalzahlen) bei Umwandlung eines Bits in das komplementäre Bit (also einer binären Null in eine binäre Eins und umgekehrt) ein Codcworl für einen Repräsentationswerl entsteht, bei dem der absolute Betrag der Differenz gegenüber dem Repräsentationswert des ursprünglichen Codewortes den Mindestwert 15 aufweist.

So geht im Code 2 nach Tabelle 3 z. B. aus dem Codewort 000 (zugehöriger Repräsentationswert I) durch Umwandlung der binären Null in der höchsten Binärstelle in die binäre Eins das Codewort 100 hervor.

dessen Repräsenlationswert 16 sich vom Repräsentationswert I des Codewortes 000 im absoluten Betrag um 116— 1 I = 15 unterscheidet. Der oben angegebene Mindestwert von 15 wird also eingehalten. Derselbe absolute Betrag für die Di.Tcrenz zwischen

ίο den beiden zugehörigen Repräsentationswerten ergibt sich für die entsprechende Umwandlung des Codewortes 100 in das Codewort 000.

,. Tabelle 3

Rcpräsenlalionswert
64 16 4 I

-1 -4 - 16 -64

Code 1 011 010 001 000 100 101 110 111 Code 2 111 100 011 000 101 110 001 010 Code 3 011 000 111 100 001 010 101 110

Code I: Dualzahlendarstelluii}! der Reihenfolge der Repräsentationswerte.

Code 2 und Code .1: Codes, bei denen Pur die Codewörler mil der Haniming-Distanz I eine betragsmäßig möglichst große Mindestdifferenz zwischen den zugehörigen Repräsenlal ionswerten erzielt wird.

Geht, als weiteres Beispiel, im Code 2 nach Tabelle 3 die binäre Null in der mittleren Binärstelle des Codewortes 000 in ihr Komplement, die binäre Eins, über, so entsteht das Codewort 010, dem der Repräsenlationswert — 64 zugeordnet ist. Der absolute Betrag der Differenz zwischen diesem Repräsentationsweit und dem Repräsentationswert 1 des Codewortes

000 ist I —64 —1 I = 65 und damit voraussetzungsgemäß nicht kleiner als der angegebene Mindestwert von 15.

Als drittes Beispiel wird der absolute Betrag der Differenz zwischen den Rcpräscnlationswerten betrachtet, die den Codewörlein 001 bzw. 000 im Code 2 nach Tabelle 3 zugeordnet sind. Das Codewort 001 entsteht aus dem Codewort 000 durch Umwandlung der binären Null der niedrigsten Binärstelle in die binäre Eins. Hier ist der absolute Betrag der Differenz

1 - 16 - 1 I = 17. Der angegebene Mindestwert von 15 wird also auch in diesem Beispiel nicht unterschritten. Entsprechendes gilt im Code 2 (und ebenso im unten erläuterten Code 3 nach Tabelle 3 sowie in äquivalenten Codes) für alle übergänge zwischen solchen Codewörtern, die sich jeweils in einem Bil unterscheiden. Das heißt, alle Repräsentationswerte, die Codewörtern mit der Hamming-Distanz Eins zugeordnet sind, also Codewörtern, bei denen die Bits einer Binärstelle voneinander verschieden sind, unterscheiden sich bei Code 2 und Code 3 nach Tabelle 3 in ihrem absoluten Betrag um mindesten? 15. Die zu codierenden Repräsentationswerte entsprechen z. B. der Variablen r,J) (vgl. Abschnitt 3). Die angegebenen speziellen Zuhlcnwertcsind nur als Beispiel anzusehen.

Durch Invertieren des Bits jeweils einer oder mehrerer Binärstcllen in sämtlichen Codewörtern des Code 2 nach Tabelle 3 entstehen weitere Codes mit der Eigenschaft des Code 2. Ein Beispiel ist der Code 3 nach Tabelle 3. Jedes Codewort des Code 3 gehl aus dem entsprechenden, d. h. jeweils demselben Repräscmntionswcrt zuneordnelen. Codewort des Code 1

hervor, wenn in diesem Codewort des Code 2 jeweils das Bit der höchsten Binärstclle invertiert wird. Die Codcwörtcr des Code 2, bei denen in der höchsten Stelle eine binäre Eins auftritt, ergeben also Codewörtcr des Code 3 mit einer binären Null in der höchsten Stelle, und statt einer binären Null in der höchsten Stelle des Code 2 erscheint in der höchsten Stelle des Code 3 eine binäre Eins. Entsprechende Codes können für Codewörtcr anderer Länge aufgestellt werden, z. B. für Codewörter der Länge 4 bit, sowie für Codcwörtcr, deren Code-Elemente, abweichend vom Binärcode, mehr als zwei verschiedene Werte annehmen können (z. B. tcrnärc Codes).

In Tabelle 3 ist als Code I zum Vergleich mit Code 2 bzw. Code 3 ein Code angegeben, der ebenfalls 3 bit Codeworilängc hat und dessen Codeworlanordnung zur Codierung der Repräsentationswerte für das DPCM-Systcm häufig verwendet wird. Die Anordnung der Codewörter entspricht einer Numerierung der Repräsentationswerte im Dualzahlencode, wenn, ausgehend vom Rcpräseniationswert I, die positive Zählrichtung durch eine binäre Null in der höchsten Stelle und die negative Zählrichtung entsprechend durch eine binäre Eins gekennzeichnet wird. Beim Code I können für den absoluten Betrag der Differenz zwischen Repräsentationswerten, denen jeweils Codewörtcr mit der Hamming-Dislanz Eins zugeordnet sind, kleinere Werte auftreten als beim Code 2 oder Code 3. Zum Beispiel ist dem Codewort

000 im Code 1 der Repräsentationswert 1 und dem Codewort 100, das aus dem Codcwort 000 durch Umwandlung der binären Null in der höchsten Stelle in die binäre Eins hervorgeht, der Repräsentationswert — 1 zugeordnet. Der absolute Betrag der Differenz zwischen diesen beiden Rcpräscniationswcrtcn ist hier

1 - 1 - 1 I = 2, also kleiner als der entsprechende Mindestwert von 15 beim Code 2 oder Code 3.

Außer durch unmittelbare Zuordnung zu den Rc präscntationswcrlen können die Codewörter eine der beschriebenen oder eines entsprechenden Codi auch durch Umcodieren aus den jeweils densclbcr Repräsentationswerten zugeordneten Codcwörlern anderer Codes hervorgehen. So läßt sich z. B. eine Umcodierung des Code 1 nach Tabelle 3 in den Code 1 oder den Code 3 vornehmen.

Die Auswirkung bündeiförmiger (statistisch abhängiger) oder gemischter Störungen kann der Auswirkung statistisch unabhängiger Störungen angenähert werden, z. B. durch die oben genannte Methode der blockweisen Umordnung der Reihenfolge der zi übertragenden Codewörtcr oder durch blockwcisi Umordnung der Reihenfolge der zu übertragender Binärsymbolc. Die Umordnung der Reihenfolge zi übertragender Codcwörtcr oder Binärsymbolc bringi auch Vorteile bei statistisch unabhängigen Störungen da hierdurch die im Zusammenhang mit den ober und im folgenden beschriebenen Maßnahmen erwünschte Eigenschaft gefördert wird, daß die Verfälschung eines zu übertragenden Codewortes vorzugsweise in der Verfälschung nur eines Bits diese; Codewortes besieht.

Dem zu übertragenden Codcwort sei der Repräsentationswert ti zugeordnet, dem empfangenen Codcwort der Repräsentationswert r. Zu übertragendes und empfangenes Codewort seien demselben Codeworlvorrat entnommen. Dann ist bei unverfälschtem Empfang des zu übertragenden Codewortes die Differenz r — ti = 0, anderenfalls ist r — u Φ 0. Die Anzahl der unterschiedlichen Werte u bzw. ν und damit dei unterschiedlichen Differenzen r — u ist begrenzt. Die Wahrscheinlichkeit für den Empfangeines bestimmten Wertes r. wenn ein bestimmter zu übertragender Wert ti vorliegt, ist von den Eigenschaften des öbcrtragungskanals und dem gewählten Code abhängig.

Γ	Il	16	4	I	„ ι	-4	-16	-64
	64	48	60	63	65	68	80	128
64	O	P2'/	P'/2	p1	pci	P'/2	P2^y	P2Ci
	ei	0	12	15	17	20	32	80
16	-48	ei	p·1	pq2	P'/2	pci	P2CI	P2'/
	P2</	- 12	0	3	5	8	20	68
4	-60	P3	ei	P2'/	P2</	p-q	P'/2	p<y2
		-15	-3	0	2	5	17	65
I	-63	P'/2	p2q	ei	p2<y	/>2<y	pci	P<72
	Ρ1	-17	-5	-2	0	3	15	63
-1	-65	pci	P2Cl	P2Ci	ei	P2'/	P'/2	P1
	pci	-20	-8	-5	-3	0	12	60
-4	-68	pti	P2</	P2'/	P2 (I	'/'	P1	pci
	P'/2	-32	-20	-17	— 15	-12	0	48
-16	-80	P2'/	P'/2	p</2	pci	ρΛ	'Ζ'1	P2'/
	P2'/	-80	-68	-65	-63	-60	-48	0
-64	-128	P2CI	pci	pci	ρΛ	p</2
	P2CI

'['iihcllu 4: DilTcrcn/cn ι-■ ii /wischen ilen im Beispiel nach Tnhclle 3 zu editierenden Kcprüscnliiliunswcrlcn; jeweils dammer: übcrpiiniiswiihrschcinliehkeilen tv |r|i/l. duM ein jjcsendelcr Kcprilscnliitiiiuswcrl » ills RcprUscnlulitinswcrl ν empfangen wird. (Ciüllig fur OkIc2 dder Code ^ mich Tunelle .1 sowie Rir einen symmetrischen Hiiiiiikiiiiiil mil der Hitfehlciwnhrschcinlichkcit ρ und mil ι/ - I - />.|

In Tabelle 4 sind als Beispiel die Differenzen v — u zusammengestellt, wenn für ν und für u die in Tabelle 3 angegebenen Repräsentationswerte verwendet werden. Die Differenzen ν — u entsprechen z. B. der im vorausgegangenen Teil der Beschreibung mil I if bezeichneten störungsbedingten sprunghaften Änderung eines Repräsentationswertes. Unter jeder der Differenzen υ — u ist in Tabelle 4 die zugehörige Ubcrgangswahrschcinlichkcit w(v|u) eingetragen, mit der ein zu übertragender Wert υ als Wert ν empfangen wird, wenn die Verhältnisse des stationären, nachwirkungsfreien, symmetrischen Binärkanals zugrunde gelegt und Code 2 oder Code 3 nach Tabelle 3 oder ein äquivalenter Code angewendet werden. Die Störungen treten dabei statistisch unabhängig voneinander auf und verfälschen die beiden möglichen Binärsymbolc 0 und 1 mit gleicher Wahrscheinlichkeit, der Bitfchlerwahrscheinlichkcit p. Bei Verfälschung eines zu übertragenden Binärsymbols wird dieses als komplementäres Binärsymbol empfangen. Die Größe q gibt die Wahrscheinlichkeit an, daß ein zu übertragendes Binärsymbol bei der Übertragung unverfälscht bleibt (q = I - p).

Die Ubcrgangswahrschcinlichkeitcn w(v\u) ergeben sich in diesem FaIlJn dem ρ milder Anzahl der Binärslellcn potenziert wird, in denen sich die Bits des dem Repräsentationswert u zugeordneten Codeworles von den Bits des dem jeweiligen Repräsentationswert r zugeordneten Codewortes unterscheiden, und indem diese Potenz mit einer Potenz von q multipliziert wird, wobei der Exponent von q gleich der Anzahl der Binärstcllcn ist, in denen die Bits der beiden genannten Codewörter übereinstimmen. Die Summe der Exponenten von ρ und q ist stets gleich der Anzahl der Binärstellcn des Codewortes. Im Beispiel nach Tabelle 4 ist die Summe der Exponenten also gleich Drei. So unterscheidet sich im Code 2 z. B. das dem Repräsentationswert 16 zugeordnete Codewort 100 von dem dem Rcpräsentalionswcrt 64 zugeordneten Codewort 111 (vgl. Tabelle 3) in den Bits der mittleren und der niedrigsten Binärstclle, also in zwei Binärslellcn, und stimmt im Bit der höchsten Binärsteile, also in einem Bit, übercin. Die Ubergangswahrschcinlichkeil für den übergang von i/ = 16 nach ρ = 64 (vgl. Tabelle 4) beträgt daher iv(r|i/) = /A/. Die Summe beider Exponenten ist 2 + 1 =3.

Im Bereich üblicher Bilfehlcrwahrschcinlichkcitcn ρ (ζ. B. ρ < 10~²) wird das Verhältnis der verschiedenen Ubcrgangswahrschcinlichkcilcn iv(i'|i/) für r 4 " (Empfang eines fehlerhaften Wertes r) vor allem durch /) und den Exponenten von ρ bestimmt. (Der Zahlenwert von q ist dann annähernd Eins.) Für das Beispiel nach Tabelle 4 ist die Wahrscheinlichkeit für die Verfälschung eines Wertes u, d. h. für den übergang eines Wertes u in einen von diesem abweichenden Wert ν 4 ti, am größten bei w(v\u) = ptf (Verfälschung eines Bits im zu übertragenden Codewort) und am kleinsten bei w'(ii|u) = /τ¹ (Verfälschung von drei Bits im zu übertragenden Codewort).

Es ist zu erkennen, daß, wie bereits im Zusammenhang mit der Erläuterung von Tabelle 3 erwähnt, für die dort gewählten Repräsentalionswcrte und den Code 2 bzw. Code 3 bei Verfälschung eines Binärsymbols des zu übertragenden Codewortes der absolute Betrag der Differenz zwischen empfangenem Wert c und zu übertragendem Wcrl ti mindestens 15 beträgt (|r — u\ > 15 für »v(i>|«) = /x/²).

Da in praktischen Fällen, wie oben erwähnt, sendescilig vorwiegend Repräsentationswertc auftreten, deren absoluter Betrag klein ist, ist mit einem großen Anteil zu übertragender Codewörlcr zu rechnen, denen belragsmäßig kleine Repräsentationswertc u zugeordnet sind. Bei den üblichen Ubertragungsstörungen ist der Anteil dieser Codewörter an der Gesamtzahl der von einer störungsbedinglen Verfälschung betroffenen Codewörtcr deshalb i. allg. ebenfalls groß. Die Wahrscheinlichkeit, daß ein verfälschtes empfangenes Codewort bzw. ein verfälschter empfangener Repräsentationswertc (i> 4 ") vorliegt, ist also hoch, wenn dieses Codewort durch Verfälschung nur eines Bits aus einem zu übertragenden Codcworl hervorgehen kann, dem ein betragsmäßig kleiner Repräsentationswert u zugeordnet ist. So können im Fall nach Tabelle 4 z. B. die Repräsentationswerte r = 16, !' = — 16 und ν = —64 durch Verfälschung eines Bits (Übergangswahrscheinlichkeit w(v\u) = pcf) u. a. aus einem zu übertragenden Codewort für den betragsmäßig kleinen Repräsentationswert μ = 1 und die Repräsentationswerte ν = 64, ρ = 16 und v= — 16 u. a. aus einem zu übertragenden Codewort für den belragsmäßig kleinen Repräsentationswert w = — 1 entstehen.

2^r> Dies bedeutet umgekehrt, daß in praktischen Fällen meist eine geringere Wahrscheinlichkeit für das Auftreten belragsmäßig großer zu übertragender Repräsentiitionsvverte besteht. Es ist also mit einem geringeren Anteil von zu übertragenden Codewörtern

jo zu rechnen, denen betragsmäßig große Repräsenlalionswcrtc ii zugeordnet sind, und deshalb i. allg. auch mit einem geringeren Anteil solcher Codewörter an der Gesamtzahl der von störungsbedingten Verfälschungen betroffenen Codewörler. Auch bei

gleicher Ubergangswahrscheinlichkeit w{v\u) sind demnach verfälschte empfangene Repräsentationswerte ν {ν 4 κ), die aus betragsmäßig großen und damit seltener auftretenden zu übertragenden Repräsentalionswertcn w hervorgehen, seltener zu erwarten als

verfälschte empfangene Repräsentationswcrtei;(i;4i')* die aus betragsmäßig kleinen zu übertragenden Rcpräsenlationswerten u entstehen.

So ist in dem Fall nach Tabelle 4 z. B. der empfangene Rcpräsentalionswcrt ν = I, der mit einer

Ubergangswahrscheinlichkeit w(v\u) = pq² aus einem betragsmäßig relativ großen zu übertragenden Rcpräsentationswert u = 16, u = —16 oder u = — 64 entstehen kann, unter obigen Voraussetzungen als verfälschter empfangener Repräsenlationswert i'(c=j=u)

i. allg. unwahrscheinlicher als z. B. der Repräsentationswert ν = 64 (c 4 "). der mit der gleichen Ubergangswahrscheinlichkeit vv(i'|i/) = /κ/² aus den häufiger auftretenden, betragsmäßig relativ kleinen zu übertragenden Repräsentationswerten u = 4, u = — 1 oder ι/= — 4 hervorgehen kann. (Unsyinmclrien der Wahrscheinlichkcits- bzw. Häufigkeitsverteilung der zu übertragenden Repräsentationswerte u, die in einem DPCM-Systcm z. B. durch den Einiluß des Dämpfungsfaktors h eintreten können, wurden in der Be-

W) trachtung vernachlässigt.)

Während also die Wahrschcinlichkcits- oder die Häufigkeitsverteilung der zu übertragenden Rcpräsenlationswcile u bzw. der unverfälschten empfangenen Repräscnlationswerle ν (ν =)= u) ihr Maximum

b5 i. allg. bei denjenigen dieser Repräsentationswerte hat, deren absoluter Betrag klein ist, weist die Wahrschcinlichkcits- oder die Häufigkeitsverteilung der verfälschten empfangenen Repriiscntationswerle r

20

25

(ν 4= u) ihre größten Werte i. allg. im Bereich solcher Repräsentationswerte ν (ν 4¹ ") auf, deren absoluter Betrag groß ist. Der Verlauf der Wahrscheinlichkeilsoder der Häufigkeitsverteilung für die unverfälschten empfangenen Repräsentationswerte υ (υ = u) zeigt also gegenüber dem Verlauf für die verfälschten empfangenen Repräsentationswertc ν {υ 4 u) die umgekehrte Tendenz. Dadurch wird die Unterscheidbarkeil der beiden genannten Arten von empfangenen Repräsentationswerten erleichtert. Wird z. B. die Erkennung und Korrektur verfälschter empfangener Repräsentationswerte bzw. der diesen Werten zugeordneten bzw. von diesen beeinflußten fehlerhaften rekonstruierten Abtastwerte auf den Bereich großer und/oder besonders wahrscheinlicher verfälschter empfangener \^r, Repräsentationswerte bzw. der entsprechenden sprunghaften Abtastwertänderungen beschränkt, so kann einerseits ein großer Teil der von einer störungsbedingten Verfälschung betroffenen empfangenen Repräsentationswerte erfaßt werden, und es ergeben sich andererseits Vorteile im Hinblick auf die Vermeidung von Fehlentscheidungen.

Das erläuterte bevorzugte Auftreten von störungsbedingten Verfälschungen in bestimmten empfangenen Repräsentationswerten ο (υ 4= u) kann als zusätzliches Kriterium benutzt werden, um störungsbedingte sprunghafte Änderungen empfangener ₍Repräsentationswerte und/oder rekonstruierter Abtastwerle festzustellen bzw. von signalbedingten, d. h. nicht störungsbedingten Änderungen solcher Werte zu unter- jo scheiden.

So kann, z. B. im Anschluß an eine der beschriebenen Prüfungen a„.f Vorhandensein einer sprunghaften Abtastwert- und/oder Repräsentationswertänderung und bei Feststellung einer solchen Ändc- « rung, die Größe des zugehörigen empfangenen Repräsentationswertes ο bzw. die Größe der Repräsentationswertänderung gegenüber einem geeigneten anderen empfangenen Repräsentationswert oder z. B. einer Kombination mehrerer solcher Werte ermittelt und mit den wahrscheinlichsten der entsprechenden möglichen Werte ν bzw. c — ii verglichen werden. Nur wenn dabei einer der wahrscheinlichsten fehlerhaften Werte υ =)= u bzw. υ — u festgestellt wird, werden anschließend die Prüfung des Abklingvorgangs (wie 4^ri bisher wird dieser Ausdruck hier und im folgenden im Sinne von »Prüfung auf Vorhandensein des störungsbedingten Abklingvorgangs« verwendet) oder eine entsprechende Fehlerprüfung in den empfangenen Repräsentationswerten und gegebenenfalls die ^r>o Fehlerkorrektur wie beschrieben durchgeführt. Anderenfalls wird der nächste Abtast- und/oder Repräsentationswert wieder auf sprunghafte Änderung geprüft.

Die Größe der Repräsentationswertänderung kann ίί auch gegenüber Werten ermittelt werden, die verschieden sind von den der vorherigen Prüfung auf Vorhandensein einer sprunghaften Abiastwert- und/ oder Repräsentationswertänderung zugrunde gelegten Werten, wie z. B. gegenüber solchen, die diesen wi Werten zeitlich und/oder räumlich benachbart oder allgemein von diesen statistisch abhängig sind. Die Ermittlung der Größe empfangener Repräsenlationswcrtc ο bzw. der Größe der Repräsentationswcrl· änderung und der Vergleich mit den wahrschein- M lichslcn der entsprechenden Werte ν bzw. ν ii ist nicht an eine vorherige Prüfung des Vorhandenseins einer sprunghaften Abtaslwerl- und/oder Repiäsentationswertänderung gebunden. Sie kann vielmehr eine solche Prüfung auch ersetzen.

Bei Verwendung der Zahlenwerte nach Tabelle 4 als Beispiel kann die Prüfung des Abklingvorgangs oder eine entsprechende Fchlerprüfung z. B. auf solche Änderungen empfangener Repräsentationswertc oder rekonstruierter Abtastwerte beschränkt werden, die durch die beiden grüßten der empfangenen Repräsentationswerte ν vom absoluten Betrag 64 oder 16 verursacht werden. Sind diese Werte durch Verfälschung eines zu übertragenden Repräsentationswertes u entstanden, so ist die Wahrscheinlichkeit groß, daß als zu übertragender Repräsentationswert u einer der im Bereich relativ hoher übergangswahrscheinlichkeiteii w(ü |i/) = pq² liegenden Werte u = 4, i/ = 1,M= — 1 oder u = —4 in Betracht kommt.

Die absoluten Beträge eines oder mehrerer empfangener und gegebenenfalls bereits korrigierter Repräsentationswerte in der zeitlichen und/oder räumliehen Umgebung eines empfangenen Repräsentationswertes c vom absoluten Betrag 64 oder 16 oder allgemein in einem Signalabschnitt mit hohen statistischen Bindungen (Abhängigkeiten)zum momentan zu prüfenden (aktuellen) Signalabschnitt können nunmehr z. B. daraufhin untersucht werden, ob sie gleich 4 oder gleich I sind. Trifft dies zu, so wird aufgrund der statistischen Abhängigkeiten zwischen den entsprechenden zu übertragenden Repräsentationswerten bzw. zwischen den zugehörigen sendcseitigen Abtastwerten empfangsscitig angenommen, daß auch der zu übertragende Repräsentationswert u mit großer Wahrscheinlichkeit ι/ = 4, u = 1, u = — I oder u = —4 beträgt. In diesem Fall wird damit gerechnet, daß eine störungsbedingte Änderung des zu übertragenden Repräsentationswertes u vorliegt, d. h. eine Umwandlung des zu übertragenden Repräscnlationswertes u in einen verfälschten empfangenen Repräsentationswert i' (c =(= «)■ Daher wird diese Änderung bzw. deren Auswirkung auf die rekonstruierten Abtastwcrlc wie beschrieben weiter geprüft.

Ks wird also z. B. festgestellt, ob der entsprechenden sprunghaften Abtastwertänderung ein störungsbedintcr Abklingvorgang folgt oder der zu prüfende empfangene Repräsentationswert von einer für eine slörungsbedingtc Repräsentationswertänderung typischen Folge oder Kombination von empfangenen und gegebenenfalls bereits korrigierten Repräsentationswerten zeitlich oder/und räumlich umgeben ist. Die Prüfung unterbleibt, wenn aufgrund eines änderen F.rgcbnisses der vorausgegangenen, zuvor erläuterten Repräsentationswertuntersuchung mit dem Vorliegen einer störungsbedingten Änderung des zu übertragenden Repräsentationswertes u nicht gerechnet wird. Statt der absoluten Beträge der Repräscntationswerte können jeweils auch diese Werte selbst geprüft werden.

Im gewählten Beispiel wurde vernachlässigt, daß jeweils eine der Kombinationen zwischen den Werten κ =. 4_% // = I, κ = — I, κ = —4 und i' = 64, ν = 16, ρ = - |6 und ν = —64 mit der sehr geringen öbergangswahrscheinlichkeit w(v\u) = /r' auftritt, wie z. B. die Kombination ι/ = 4 und i» = 16 oder die Kombination ii = I und i) = 64. Da jedoch zwischen den bei der Prüfung zum Vergleich benutzten empfangenen Repräsentationswerten, z. Ii. aus der zeitlichen oder räumlichen Umgebung des auf slörungsbedingte

wertes i\ und dem diesem Wert i> entsprechenden zu

übertragenden Repräsentationsvvcrt ii ohnehin Abweichungen zu erwarten sind, ist die obige Vernachlässigung im betrachteten Zusammenhang ohne praktische Bedeutung.

Die oben und im folgenden in Verbindung mit Tabelle 4 angegebenen Zahlenwerte sind nur Beispiele. Sie beziehen sich auf die für Tabelle 4 geltenden Verhältnisse. Für andere Fälle ergeben sich abweichende Zahlenwerte. Sie werden z. B. bestimmt durch die jeweilige Stufung und Bereichszuordnung der Repräseniationswerte,den jeweiligen Code, die Codewortlänge und die Eigenschaften des jeweils zugrunde gelegten ü bertragungskanals.

Die anhand von Tabelle 4 erläuterte Ausnutzung der unterschiedlichen übcrgangswahrscheinlichkeitcn zur Erzeugung betragsmäßig möglichst großer störungsbedingter Repräsentationswertänderungen ist nicht auf die Bedingungen des symmetrischen Binärkanals beschränkt. Entsprechende Codes können vielmehr auch für andere Kanalmodcllc aufgestellt werden, wie z. B. für den unsymmetrischen Binärkanal oder für einen Kanal mit Auslöschungen.

Die Anwendung derartiger Codes in Verbindung mit dem beschriebenen Verfahren der Fehlererkennung und -korrektur setzt u. a. voraus, daß ein genügend großer Anteil der störungsbedingten Repräsentalionswertänderungen korrigiert werden kann, so daß verbleibende fehlerhafte rekonstruierte Ablastwerle nicht unzulässig nachteilig in Erscheinung treten. Anderenfalls erscheint die Codierung der Repräsenlationswcrlc mit einem üblichen Code (z. B. Code 1 nach Tabelle 3 oder einem entsprechenden Code) vorteilhafter, der störungsbedingte Repräsenlationswerländerungen nicht zusätzlich hervorhebt.

Wie bereits im Zusammenhang mit den Erläuterungen zu Tabelle 4 festgestellt wurde, entsprechen den möglichen Differenzen r — ii für r 4= u zwischen den möglichen zu übertragenden Repräsentationswerten u und den möglichen verfälschten empfangenen Rcpräsentalionswerten r (r 4= u) z. B. die störungsbedingten Änderungen 11* bzw. 11·*+,, eines zu übertragenden Rcpräscntationswcrtes u, der in der zeitlichen Aufeinanderfolge der Repräsentationswertc in obigem Beispiel dem Abtastzeitpunkt f, bzw. dem Abtastzeitpunkt f_{i + v} und damit dem zu übertragenden Rcpräsentationswcrl n* bzw. ,·,*,- _Kl, als Zahlenwert zugeordnet ist. (Die Bezeichnungen It₁*, Ι/,*+,., ι-,*, und ι »( + j, gelten im Sinne des vorausgegangenen Teils der Beschreibung.) Die Anzahl der möglichen unterschiedlichen Differenzen r - u für ν = u ist durch die Anzahl und die Stufung, d. h. die Zahlenwerle. der verschiedenen möglichen Repräsentationswerte u bestimmt. Die möglichen unterschiedlichen Zahlenwerle für slörungsbedingte Repräsentationswertänderungen, wie z. B. für 11 * oder 11 *_H ,„ sind also auf die durch die genannten Parameter bestimmten möglichen Differenzen r — ti (r 4= ti) beschränkt.

Liegt ein DPCM-Syslem mil dem Dämpfungsfaktor b vor, so ist, wenn im Abtastzeitpunkl I₁ die slörungsbedingte Repräsenlationswertänderung Ii* auftritt, nach der zweiten Zeile von (9) der Verlauf des Abklingvorgangs h^r ■ 11 * durch den Zahlenwert (I lohe) von 11,* und den Zahlenwert des Dämpfungslaktors h festgelegt. Da nach dem vorhergehenden Absatz nur eine beschränkte Anzahl unterschiedlicher Zahlen werte für die slörungsbeilinglcRepräsenlalionswertänderung Ii* auftreten kann und der Zahlenwert für /) durch das System lest vorgegeben ist, ist auch die Anzahl der möglichen unterschiedlichen störungsbedingten Abklingvorgänge begrenzt, wie auch bereits weiter oben erwähnt.

Hier und im unmittelbar folgenden, obige r'her-

^r) legungen fortsetzenden Teil der Beschreibung wird der Abtastzeitpunkt r, als 7eitpunkt für das Auftreten einer zu untersuchenden, d. h. die Prüfung des Abklingvorgangs auslösenden, sprunghaften Abtastwertänderung bzw. Repräsentationswertänderung zugrun-

K) de gelegt. Für andere Abtastzeitpunkte gelten die Überlegungen sinngemäß. Ebenso ist der zur Veranschaulichung benutzte Fall nach Tabelle 4 nur als Beispiel anzusehen. Insbesondere dienen die Bezeichnungen r bzw. ii zur allgemeinen Kennzeichnung eines

r> der möglichen Zahlen werte für einen empfangenen bzw. zu übertragenden Repräsentationswert und sind nicht an die speziellen Zahlenwerte in Tabelle 4 gebunden. Die Überlegungen gelten ferner unabhängig von einem speziellen Code für die Rcpräsenlationswerte, also z. B. auch unabhängig von dem Code 2 oder Code 3 nach Tabelle 3.

Dm die Werte hf ■ If = (r — ii) ■ h^y des zum Vergleich verwendeten Abklingvorgangs für den jeweiligen Prüfschritt y festzulegen, ist außer der Kenntnis des durch das System vorgegebenen Dämpfungsfaktors h die Kenntnis der Höhe, d. h. des Zalilenwertes, der störungsbedingten Repriisentationswertänderiing \if = r — ti erforderlich. Der Zahlenwert der störungsbedinglcn Repräsentationswertänderung b* = r — u

ίο kann im allgemeinen nur als Näherungswert bzw. als wahrscheinlicher Wert cmpfangsseitig angegeben werden. Zur Gewinnung dieses Näherungs- bzw. wahrscheinlichen Wertes wird von geeigneten empfangsseitig verfügbaren Werten ausgegangen, wie z. B. von

r> der dem Abtastzeilpunkt der zu prüfenden Repräsentationswertänderung Ii * zugeordneten sprunghaften Abtastwertänderung Ix* und/oder \,s* oder dem empfangenen Repräsentationswert if = r und/oder der Änderung dieses empfangenen Repräsentations-

4» weites ι * gegenüber einem anderen empfangenen Repräscnta4ionswerl, der mit hoher Wahrscheinlichkeil dem zu übertragenden Rcpräseritationswert ii einspricht. Ein solcher Wert kann z. B. der zeitlich vorausgegangene empfangene Representations wer I

■Γι ι* ..., sein und/oder ein räumlich benachbarter Repräsentationswert .·,*,,_ oder allgemein ein empfangener Repräsenlationswerl if_t/, der hohe statistische Bindungen zu dem zu prüfenden empfangenen Repräsentationswert /* hat bzw. eine Kombination oder

^r'i) Funktion solcher Werte, wie weiter oben beschrieben. Soll z. B. für den Fall nach Tabelle 4 die im Prüfzeitpunkt wahrscheinlichste störungsbedingte Reprüsenlalionswertänderung, /.. B. Ii* — r — u, aus der Kenntnis des zu prüfenden empfangenen Repräsen-

^ri^r> tationswertes ι* (z. B. ι* = r = 16) und der Kenntnis des zeitlich vorausgegangenen empfangenen Repriisen-UiIionswertes (■*_, oder eines z. B. räumlich benachbarten empfangenen Repräsentationswertes ;,*,, (■/.. B. ι*..ι == 4 bzw. /■■*_,_ = 4) ermittelt werden, so kann der

Wi Zahlenwerl 4 für ι* , bzw. für <*,.,_ als Näherungswert für den dem Priifzeilpunkt zugeordneten zu übertragenden Repräsentationswert u aufgefaßt werden. Die Differenz zwischen dem ermittelten empfangenen Repriisentalionswert ν = 16 und dem als zu iibi-r-

ii^ri tragenden Repräsenlationswerl ι/ angenommenen Wer! ι/ = 4 ergibt sich dann zu r ti = 12. Da diese Differenz bei der Verfälschung eines zu überlragenden Renriisenlationswertes u in einen ί·ηιηΠιηιη·ηι·ιι lic-

präsentationswert ν nur selten zu erwarten ist (Ubergangswahrscheinlichkeit w(v\u = />³), kann als Höhe Iff = r — « zur Festlegung aes zum Vergleich dienenden Abklingvorgangs der mit größerer Wahrscheinlichkeit als Differenz ν — u zu erwartende zahlenmäßig benachbarte Wen r — i/ = 15 (Übergangswahrscheinlichkeit w(v\u) = pcf) benutzt werden.

Soll die im Prüfzeitpunkt wahrscheinlichste stürungsbedingte Repräsentationswertänderung, z. B. Iff = r — u, aus der Kenntnis einer dem Prüfzeitpunkt zugeordneten sprunghaften Abtastwertänderung ermittelt werden, wie z. B. aus der sprunghaften Abtastwertänderung Is? = s* — s*_, oder z. B. \_Ls? = s* — sfw, oder aus deren absolutem Betrag, wie z. B. I I sf T oder I \,sf [ so kann dieser z. B. eine Repräsentationswertänderung U* als wahrscheinlichste störungsbedingte Repräsentationswertänderung zugeordnet werden, deren Zahlenwert ν — u vom Zahlenwert der sprunghaften Abtastwertänderung möglichst wenig abweicht und deren Übergangswahrscheinlichkeit gleichzeitig möglichst hoch ist. Wurde also z. B. im Fall nach Tabelle 4 für die sprunghafte Abtastwertänderung Is₁* der Zahlenwert 62 ermittelt, so kann dieser sprunghaften Abtastwertänderung eine Repräsentationswertänderung mit dem Zahlenwert ν — u = 60 als wahrscheinlichste störungsbedingte Repräsentationswertänderung I ff (Ubergangswahrscheinlichkeit w{v\u) = pq²) zugeordnet werden. Die zahlenmäßig näher benachbarte Repräsentationswertänderung V-U- 63 bleibt im vorliegenden Fall dagegen außer Betracht, da sie nur mit der sehr geringeren Ubergangswahrscheinlichkeil w(v\u) = p³ auftritt.

Bei der Auswahl der wahrscheinlichsten störungsbedingten Repräsentationswertänderung kann zusätzlich der momentane Wertebereich (Amplitudenbereich) der rekonstruierten Abtastwertc berücksichtigt werden. Wird für die Berechnung der zu übertragenden Differenz zwischen einem Abtastwcrl und dem betreffenden Bezugswert jeweils ein z. B. nach (4) ermittelter Bezugswert s, benutzt, so weicht dieser wie bereits erwähnt, im Bereich großer Abtastwerte bzw. großer Amplituden im Mittel stärker von dem jeweiligen Abtastwert ab als im Bereich kleiner Amplituden. Dies gilt für übliche Nachrichtenquellen, bei denen in der Regel Signalabschnitle mit kleinen Abtastwertänderungen überwiegen. Unter den genannten Voraussetzungen ist es daher im Bereich großer Abtastwerte wahrscheinlicher, daß als zu übertragender Repräsentationswert ii ein Wert auftritt, der stärker von Null verschieden ist als im Bereich kleiner Abtastwerte. Wird der Bezugswert in anderer Weise berechnet als nach (4), wie z. B. nach der weiter unten angegebenen Gleichung (24), so kann die größte Abweichung der zu übertragenden Repräsentationswerte von dem jeweiligen Bezugswert in einem anderen Wertebereich der rekonstruierten Abtastwerte liegen. Der erläuterte Einfluß der zahlenmäßigen Größe der rekonstruierten Abtastweite auf die Häufigkeitsverteilung der zu übertragenden Repräsentalionsweitc u kann z. B. durch eine amplitudenabhängige Gewichtung des Auswahlkriteriums bei der Ermittlung bzw. Auswahl der im Prüfzeilpunkt wahrscheinlichsten Repräsentationswertänderung ν — u berücksichtigt werden.

Bei Verwendung von Werten I if ■ b^y = (v — ti) ■ h^r für den Vergleich mit den Werten des zu untersuchenden Abklingvorgangs gelten für die Vergleichsweise r_n ,. statt der Gleichungen (15), (17), (18) oder (19) in der gleichen Reihenfolge die folgenden, entsprechend modifizierten Gleichungen (20), (21), (22) oder (23). Sie entstehen aus den erstgenannten Gleichungen, indem von diesen jeweils der Ausdruck If₁* (1 — h") subtraliiert wird:

r_{i + t} = sf_, + Is₁* - l·* (1 -= .sf - Iff (1 - h>-).

(20)

r_;+, = **·+,.+ l.sf- Uf(I -ZV'), (21)

r_i+y = sf-2 + (.sf-, - s*-₂) ■ y + Asf

- i'f (i - η

= .vf_+v+

Is₁* -

- b>). (23)

Ebenso wie dk Gleichungen (15), (17), (18) und (19) gelten die modifizierten Gleichungen (20), (21), (22) und (23) für y = h = 1,2, ...,//, wobei angenommen wird, daß der Abklingvorgang im Anschluß an den dem Abtastzeitpunkl i_; zugeordneten Repräsenlationswert ff bzw. den entsprechenden sprunghaft veränderten rekonstruierten Abtastwert S- geprüft werden soll.

Wird z. B. eine sprunghafte Abtastwertänderung Isf ermittelt, deren Zahlenwert 57 beträgt, so kann diesem Näherungswert für die Repräsentationswertänderung im Beispiel nach Tabelle 4 die Repräsentationswerländerung Uf = e - u = 60 als zahlenmäßig nächstlicgender und wahrscheinlichster Wert zugeordnet werden. Mit diesem Wert werden z. B.

die Werte b^y ■ I / * des Abklingvorgangs bzw. die Vergleichswerte r_{1 + v} berechnet. Zur Berechnung der Vergleichsweise kann z. B. eine der Gleichungen (20), (22) oder (23) oder eine ähnliche Gleichung dienen, je nachdem, ob sich die Vergleichswcrtberechnung und damit die Prüfung des Abklingvorgangs auf den zeitlich vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwert s*^_t oder extrapolierte rekonstruierte Abtastwerte oder auf andere rekonstruierte Ablastwertc stützt, die hohe statistische Bindungen zu den zu prüfenden Werten haben und in demselben oder einem anderen Signalabschnitl liegen, bzw. je nachdem, nach welcher der beschriebenen Methoden der Abklingvorgang geprüft wird, für die die betreffende Gleichung Gültigkeit hat. Bei der Prüfung des Abklingvorgangs wird wie beschrieben z. B. der absolute Betrag der Abweichung zwischen dem jeweiligen rekonstruierten Abtastwert sf₊ j. und dem entsprechenden Vergleichswcrt C_{1 + 1}. bestimmt, und es wird festgestellt, ob dieser absolute Betrag oder ein für die Folge der bei H Prüf-

bo schlitten ermittelten absoluten Beträge repräsentativer Wert eine vorgegebene Toleranz überschreitet.

Für die sprunghafte Abtastwertänderung Is₁* und für die zugeordnete Repräsenlationswertänderung \i* können sowohl positive als auch negative Zahlcnwertc auftreten. Vereinfacht kann statt der vor/.eichcnbchaftclcn Änderung Isf bzw. I/f auch deren absoluter Betrag I Isf | bzw. | Iff | für die Berechnung der (betragsmäßigen) Werte des Abklingvorgangs

oder ζ. B. für ihre Auswahl aus gespeichert vorliegenden Werten der möglichen oder wahrscheinlichen Abklingvorgänge bzw. deren absoluter Beträge benutzt werden. Die Werte des auf diese Weise gewonnenen Abklingvorgangs werden dann z. B. mit dem absoluten Betrag der Differenz zwischen den zu prüfenden Abtastwerten,z.B.sf_{+ y} (y = h = 1,2, .. .,H), und den als Referenz verwendeten Werten, z. B. Sj¹I₁ oder atf,·+,,+i.. verglichen. Nach einem der beschriebenen Kriterien wird dann entschieden, ob ein als störungsbedingt zu betrachtender Abklingvorgang vorliegt.

Statt der Verwendung eines der möglichen oder wahrscheinlichen Zahlen werte für die Repräsentationswertänderung Uf = ν — u zur Festlegung des zum Vergleich herangezogenen Abklingvorgangs, z. B. b^y ■ I ff, können auch mehrere der möglichen oder wahrscheinlichen Zahlenwerte berücksichtigt werden. Es wird dann nacheinander oder gleichzeitig (parallel) der zu prüfende Abklingvorgang mit den verschiedenen Abklingvorgängen verglichen, die sich bei den verschiedenen möglichen oder wahrscheinlichen Zahlenwertcn für Iff ergeben. Stimmt der zu prüfende Abklingvorgang mit einem der verschiedenen möglichen Abklingvorgänge nach einem vorgegebenen Kriterium und innerhalb einer vorgegebenen Toleranz überein, so wird der zu prüfende Abklingvorgang als slörungsbedingt interpretiert. Entsprechend wird im ersten Fall eine Fehlerkorrektur vorgenommen, und im zweiten Fall unterbleibt sie.

Neben einer verfeinerten Prüfung des Abklingvorgangs kann die Ermittlung der wahrscheinlichen störungsbedingten Repräsentationswertänderung 1; — 1/ (ρ Φ >ι) auch zur technischen Vereinfachung dieser Prüfung dienen, insbesondere wenn die Anzahl der verschiedenen möglichen Abklingvorgänge relativ klein ist, wie z. B. bei Codewörtern der Länge 3 bit für die Repräsentationswerte. Die Werte der in Betracht kommenden störungsbedingten Repräsentationswertänderungen und/oder der zugehörigen stürungsbedingten Abklingvorgänge können dann z. B. als Festwerte gespeichert bereitgestellt und unmittelbar mit den entsprechenden, aus den rekonstruierten Abtastwerten gewonnenen, zu prüfenden Werten verglichen werden. Es entfällt also die jeweilige Neuberechnung der Verglcichswerte und die damit verbundene Multiplikationsoperation. Zugleich wird eine kürzere Verarbeitungszeil bei diesen Prüfschritten erzielt.

Ist eine der möglichen störungsbedingten Repräsentationswertänderungen als für den betreffenden Abiastzeitpunkt wahrscheinliche Repräsentationswertänderung ermittelt worden, so kann diese auch bei der Fehlerkorrektur berücksichtigt werden. Der als fehlerhaft interpretierte rekonstruierte Abtastwerl wird dann nicht oder nicht allein z. B. durch einen zeitlich und/oder räumlich benachbarten rekonstruierten Abtastwert oder durch den rekonstruierten Abtastwert eines anderen Signalabschnitls ersetzt, sondern durch den betreffenden um die wahrscheinliche Repräsentationswertänderung hf verminderten, bo als fehlerhaft interpretierten rekonstruierten Ablastwert. Entsprechend kann der zu dem als fehlerhaft interpretierten rekonstruierten Abtastwert gehörige, verfälschte empfangene Rcpräscnlationswcrt durch den um die wahrscheinliche störungsbedingte Repräsentationswcrtändciung lif verminderten empfangenen Repräsentationswert ersetzt werden. Diese Methode der Fehlerkorrektur kann zu einer Verminderung des im Korrekturzeitpunkt verbleibenden Restfehlers beitragen.

Die im vorausgegangenen Teil der Beschreibung genannten Modifikationen und Variationen des erfindungsgemäßen Verfahrens gelten sinngemäß auch für die beschriebenen Methoden der Fehlererkennung und -korrektur, bei der zur Prüfung bzw. Festlegung des Abklingvorgangs von den jeweils möglichen bzw. wahrscheinlichen Repräsentationswertänderungen ausgegangen wird.

Als weiteres Kriterium, ob ein empfangener Repräsentationswert durch eine Ubertragungsstörung verfälscht wurde, kann die über- oder Unterschreitung des Aussteuerbereiches der rekonstruierten Abtastwertc dienen. Tritt empfangsseitig ein Repräsentationswert auf, mit dem ein Abtastwert rekonstruiert wird, der um mehr als einen Mindestwerl außerhalb des Aussteuerbereiches der rekonstruierten Abtastwerte liegt, so wird der Repräsentationswert als fehlerhaft interpretiert und eine Fehlerkorrektur nach einer der beschriebenen oder anderen geeigneten Methoden durchgeführt.

Es wird also z. B. der als fehlerhaft interpretierte rekonstruierte Abtastwert, der dem verfälschten empfangenen oder einem auf diesen folgenden Repräsentationswert zugeordnet ist, z. B. durch den zeitlich vorausgegangenen oder einen räumlich benachbarten rekonstruierten Abtastwert oder durch einen aus einer Kombination mehrerer rekonstruierter Abtastwerte gewonnenen Wert ersetzt oder der als fehlerhaft interpretierte rekonstruierte Abtastweit wird wie oben erläutert um den wahrscheinlichsten Fehleranteil I ff vermindert. Statt des als fehlerhaft interpretierten rekonstruierten Abtaslwertes kann auch der entsprechende verfälschte empfangene Repräsentationswcrl nach einer der in der Beschreibung genannten Methoden korrigiert, d. h. z. B. verändert oder durch einen anderen Wert ersetzt werden. Die auf den korrigierten bzw. auf den aus einem korrigierten Repräsentationswert rekonstruierten Abtastwert folgenden Abtastwerte werden wie beschrieben unter Zugrundelegung dieses korrigierten Abiastwertes bzw. des korrigierten Repräsentationswertes rekonstruiert.

Der Mindest wert, um den der Aussteuerbereich über- oder unterschritten sein muß, wenn z. B. der dem betreffenden Abtastzeitpunkl zugeordnete rekonstruierte Abtaslwert als fehlerhaft zu interpretieren ist, ist durch den absoluten Betrag der Differenz zwischen der unteren Grenze (urrtere Entscheidungsschwclle) des Differenzwertbereiches und dem Repräsentationswert dieses Bereiches festgelegt, in dem der betreffende zu übertragende Differenzwert liegt, lsi z. B. der Differenzwert /,· = 20 zu übertragen und wird angenommen, daß ein Differenzwertbereich, der z.B. die Differenzwerte 12 (untere Entscheidungsschwellc dieses Bereiches) bis 49 (obere Entscheidungsschwelle dieses Bereiches) umfaßt, durch den Rcpräsenlationswert 16 dargestellt wird, so beträgt der absolute Betrag der obengenannten Differenz zwischen der unteren Entscheidungsschwelle und dem Repräsentationswert dieses Bereiches |16 — 12 | = 4. Bei störungsfreier übertragung können rekonstruierte Abtastwerte um nicht mehr als diese Differenz, also die Differenz zwischen der unteren Entschcidungsschwclle und dem betreffenden Repräsentationswert, dem die Differenz zugeordnet ist. außerhalb des Ausslcuerbcreichcs liegen. Sie werden dann z. B. gleich dem Endwert des Aussteucrbcrcichcs gesetzt, den sie

über- bzw. unterschritten haben. Ist bei Vorhandensein von Ubertragungsstörungen die über- oder Unterschreitung also größer als dieser Mindestwert, so ist dies auf die störungsbedingte Verfälschung eines empfangenen Repräsentationswertes zurückzu-Rihren. Durch Codierung der zu übertragenden Repräsentationswerte mit einem Code mit den Eigenschaften des Code 2 oder Code 3 nach Tabelle 3 oder eines äquivalenten Code kann die Wahrscheinlichkeit von störungsbedingten Überschreitungen des Aussteuerbereiches der rekonstruierten Abiastwerte und damit die Wahrscheinlichkeit einer nach diesem Kriterium vorgenommenen Korrektur fehlerhafter rekonstruierter Abtastwerte erhöht werden.

Wird davon ausgegangen, daß sämtliche fehlerhaften rekonstruierten Abtastwerte in der Aufeinanderfolge der rekonstruierten Abtastwerte korrigiert wurden, so ist dem Abtastzeitpunkt, in dem dar Aussteuerbereich durch den rekonstruierten Abtastwert um mehr als den betreffenden Mindestwert über- oder unterschrillen wurde, zugleich auch der verfälschte empfangene Repräsentationswert zugeordnet. Anderenfalls ist die Über- oder Unterschreilung des Aussteuerbereichs um mehr als einen Mindestwert auf eine zu einem früheren Abtastzeitpunkt aufgetretene Verfälschung eines empfangenen Repräsentationswertes zurückzuführen.

Da der im Abtastzeitpunkt der über- oder Unterschreitung des Aussteucibcieiehcs zu übertragende, unverfälschte Repräsenttilionswerl und damit auch der im momentanen Abtastzeitpunkt zulässige Mindestwert für die über- bzw. Unterschreitung des Aussteuerbereiches empfangsseitig im allgemeinen nicht oder nur näherungsweise bekannt ist, kann als Mindestwert z. B. die bei den verschiedenen Rcpräsentationswerten maximal mögliche Differenz zwischen unterer Entscheidungsschwelle und zugehörigem Repräsentationswert gewählt werden. Diese tritt im allgemeinen bei dem betragsmäßig größten der verschiedenen Repräsentationswerte auf. 1st z. B. wie in Tabelle 3 der betragsmäßig größte Repräsentationswert 64 und wird für die untere Entscheidungsschwelle des Bereiches der zugehörigen Differenzwerte der Wert 50 angenommen, so sind nach obiger Methode z. B. alle rekonstruierten Abtastwerte als fehlerhaft zu interpretieren und zu korrigieren, deren absoluter Betrag den Aussteuerbercich um mehr als 150 — 64 I = 14 über- bzw. unterschreitet.

Die Festlegung des Mindestwertes kann verfeinert werden, z. B. indem aus vorausgegangenen oder bcnachbarten Werten oder aus geeigneten Werten anderer Signalabschnitte wie oben beschrieben jeweils ein besonders wahrscheinlicher Wert 1; — 1/ für die störungsbedingte Repräsentationswertänderung I if und damit ein im betreffenden Abtastzeilpunkt besonders wahrscheinlicher zu übertragender Repräsentationswert ermittelt wi'/d. Der absolute Betrag der diesem Repräsentationswerl zuzuordnenden Differenz zwischen diesem Repräsentationswerl und der unteren Entscheidungsscliwelle des zugehörigen Diffe- t>o renzwertbereiches bestimmt dann den momentanen Mindestwert derjeweiligen über- bzw. Unterschreitung des Aussteuerbereiches, bei dessen überschreiten der betreffende rekonstruierte Abtastwert als fehlerhaft interpretiert wird. Dieser momentane Mindestwert ist kleiner als der vorher genannte, aus dem jeweils betragsmäßig größten Repräsentationswert ermittelte Mindestwert, so daß die Empfindlichkeit der Prüfung erhöht wird. Wird als Repräsentationswert, der mit besonders hoher Wahrscheinlichkeit zu übertragen ist, aus anderen Repräsentationswerten oder rekonstruierten Abtastwerten z. B. der Repräsenlationswerl 16 festgestellt, so genügt bei Annahme der weiter oben für den Repräsentalionswert 16 als Beispiel genannten unteren Enlscheidungsschwelle von 12 die Überschreitung eines momentanen Mindestwertes von 4, um den dem betreffenden Repräsentationswert zugeordneten rekonstruierten Abtastwert als fehlerhaft zu interpretieren und dessen Korrektur auszulösen.

Die beschriebene Methode der Korrektur rekonstruierter Abtastwerte, die den Aussteuerbereich um mehr als einen Mindestwert über- oder unterschreiten, nutzt die Vorkenntnis über die Amplitudenabhängigkeit des Auftretens irrelevanter und damit empfangsseitig als verfälscht zu interpretierender Repräsentationswerteaus. Diese Methode kann mit den übrigen erfindungsgemäßen Methoden der Fehlererkennung und -korrektur sowie deren Modifikationen und Variationen kombiniert werden.

Wie weiter oben erwähnt, entstehen in einem DPCM-System, bei dem der Bezugswert für die Ermittlung der zu übertragenden'Differenzen (Differenzwerte, die zwischen dem jeweiligen Bezugswert, z. B. .?_;, und dem entsprechenden Abtastwert, z. B. s,·, gebildet werden) jeweils durch Multiplikation eines oder mehrerer vorausgegangener bzw. von diesen statistisch abhängiger rekonstruierte Abiastwerte mit einem konstanten Faktor, dessen Zahlenwert zwischen Null und Eins liegt, i. allg. zusätzliche Schwankungen der rekonstruierten Abtastwerte. Wie bereits erläulerl werden sie dadurch hervorgerufen, daß der Bezugswert von dem mit diesem Faktor multiplizierten Wert abweicht. Bei den üblichen Nachrichtenquellen ergeben sich dann zwischen diesem Bezugswert und dem dem gleichen Abtastzeitpunkl zugeordneten Abtastwert im Mittel größere zu übertragende Differenzen als bei einer Differenzbildung zwischen dem Abtastwert und dem für die Bezugswertbestimmung benutzten rekonstruierten Abtastwert selbst. Infolge der nichtlinearen Stufung der Quantisicrungskennlinic treten bei den größeren Differenzen zugeordneten zu übertragenden Rcpräsentationswerlen größere Quantisierungsfehlcr und damit auch größere Schwankungen der rekonstruierten Abtastwerte auf. Für eine Fehlererkennung und -korrektur nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es im Interesse einer geringen Entscheidungsunsicherheit vorteilhaft, wenn diese Abweichungen und damit auch die genannten zusätzlichen Schwankungen der rekonstruierten Abtastwerte möglichst klein bleiben.

In diesem Fall bleiben z. B. auch die zusätzlichen Schwankungen klein, die dem auf eine störungsbedingte sprunghafte Abtastwertänderung folgenden Abklingvorgang überlagert sind, so daß durch solche Schwankungen bedingte Überschreitungen der ToIcranzgrcnzen bei der Prüfung des Abklingvorgangs (z. B. b Kj) möglichst vermieden werden. Außerdem werden z. B. im Mittel möglichst geringe Abweichungen zwischen derjeweiligen Flöhe einer sprunghaften Abtiistwcrtänderung (z. B. I sf) und der Höhe der zugehörigen störungsbedingten Repräscntationswertänderung (z. B. Uf) erzielt. Hierdurch ergeben sich u. a. günstige Bedingungen, wenn, wie beschrieben, unter den sprunghaften Abtastwertänderungen nur diejenigen auf das Vorhandensein eines nachfolgenden

Abklingvorgangs geprüft werden sollen, die mit größter Wahrscheinlichkeit auf Uberlragungsstörungen zurückzuführen sind. Andererseits können in diesem Fall auch die zur Ermittlung einer sprunghaften Abtastwertänderung benutzten Toleranzer K_c herabgesetzt werden.

Den im obigen Zusammenhang nunmehr folgenden Überlegungen wird eine Gewinnung des Bezugswertes durch Multiplikation des diesem jeweils unmittelbar vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwertes mit einem Dämpfungsfaktor b (0 < b < 1) zugrunde gelegt. Die Überlegungen gelten sinngemäß auch, wenn der Bezugswert z. B. durch Multiplikation anderer, wie z. B. räumlich benachbarter oder in anderer Weise statistisch abhängiger rekonstruierter is Abtastwerte mit einem konstanten Faktor, dessen Wert zwischen Null und Eins liegt, oder z. B. durch eine entsprechende Gewichtung mehrerer rekonstruierter Abtastwerte oder Funktionen bzw. Kombinationen solcher Werte gewonnen wird. Der betrachtete Abtastzeitpunkt f, bzw. f,-_,, dem der Bezugswert bzw. der der Gewinnung des Bezugswertes zugrunde gelegte rekonstruierte Abtastwert zuzuordnen und der durch den Index / bzw. ; — I bei den entsprechenden Formelzeichen gekennzeichnet ist (s,- bzw. s*_,), dient ebenfalls nur als Beispiel.

Die durch einen Dämpfungsfaktor b verursachten zusätzlichen Schwankungen der rekonstruierten Abtastwerte können z. B. dadurch gering gehalten werden, daß ein Wert von b gewählt wird, der möglichst nahe «> bei Eins liegt. Je mehr sich b jedoch dem Wert Eins nähert, desto größer ist die Zeilkonstante des Abkiingvorgangs und damit die Anzahl der Abtastwerte, die beim Auftreten einer Ubertragungsstörung ohne Anwendung einer Fehlerkorrektur fehlerhaft rekonstruicrl.werden. In Verbindung mit dem Verfahren der Fehlererkennung und -korrektur tritt dieser Effekt z. B. dann störend in Erscheinung, wenn eine störungsbedingte Abtastwerländerung bzw. der entsprechende Rcpräsentalionswcrt nicht als fehlerhaft erkannt und nicht korrigiert wurden.

Eine andere bekannte Möglichkeit, die durch den Dämpfungsfaktor h bedingten Schwankungen der rekonstruierten Abiastwerte zu verringern, besteht darin, den für die Differenzbildung verwendeten Bezugswert, z. B. s_;, nicht durch Multiplikation eines vollständigen rekonstruierten Abtastwerlcs mit dem Dämpfungsfaktor b zu gewinnen, z. B. des unmittelbar vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwerlcs .sf_, wie in (4), sondern indem nur ein bestimmter Anteil ^rx> dieses Abtastwertes, z. B. der Anteil .sf_, — .sy mit dem Dämpfungsfaktor h multipliziert wird. Stall (4) gilt dann die Gleichung

.5,- = S₁ + Hsf_, - .v,.).

(24)

Die Größe .sy ist dabei ein fester Wert. Für .sy = 0 geht (24) in (4) über. bo

üblicherweise dienl .sy dazu, die durch den Dämpfungsfaktor b verursachten Schwankungen der rekonstruierten Abtastwerte in dem Amplitudenbereich bclragsmäßig möglichst geringzuhalten, in dem sie die Qualitäl des ungestörten rekonstruierten Signals b^r> besonders nachteilig beeinflussen. Die durch den Dämpfungsfaktor h verursachten Abweichungen zwischen dem Bezugswcrl .v, i<nd dem zur Berechnung des Bezugswertes Zj verwendeten rekonstruierten Abtastwert, z. B. .s*_, nach (24), sind betragsmäßig um so kleiner, je mehr sich sf_, dem Festwert iy nähert. Ist .sy z. B. gleich dem die Mitte des Aussteuerbereiches repräsentierenden Wert, so sind die genannten Abweichungen Null, wenn .sf-, in der Mitte des Aussteuerbereiches liegt, und betragsmäßig am größten an den Grenzen des Aussteuerbereiches.

Im Gegensatz dazu sind bei Berechnung des Bezugswertes s, nach (4) die Abweichungen zwischen dem Bezugswert s, und dem zur Berechnung des Bezugswertes verwendeten rekonstruierten Abtastwert .VjL₁ Null für sf_, = 0 und nehmen ihren betragsmäßig größten Wert an, wenn .SfL₁ die obere Grenze des Aussteuerbereiches erreicht. Wird angenommen, daß sich der Aiissteucrbereich der rekonstruierten Abtastwerte ohne Vorzeichenumkehr von dem Wert Null bis zu einem Maximalwert erstreckt, so ist im obigen Fall der betragsmäßig größte Wert der Abweichungen doppelt so groß wie der absolute Betrag des entsprechenden Wertes, der sich für das vorher gewählte Beispiel (.sy gleich der Mitte des Aussteuerbereiches) bei Anwendung von (24) ergibt.

Bei Gewinnung des Bezugswcrles s_f nach (24) statt nach (4) und geeigneter Wahl von .sy kann also einerseits die maximal mögliche Abweichung zwischen einem rekonstruierten Abtasiwerl (z. B. .Sf₁) und dem aus diesem hervorgehenden Bezugswert (z. B..?,) und damit der maximal mögliche Wert der durch den Dämpfungsfaktor /) verursachten Schwankungen der rekonstruierten Abtastwerlc betragsmäßig vermindert und andererseits das Minimum dieser Schwankungen in einen solchen Bereich (Amplitudenbereich) der rekonstruierten Abtaslwcrte gelegt werden, der für eine möglichst geringe Entseheidungsimsicherheit bei der Fehlererkennung und -korrektur vorteilhaft ist. Dies kann z. B. der Bereich sein, in dem das Maximum der Amplitudenverteilung der von der Nachrichtenquelle abgegebenen bzw. der rekonstruierten Abtaslwcrte auftritt.

Die Häuligkeilsverlei.lung der zu übertragenden bzw. zu codierenden Differenzwerte, z. B. 1 ■■,· = s-, — .s",), die mit einem nach (4) gewonnenen Bezugswerl .s, erniitlelt wurden, hat ihr Maximum i. allg. bei einem Differenzwert bzw. dem zugeordneten Repräsentationswert, dessen absoluter Betrag größer ist als Null, wenn der Aussteuerbereich der rekonstruierten Abtaslwertc nur Werte gleichen Vorzeichens umfaßt. Dies ergibt sich anschaulich z. B. aus den Erläuterungen weiter oben, nach denen dann statt der Abweichung Null vorzugsweise betragsmäßig größere Abweichungen zwischen dem Bezugswert .v, und dem entsprechenden Abtaslwert x, auftreten. Im Gegensatz dazu kann bei Verwendung eines in der geschilderten Weise nach (24) ermittelten Bezugswcrles erreicht werden, daß das Maximum der Häufigkeitsverteilung der zu übertragenden bzw. zu codierenden Diflcrcnzwcrte bzw. der zugeordneten Repräsentationswerte bei dem Differenzwert Null bzw. dem dem Differenzwert Null zugeordneten Repräscntationsvvcrt oder annähernd bei diesem Wert auftritt. Hierdurch werden günstige Bedingungen für die Anwendung einer zum Differenzwert Null symmetrischen Stufung der Repräsentationswci■; j und der in Verbindung mit der Codierung dieser Werte beschriebenen Überlegungen geschaffen.

Bei Übereinstimmung der Lage des Maximums der Häufigkeitsverteilung der zu übertragenden bzw. zu codierenden Differenzwerte (bzw. der diesen züge-

ordneten Repräsentationswerte) mit dem Bereich, in dem für die Zuordnung der Rcpräsenlationswcrle zu den Diffcrcnzwcrtcn die feinste Slufung der Rcpräsentationswerle vorgesehen ist (bei einer zum Zahlenwert Null symmetrischen Stufung isl dies i. allg. der Be- ■-, reich in der Umgebung des Differcnzwertcs Null), wird für die üblichen Nachrichtenquellen u. a. erreicht, daß im Mittel möglichst kleine Quantisierungsfehler und möglichst kleine durch diese Fehler bedingte Abtaslwertschwankungen entstehen. Alternativ zur Verwendung eines Bezugswertes, der jeweils nach (24) ermittelt wird, kann ein nach (4) gewonnener Bezugswert verwendet werden und zur Vermeidung der genannten zusätzlichen Abtastwertschwankungen eine zum Zahlcnwcrt Null unsymmetrische Stufung der Rcpräscntationswerlc vorgesehen werden. Die feinste Stufung wird dann dem Bereich derjenigen Differenzwerte zugeordnet, die im Mittel am häufigsten als zu übertragende bzw. zu codierende Werte zu erwarten sind.

In bczugaufdcn in der Mittcdieses Bereiches liegenden, von Null verschiedenen Differenziell kann dann die Stufung der Repräsentationswerte i. allg. symmetrisch sein. Als Repräsentationswerte können z. B. solche verwendet werden, die sich durch einen gleich- r> mäßigen Versatz um den obengenannten Differenzwert aus zum Wert Null symmetrisch gestuften Repräsentationswerten ergeben. Statt der Verwendung derartiger versetzter Rcpräscnlationswerte können auch zum Zahlcnwcrt Null symmetrisch gestufte jii Repräsentationswerte benutzt und diesen Repräsentationswerten statt des jeweiligen Differenzwertes zwischen Bezugswert und Abtast wert jeweils der Wert zugewiesen werden, der sich als die Summe aus dem jeweiligen Differenzwert und einer dem genannten jj Versatz entsprechenden Konstanten ergeben.

Die Überlegungen zur Codierung der Repräsentationswerte, die an Beispielen für eine zum Wert Null symmetrische Stufung dieser Werte weiter oben behandelt wurden, sowie die beschriebene Ausnutzung w dieser Überlegungen bei der Fehlererkennung und -korrektur gelten sinngemäß z. B. auch für eine zum Differenzwert Null unsymmetrische Stufung der Repräsentationswerte bzw. für eine Stufung, die symmetrisch ist zu einem von Null verschiedenen Diffc- αϊ renzwcrt.

Im folgenden werden einige Methoden angegeben, nach denen die Fehlererkennung vorzugsweise in Gebieten solcher rekonstruierter Abtaslwertc geschieht, in denen die signalbcdingten, d. Ii. nicht w störungsbedingten Änderungen dieser Werte bzw. die Rcpräscnlationswerte oder Rcpräsenlalionswertändcrungen nur klein sind. In diesen Gebieten mit ruhigen Signalvcrläufcn kann i. allg. eine geringere Entschcidungsunsichcrhcil erzielt werden als in Ge- π bieten aktiver Signalvcrläufc, die durch relativ große signalbcdinglc, d. h. nicht slörungsbedingtc Abtastwcrtänderungen bzw. relativ große Rcpiäsentationswcrlc oder relativ große Repräscntationswertändcrungcn gekennzeichnet sind. So läßt sich z. B. die Prü- wi fung, ob eine störungsbedingte sprunghafte Abtastwcrtändcrung bzw. eine störungsbedingtc Repiäscntalionswertänderung vorliegt, vorzugsweise auf Gebiete beschränken, in denen die z. B. in der räumliehen und/oder zeitlichen Umgebung der zu prüfenden <>^r> Ablastwert- bzw. Repräsentationswertänderung befindlichen unverfälschten empfangenen Repräsenlationswertc bzw. die entsprechenden signalbedinglen Änderungen der rekonstruierten Abtastwertc bestimmte Höchstwerte nicht überschreiten. Hierdurch wire erreicht, daß eine nachfolgende Prüfung auf das Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvorgangi möglichst nur dann eingeleitet wird, wenn die Wahrscheinlichkeit, einen solchen Abklingvorgang vorzufinden, mögliehst hoch isl. Die Beschränkung dci Prüfung, ob eine störungsbedingte sprunghafte Abtastwertänderung vorliegt, vorzugsweise auf Gebiete mit nur geringen signalbcdingten Abtastwcrtändcrungen kann z. B. erreicht werden, indem beim Auftreten einer sprunghaften Ablastwcrtändcrung jeweils untersucht wird, ob die Höhe dieser Änderung mit den Höhen der Abtaslwertänderung gegenüber anderen rekonstruierten Abtastwerten aus der zeitlichen und/ oder räumlichen Umgebung des auf sprunghafte Änderung zu prüfenden rekonstruierten Abtastwertes innerhalb einer vorgegebenen Toleranz übereinstimmt

Zum Beispiel kann bei Abtastwerten, die Helligkeitswerte zeilenweise abgetasteter Bildinformation darstellen, zunächst geprüft werden, ob eine sprunghafte Änderung eines rekonstruierten Abtastwertes gegenüber dem zeitlich vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwert vorliegt, d. h. eine Abtastwcrländerung, deren absoluter Betrag die Toleranz K₁ überschreitet. Anschließend kann festgestellt werden ob diese Änderung innerhalb einer kleineren Toleran7 als K, mit der Änderung des zu prüfenden rekonstruierten Abtastwertes gegenüber einem oder mehreren räumlich und'odcr zeitlich benachbarten rekonstruierten Abtastwerten übereinstimmt. Nur wenn auch diese Bedingung erfüllt ist. wird nachfolgend die Prüfung auf Vorhandensein eines slörungsbcdingten Abklingvorgangs eingeleitet. (Zur Vereinfachung wird die Bezeichnung »räumlich und'odcr zeitlich benachbarter rekonstruierter Abtastwert« hier und im nachfolgenden Zusammenhang im Sinne eines rekonstruierten Ablaslwcrtes verstanden, der dem entsprechenden räumlich benachbarten Bildclcmcnt zugcordncl ist.)

Ob die sprunghafte Abtaslwertänderung gegenüber dem zeitlich vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwerl mit der sprunghaften Abtaslwertänderung gegenüber einem oder mehreren räumlich und'odei zeillich benachbarten rekonstruierten Abtastwerten innerhalb einer vorgegebenen Toleranz übereinstimmt kann z. B. dadurch festgestellt werden, daß die Größe der für die Prüfung herangezogenen zeitlich vorausgegangenen Abtaslwcrtc mil der Größe der übrigen für die Prüfung herangezogenen zeitlich und/oder räumlich benachbarten rekonstruierten Ablastwcrtc verglichen wird. Haben die auf diese Weise geprüften rekonstruierten Abtaslwcrtc innerhalb einer vorgegebenen Toleranz jeweils die gleiche Größe, so stimmen auch die auf diese Werte bezogenen sprunghafter Abtastwertänderungen innerhalb dieser Toleranz mit einander übcrcin.

Zur Veranschaulichung der Zuordnung der gcnann lcn rekonstruierten Abtastwerle für das gewählte Bei spiel, in dem die Lage der rekonstruierten Ablastwcrli der Lage der zugehörigen Bildclcmcntc entspricht dient Tabelle 5. Hier sind jeweils die benachbarter rekonstruierten Abtast werte aus einem Abschnit einer Bildzeile Z und die entsprechenden, d. h. von Zeilenanfang gleiehwcil entfernten rekonstruierter Abtastwerte aus einer vorausgegangenen Bildzeil* / — I (z. B. der unmittelbar vorausgegangenen Bild zeile) angegeben.

Tabelle 5

Beispiel für die Zuordnung rekonstruierter Abtastwerte zu Bildelementen in einem zeilenweise abgetasteten Bildelemcntraster

Bildzeile Z - 1	X	X	X	X	X
	■Sf-2+ /.	Sf-I+I.	-Sf+,.	Sf+I+I.	S*
Bildzeile Z	X	X	X	X	X
	Sf-2	.sf-,	Sf	.Sf+,	Sf+2

Bildzeile Z + 1 usw. sowie Z - 2 usw. entsprechend

λ Mittelpunkt eines Bildelementcs

dem Bildelement zugeordneter rekonstruierter Abtastwert

Der sprunghaft veränderte rekonstruierte Abtastwert sei .s* in Tabelle 5. Die Abtast- und damit Forlschreitungsrichlung läuft in Tabelle 5 von links nach rechts, ist also durch wachsende Summanden bei den Indizes gekennzeichnet. Die Größe L gilt im Sinne der weiter oben angegebenen Definition. Im vorliegenden Beispiel ist der absolute Betrag von L gleich der Anzahl der Bildelcmcnte einer Bildzeile. In diesem Beispiel ist für L ein negativer Wert einzusetzen (L < 0), da die betreffenden rekonstruierten Abtastwerte .sf+,.+,. in der der aktuellen Zeile (Bildzeile Z) vorausgegangenen Zeile (Bildzeile Z - 1) liegen.

Bei Anwendung der vorher erläuterten Prüfmethode auf das Beispiel nach Tabelle 5 wird zunächst untersucht, ob der absolute Betrag der sprunghaften Änderung des rekonstruierten Abtastwertes sf gegenüber dem zeitlich unmittelbar vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwcrl .sf_, größer ist als eine Toleranz K_v. Wenn dies zutrifft, wird außerdem untersucht, ob diese sprunghafte Änderung des rekonstruierten Abtastwertes sf gegenüber dem zeitlich vorausgegangenen rekonstruierten Abtaslwcrl s*_, innerhalb einer Toleranz K₁ mit den Änderungen des rekonstruierten Abtastwertes sf gegenüber z. B. den räumlich benachbarten rekonstruierten Ablastwcrten ■sf-, + /.,.v*+ /. und sf₊, +,. übereinstimmt. Dazu genügt es fcstzustellen.obdierckonstruiertenAbtastwerte.sf-i+,., .S₁*+ ,. und .sf₊, + ,. innerhalb der Toleranz K_f die gleiche Größe haben wie der rekonstruierte Abtastwert **_,.

Ist auch diese Bedingung erfüllt, so wird angenommen, daß die sprunghafte Änderung des rekonstruierten Ablast wertes X₁* in einem Bereich solcher BiIdclcmentc aufgetreten ist, deren Helligkcitswcrtc (Abtastwerte) sich im Mittel relativ wenig ändern. In diesem Fall ist die Wahrscheinlichkeit groß, daß die sprunghafte Abtastwertänderung durch eine Übertragungsstörung verursacht wurde, und es wird die Prüfung auf Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvorgangs eingeleitet. Anderenfalls unterbleibt diese Prüfung, und im nächsten Abtastzeitpunkt, d. h. im Beispiel nach Tabelle 5 Pur den rekonstruierten Abtaslwcrl .s'f+i, wird die Prüfung wie für den rekonstruierten Abtastwert s* beschrieben durchgeführt.

Zusätzlich zu den in dem Beispiel genannten, dem sprunghaft veränderten Abtastwert zeitlich und/oder räumlich benachbarten Abtastwerten oder alternativ zu diesen Werten können andere rekonstruierte Abtastwerte aus der räumlichen und/oder zeitlichen Umgebung der sprunghaft veränderten Abtastwcrlc, wie z. B. einer der Werte s*_₂_,,, sf+2 + /. oder sämtliche dieser Werte, oder rekonstruierte Abtastwerlc aus anderen Signalabschnitten bzw. aus solchen Abtastwerten berechnete Werte, die hohe statistische Bindungen zu dem dem sprunghaft veränderten Ablastwert zugeordneten ungestörten Abtastwert haben, auf Übereinstimmung mit dem rekonstruierten Abtastwert s,*_, innerhalb der Toleranz K_f untersucht und

jo das Ergebnis dieser Untersuchung als Kriterium bzw. zusätzliches Kriterium benutzt werden, ob anschließend die Prüfung des Abklingvorgangs stattfinden soll. Andere Signalabschnitte sind im Sinne der weiter oben verwendeten Definition z. B. andere Bildzeilcn desselben Bildes, wie etwa auch die nachfolgende Bildzeile, oder Bildzcilen eines anderen Bildes, zu dem statistische Bindungen bestehen.

Außer der beschriebenen Prüfung auf sprunghafte Änderung des rekonstruierten Abtastwertes s* gegenüber den genannten rekonstruierten Abtaslwerten kann als zusätzliches oder alternatives Kriterium, ob anschließend die Prüfung auf Vorhandensein des Abklingvorgangs eingeleitet werden soll, das Vorhandensein sprunghafter Änderungen auch weiterer, auf den rekonstruierten Abtastwert sf folgender rekonstruierter Abtastwertc sf_+y (y — 1,2, ...) dienen. Dies können z. B. sprunghafte Änderungen eines oder mehrerer dieser rekonstruierten Abtastwerlc (also z. B. der rekonstruierten Abtastwerte Sf₊₁ und/oder .sf₊₂ usw.) gegenüber räumlich benachbarten oder dem rekonstruierten Abiastwert sf zeillich vorausgegangenen oder solchen Ablastwcrten oder Abtastwcrtkombinationen sein, die anderen Signalabschnittcn entnommen wurden. Bei Einzclfehlcrn liegen die auf den störungsbedingt sprunghaft veränderten rekonstruierten Abtastwert sf zeitlich folgenden rekonstruierten Abtaslwcrlc sf₊₎, (y — 1,2,...) bereits im Bereich des Abklingvorgangs. Wegen des i. allg. langsamen Abklingens tritt jedoch eine sprunghafte Änderung auch

bo eines solchen rekonstruierten Abtastwcrlcs gegenüber einem der obengenannten oder anderer geeigneter rekonstruierter Ablastwertc oder Abtastwcrtkombinalioncn auf.

Für das Beispiel nach Tabelle 5 kann also z. B. gcprüft werden, ob sowohl zwischen sf und sf_| als auch zwischen .sf_M und sf..| eine sprunghafte Ablastwcrtänderung vorliegt, ei. h. ob sich sowohl der rekonstruierte Ablastwcrt sf als auch der rekonstruierte

Abtastwert sf₊₁ vom rekonstruierten Abtastwert S-¹L₁ betragsmäßig um mehr als eine Toleranz K₁. unterscheidet. Zusätzlich kann festgestellt werden, ob die rekonstruierten Abtastwerte sf und sf₊₁ gleichsinnig, d. h. mit gleichem Vorzeichen, von Sj¹L₁ abweichen und gegebenenfalls, ob sie innerhalb einer vorgegebenen Toleranz die gleiche Größe, d. h. den gleichen Zahlenwert, haben.

Um festzustellen, ob sich ein rekonstruierter Abtaslwert (z. B. der rekonstruierte Abtastwert sf) oder mehrere rekonstruierte Abtastwerte (z. B. die rekonstruierten Abtastwertes* und sf₊,) von den rekonstruierten Abtastwerten ihrer räumlichen und/oder zeitlichen Umgebung um mehr als eine vorgegebene Toleranz X₁. unterscheiden, wird bei der soeben erläuterten Prüfmethode zunächst untersucht, ob eine sprunghafte Änderung eines bzw. mehrerer zu prüfender rekonstruierter Abtastwerte gegenüber einem Nachbarwert auftritt. (Als Nachbarwert wird ein rekonstruierter Abtastwert bezeichnet, der einem Bildelement in der räumlichen Umgebung des Bildelementes zugeordnet ist, für das der zugehörige rekonstruierte Abtastwert geprüft werden soll, bzw. ein Wert, der aus einer Funktion eines solchen rekonstruierten Abtastwertes oder aus einer Funktion bzw. Kombination mehrerer solcher Werte hervorgeht. Statt eines der genannten Werte kann auch ein von diesen statistisch abhängiger Wert als Nachbarwert im obigen Sinne dienen.) Außerdem können die Größe und das Vorzeichen der sprunghaften Änderung ermittelt werden. Liegt eine Überschreitung der Toleranz K_c vor (oder auch unabhängig von einer solchen Toleranzüberschreitung) wird geprüft, ob der Nachbarwert innerhalb einer Toleranz K_f mit weiteren Nachbarwerten übereinstimmt. Statt des rekonstruierten Abtast wert es S-¹L₁, der in obigem Beispiel als Ausgangswert für die Prüfung der Änderung des rekonstruierten Abtastwertes sf, d. h. der Änderung Aa* = s* — S(¹L₁ ,gewählt wurde, kann auch ein anderer Nachbarwert, wie z. B. der rekonstruierte Abtastwert s,*_+/, als Ausgangswert für eine entsprechende Prüfung verwendet werden. Im letzteren Fall, in dem also die Abtastwertänderung /I _Lsf = sf — sf+ ,. untersucht wird, kann z. B. zunächst ermittelt werden, obsich der rekonstruierte Abtastwert sf und gegebenenfalls auch der rekonstruierte Ablast wert .sf₊₁ vom rekonstruierten Abtast wert sf₊,. im absoluten Beirag um mehr als eine vorgegebene Toleranz K₁. unlcrschcidcl (|sf+,_ - sf\ > K₁. undgegebcncnfallsls*+,. - sf_+I| > K₁). Falls diese Prüfung erfolgreich verläuft, d. h. die ToIcranzübcrschreitung festgestellt wird, wird weilerhin untersucht, ob innerhalb der Toleranz K₁- Übereinstimmung zwischen dem Wert sf+_L und den in die Prüfung cinbczogcnen übrigen Nachbarwerten besteht, z. B. den Werten .sf__;, .sf_, ₊ ,. und .sf,. ι ₊,. im Sinne der Zuordnung nach Tabelle 5. Stimmen in diesem Beispiel die genannten Werte innerhalb der Tolebi dh i f f| d

ranz K_r übercin, d.h. ist
I K₇ und
di

sf+,.

— .sf

.sf_,| < K₁- und f1 K

₇ , - .sf+i+,,1 < Kp so

wird anschließend die Prüfung auf Vorhandensein des störungsbedingten Abklingvorgangs eingeleitet. Auch diese Prüfmelhodc entspricht einer Untersuchung der genannten, dem rekonstruierten Ablaslwerl .sf benachbarten rekonstruierten Abtaslwerte auf das Vorhandensein einer innerhalb der Toleranz K₁-gleich großen sprunghaften Änderung gegenüber dem rekonstruierten Abtastwerl .sf. Außer dem als Beispiel gewählten Nuchburwcrl .sf+,, kann für die Untersuchung z. B. auch ein rekonstruierter Abtastwerl aus einem anderen Signalabschnitt oder ein aus einer Kombination von rekonstruierten Abtastwerten ermittelter Wert als Ausgangswert benutzt werden.

Als Anfangssprunghöhe zur Festlegung der Vcrglcichswcrlc für die Prüfung auf Vorhandensein des störungsbedingten Abklingvorgangs kann z. B. eine der Differenzen zwischen dem sprunghaft veränderten rekonstruierten Abtastwert sf und einem der in die

ίο Prüfung einbezogenen Nachbarwertc dienen, also z. B. eine der Differenzen sf — s*, oder sf — sf+_L oder sf — sf-i_{+ L} oder sf — sf+_{+_L. Ebenso kann die Anfangssprunghöhc nach einer der anderen weiter oben behandelten Methoden, wie z. B. aus geeigneten empfangenen Repräsentationswerten oder aus Kombinationen oder Funktionen der genannten oder anderer rekonstruierter Abtastwerte gewonnen werden. Die beschriebene Prüfung der sprunghaften Änderung weiterer, auf die erste sprunghafte Änderung eines rekonstruierten Abtastwertes folgender sprunghafter Änderungen innerhalb eines Prüfzyklus zur Feststellung störungsbedingter sprunghafter Abtastwertänderungen bei Einzell'ehlcrn ist nicht nur für Abtastwertfolgen mit mehrdimensionalen statistischen Abhängigkeiten wie im Beispiel nach Tabelle 5 anwendbar. Sie kann auch für Ablastwertfolgen mit eindimensionalen statistischen Abhängigkeiten angewendet werden. Stall der sprunghaften Änderung lsf des rekonstruierten Abtastwerlcs sf gegenüber dem zeit-

jo lieh unmittelbar vorausgegangenen rekonstruierten Abtast wert sf_, (vgl. zum Beispiel F i g. 2) kann die Änderung eines oder weiterer nachfolgender rekonstruierter Abtastwertc sf₊₁, (y = 1,2,...), wie z.B. der rekonstruierten Abtastwertc sf₊₁, sf₊₂ usw., auf

J5 Vorhandensein einer sprunghaften Änderung gegenüber dem rekonstruierten Abtastwert Sj¹L₁ untersucht werden. Dabei kann slatt des rekonstruierten Abtastwertes .sf_| z. B. auch ein dem rekonstruierten Abtastwerl S-¹L₁ zeitlich vorausgegangener rekonstruierter Abtastwert oder ein für mehrere zeitlich vorausgegangene rekonstruierte Ablast werte repräsentativer Wert verwendet werden, dessen Änderung gegenüber dem rekonstruierten Ablastwcrl sf innerhalb einer vorgegebenen Toleranz mil der sprunghaften Abtastwertändcrung lsf übereinstimmt. Nur wenn alle oder die meisten der in die Prüfung einbezogenen rekonstruierten Abiastwerte .sf+,, innerhalb der vorgegebenen Toleranz eine gleichgroße sprunghafte Abtaslwcrländerung gegenüber dem als Bezug dienenden

si) Wert (z. B. .S-(¹L₁) haben, wird anschließend die Prüfung auf Vorhandensein eines sich an die erste sprunghafte Abtaslwcrtänderung des betreffenden Prüfzyklus anschließenden Abklingvorgangs begonnen. Diese Methode kann zur Verminderung der Entschcidungs-Unsicherheit beitragen, z. B. wenn die Prüfung des Abklingvorgangs unter Verwendung eines für die Einzelabweichungen rcpräscntaliven Wertes bei relativ großer Toleranz K₁, für die zusätzliche Prüfung der P.inzelabwcichungen geschieht, wie im Zusnmmcn-

w) hang mil der Schallung nach I⁷ i g. 4 beschrieben. Bei den im Zusammenhang mit Tabelle 5 bisher crläuterlen Beispielen wurden in die Nachbarwerte, gegenüber denen das Vorhandensein einer sprunghaften Änderung des rekonstruierten Ablaslwerles sf

M und/oder zeillich darauffolgender rekonstruierter Ablaslwerle geprüft wird stets der dem rekonstruierten Ablaslwerl sf unmittelbar vorausgegangene rekonstruierte Ablastwerl .sf. ι und/oder weitere zeitlich

vorausgegangene rekonstruierte Abtast werte derselben Bildzeile cinbezogen. Hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit einer von einer vorausgegangenen Bildzeile oder allgemein von einem vorausgegangenen Signalabschnitt ausgelösten Fehlerfortpflanzung herabgesetzt.

Liegt bei der Abtastwertanordnung nach Tabelle 5 z. B. eine störungsbedingte sprunghafte Änderung des rekonstruierten Abtaslwcrtes .sf+,, gegenüber dessen zeitlich unmittelbar vorausgegangenem rekonstruierten Abtastwert s*_, + ,, vor, die nicht erkannt und daher nicht korrigiert wurde, so tritt in den auf den rekonstruierten Abtast wert .sf+,, folgenden rekonstruierten Abtastwerten ein störungsbedingter Abklingvorgang auf. Dasselbe gilt, wenn an dieser Stelle statt des störungsbedingten ein entsprechender signalbedingter, d. h. nicht störungsbedingter Verlauf der Abtastwerte vorliegt. Befinden sich die den Abtastwerten zugeordneten Bildelemente in einem Gebiet des zu übertragenden bzw. des empfangenen Bildes, in dem die Änderungen der Helligkeitswerte und damit die signalbedingtcn Abtastwertänderungen relativ klein sind (»ruhige« Zonen des Bildes), so tritt i. allg. auch zwischen dem rekonstruierten Ablaslwert sf und dem rekonstruierten Abtastweri .sf+,, der Nachbarzeile sowie zwischen dem rekonstruierten Abtastwert sf und, innerhalb einer bestimmten Anzahl, jedem der auf .sf+,. folgenden rekonstruierten Abtastwerte sf_+l + ,., .sf_{+2 +} ,. usw. eine sprunghafte Änderung auf, da sich diese rekonstruierten Abtastwerte, wenn sie ruhigen Zonen des Bildes zugeordnet sind, i. allg. nur relativ wenig vom rekonstruierten Abtastwert .sf+,. unterscheiden. Ebenso ist für jeden der rekonstruierten Abtast werte .sf₊₁, sf₊₂ und eine bestimmte Anzahl weiterer, zeitlich darauffolgender rekonstruierter Abtastwerte jeweils eine sprunghafte Änderung gegenüber den vorher genannten rekonstruierten Abtastwerten der vorausgegangenen BiIdzcilc vorhanden.

Wird im obigen Fall der rekonstruierte Abtaslwert .sf auf Vorhandensein einer sprunghaften Änderung gegenüber z. B. den rekonstruierten Abtaslwerlen .sf_, und.sf+, untersucht, so wird eine solche Änderung nur gegenüber dem rekonstruierten Abtastwert .sf+,. festgestellt, nicht jedoch gegenüber dem rekonstruierten Ablast wert .sf.,. Bei diesem, im betrachteten Beispiel in der vorausgegangenen Bildzeile liegenden rekonstruierten Abtastwert .sf+,. ist nach Voraussetzung eine störungsbedingte oder eine einer solchen entsprechende, d. h. von einem Abklingvorgang gcfolgte, signalbedingtc Abtastwerländerung aufgetreten, die nicht als slörungsbedingt erkannt und nicht korrigiert wurde. Als Kriterium, ob im Anschluß an eine sprunghafte Abtastwertänderung das Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvorgangs geprüft werden soll, kann z. B. die Bedingung dienen, daß zum Auslösen dieser Prüfung die sprunghafte Abtastwertänderung sowohl gegenüber dem rekonstruierten Abtast wert .sf_, als auch gegenüber dem rekonstruierten Abtast wert .sf,,. notwendig ist, d.h. daß sich der absolute Betrag der Änderung des rekonstruierten Abtastwertes .sf sowohl gegenüber dem rekonstruierten Abtastwert .sf_, als auch gegenüber dem rekonstruierten .sf+,, um mehr als eine vorgegebene Toleranz K₁. unterscheidet. Im als Beispiel gewählten Füll besteht die sprunghafte Änderung des rekonstruierten Abiastwertes .sf nur gegenüber dem rekonstruierten Abtaslwcrt .sf,,,, so daß die Prüfung auf Vorhandensein eines sich an die sprunghafte Abtastwertänderung anschließenden störungsbedingten Abklingvorgangs unterbleibt.

Statt dessen wird im nächsten Abtastzcitpimk: der

j rekonstruierte Abtaslwcrt .sf+, in gleicher Weise uniersucht wie für den rekonstruierten Abtastwert .sf beschrieben. Dabei wird entsprechend eine sprunghafte Änderung des rekonstruierten Abtastwertes .sf+, nur gegenüber dem rekonstruierten Abtastwert .sf+, _+L ge-

K) funden, nicht jedoch gegenüber dem dem rekonstruierten Abiastwert .sf+, zeitlich unmittelbar vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwert sf. Auch diesmal wird also die Prüfung auf Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvorgangs nicht ausgelöst.

r> Dasselbe gilt in den darauffolgenden Abtastzeitpunkten.

Wird dagegen unter denselben Verhältnissen bei der Prüfung, ob beim rekonstruierten Abtastwert sf eine sprunghafte Abtastwertänderung vorliegt, der dem rekonstruierten Abtastwert .sf zeitlich unmittelbar vorausgegangene rekonstruierte Abtastwert .sf_, nicht berücksichtigt, so liefern die beiden Prüfschritte, die den beiden vorher genannten Prüfschritten entsprechen, das folgende Ergebnis: Der rekonstruierte

2) Ablastwcrt .sf weicht vom rekonstruierten Ablastwcrt .sf+,. betragsmäßig um mehr als die Toleranz K,. ab. Zwischen diesen beiden rekonstruierten Abtastwerten liegt also eine sprunghafte Abtastwertänderung vor. Deshalb wird zusätzlich untersucht, ob die

U) rekonstruierten Abtaslwcrte .sf_, +, und if+i + ,, innerhalb einer vorgegebenen Toleranz K₁ mit dem Wert .sf...,, übereinstimmen. Im angenommenen Fall einer (z. B. störungsbedingten) nicht korrigierten sprunghaften Abtastwertänderung beim rekonstruierten Ab-

J) tastwert if+, fehlt diese Übereinstimmung zwischen den rekonstruierten Abtastwerlcn .sf+,. und .sf.,+,.. Es unterbleibt also die Prüfung auf Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvorgangs für die auf den rekonstruierten Abtastwert sf zeitlich folgenden

■to rekonstruierten Abiastwerte .sf+,, .sf₊₂ usw.

Im nächsten Abtastzeitpunkt wird entsprechend vorgegangen. Es wird eine sprunghafte Änderung des diesem Abtastzeilpunkl zugeordneten rckonstruierlen Ablast wertes .sf+, gegenüber dem räumlich benaeh-

v> harten rekonstruierten Abtastwert .sf+, +,. gefunden. Deshalb wird weiter untersucht, ob der Wert .Sf₊₁+,. innerhalb der Toleranz K,- mit den ihm zeillich unmittelbar benachbarten rekonstruierten Abtastweiten .sf_+/. und .sf_fj + ,. übereinstimmt. Diesmal wird i. allg.

">» das Vorhandensein dieser tibcreinstimmunggefunden. da die rckonstruierlen Ablastwertc .sf,., ,,. und .sf,,,, im Anfangsbereich des auf den rekonstruierten Abtaslweit .sf_+/ folgenden Abklingvorgangs liegen und sich daher unter den vorausgesetzten Verhältnissen

i^r> von dem rekonstruierten Abtastwert .sf,,. i. allg. um weniger als die Toleranz K₁ unterscheiden.

Aufgrund dieses Prüfergebnisses wird im Anschluß an die beschriebene Prüfung des rekonstruierten Ablast wertes .sf+, das Vorhandensein eines störungs-

w) bedingten Abküngvorgangs untersucht. Da ein solcher Abklingvorgang in der vorausgegangenen Zeile als vorhanden angenommen wurde und die Prüfung vorausselzungsgemäß in einem Gebiet von Bildelemenlen erfolgt, in dem zwischen den Abtastwerlen, die be-

h^ri nachbarten Bildelemenlen zugeordnet sind, nur relativ kleine Änderungen auftreten, wird der Verlauf der auf den rekonstruierten Ablastwcrl .sf,, folgenden rekonstruierten Abtaslwerle so interpretiert, als ob

77 78

hier der durch Vergleich mit den rekonstruierten Ab- tastwerl und damit die auf diesen folgenden fehlcr

tastwerten aus der vorausgegangenen Bildzeile fest- haften rekonstruierten Abtastwerte in geeigneter Weise

gestellte Abklingvorgang vorlage. Im Anschluß an wie beschrieben korrigiert. Die Korrektur kann also

diese Prüfung des Abklingvorgangs wird also ein z. B. dadurch geschehen, daß der als störungsbedingl

Vorgang wie bei der Korrektur einer störungsbeding- 5 sprunghaft verändert ermittelte rekonstruierte Abtast-

ten sprunghaften Änderung des rekonstruierten Ab- wert durch einen geeigneten Wert eines anderen

tascwertes s'f_+i herbeigeführt, z. B. indem der rekon- Signalabschnitts ersetzt wird, also z. B. durch einen

struierte Abtastwert sf₊₁ den räumlich benachbarten der Werte, gegenüber denen die sprunghafte Änderung

rekonstruierten Abtastwert s*_{+L + i} gleichgesetzt wird. festgestellt wurde.

DadurchisteineFehlkorrekturzustandegekommen, io Wird das Vorhandensein eines störungsbedingten denn der ursprünglich fehlerfreie, d. h. von der Aus- Abklingvorgangs im Anschluß an den als sprunghaft wirkung von Ubertragungsstörungen unbeeinflußte verändert ermittelten rekonstruierten Abtastwert darekonstruierte Abtastwert s?₊₁ wurde durch den fehler- gegen nicht festgestellt, so beginnt erneut wie behaften rekonstruierten Abtast wert sf_{+L + l} ersetzt. Die schrieben die Prüfung auf sprunghafte Abtastwertauf den rekonstruierten Abtaslwert sf₊₁ folgenden re- 15 änderung, also z. B. im nächsten, sich an die erfolglose konstruierten Abtastwerte sind dann von dem aus Prüfung des störungsbedingten Abklingvorgangs ander vorausgegangenen Bildzeile übernommenen Ab- schließenden Abtastzeitpunkt. Auf diese Weise können klingvorgang überlagert. Der Fehler kann sich in den fehlerhafte rekonstruierte Abtastwerte zumindest von nachfolgenden Zeilen durch erneute Fehlkorrekturen demjenigen dieser Werte ab korriert werden, von fortsetzen. Wird im gewählten Beispiel zumindest als 20 dem erstmalig mindestens die zur Erkennung einer korrigierter Wert statt des rekonstruierten Abtast- sprunghaften Abtastwertänderung und eines nachwerles sf+_L+l der dem rekonstruierten Abtastwerl folgenden störungsbedingten Abklingvorgangs notsf₊₁ zeitlich vorausgegangene rekonstruierte Abtast- wendige Anzahl von Prüfschritten in einem Bereich wert sf benutzt, so tritt die Fchlkorrektur nicht ein. von Bildelementen liegen, denen sendeseitig Abtast-

Dem erläuterten Nachteil der Fehlerfortpflanzung, 25 werte zugeordnet sind, die gegenüber den benachwenn die Prüfung auf Vorhandensein einer sprung- barlen (sendeseil.gen) Abtaslwerten bzw. allgemein haften Abtastwertänderung und auf Vorhandensein den zum Vergleich benutzten Werten ausreichend eines störungsbedingten Abklingvorgangs sowie die geringe Änderungen aufweisen, d. h. in einem Gebiet Korrektur einer festgestellten sprunghaften Abtast- mit relativ ruhigem Verlauf der Abtastwerte,
wertänderung ausschließlich unter Zuhilfenahme von jo Neben der Möglichkeit einer Fehlerfortpflanzung rekonstruierten Abtastwerten desselben anderen besteht ein Nachteil der soeben geschilderten Me-Signalabschnitts geschieht, steht als Vorteil die Mög- thode der Fehlererkennung und -korrektur darin, daß lichkeit einer wenigstens teilweisen Fehlerkorrektur bei der teilweisen Fehlerkorrektur außer dem sprunggegenüber, wenn eine störungsbedingte sprunghafte haft veränderten rekonstruierten Abtastwert, von dem Abtastwertänderung auftritt, die nicht als störungs- 35 aus das Vorhandensein eines sich an eine sprungbedingt erkannt und nicht korrigiert wird, z. B. weil hafte Abtastwertänderung anschließenden störungsdie Abtast wertänderung in einem Gebiet von Bild- bedingten Abklingvorgangs festgestellt wurde, nur die elementen auftritt, in dem die signalbedingten Ab- aufdiesen Wert folgenden fehlerhaften rekonstruierten tastwertänderungen relativ groß sind und/oder weil Ablaslwerte erfaßt werden. Die diesem Wert vorausder Abklingvorgang im Anschluß an den sprunghaft 40 gegangenen fehlerhaften rekonstruierten Abtastwerte veränderten rekonstruierten Abtastwert innerhalb der bis zum Beginn des betreffenden störungsbedingten vorgesehenen Anzahl von Prüfschritten nicht fest- Abklingvorgangs bleiben bei der teilweisen Fehlergestellt wurde. korrektur' dagegen unverändert als fehlerhafte Werte

Die Möglichkeit einer unter diesen Bedingungen bestehen. Die Fehler dieser Werte können sich z. B. wenigstens teilweisen Fehlerkorrektur ist dadurch ge- 45 in die nachfolgenden Signalabschnitte fortpflanzen, geben, daß im beschriebenen Fall ein Prüfzyklus jeweils Dieser Nachteil kann dadurch vermieden werden, auch im Bereich eines bereits begonnenen störungs- daß statt des rekonstruierten Abtastwertes, dessen bedingten Abklingvorgangs einsetzen kann, solange Änderung gegenüber rekonstruierten Abtastwerten die Abweichung der im Bereich dieses Abklingvor- eines anderen Signalabschnitts als störungsbedingte gangs befindlichen und damit fehlerhaften rekonslru- 50 sprunghafte Änderung ermittelt wurde ui.d der im iertcn Abtastwerte gegenüber den zum Vergleich Bereich eines bereits begonnenen störungsbedingten herangezogenen rekonstruierten Abtastwerten des bc- Abklingvorgangs liegt, der Anfangswert dieses Abtreffendcn anderen Signalabschnilts noch groß genug klingvorgangs korrigiert wird. Als Anfangswert des ist, um als störungsbedingte sprunghafte Abtastweit- Abklingvorgangs kann z. B. derjenige rekonstruierte änderung interpretiert zu werden. Dies gilt also z. B., 55 Abtastwert bzw. der entsprechende Repräsentationswenn der absolute Betrag dieser Abweichung größer wert des aktuellen Signalabschnitts angesehen werden, ist als die Toleranz K₁.. der dem rekonstruierten Abtastwert, für den eine

Wurde ein rekonstruierter Abtastwert in diesem störungsbedinglc sprunghafte Änderung festgestellt Sinne als sprunghaft verändert ermittelt, so wird wurde, um nicht mehr als eine Höchstzahl von Abgeprüft, z. B. nach einer der in der Beschreibung be- t>o tastschritten vorausgehl und bei dem innerhalb dieser handelten Methoden, ob sich ein störungsbedingter Höchstzahl von Abtastschritten die Prüfung auf Abklingvorgang anschließt. Als Anfangssprunghöhe Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvordient dabei z.B. der Wert der ermittelten sprung- gangs ζ. B. aufgrund eines der beschriebenen Kriterien haften Abtastwertänderung oder ein dieser Änderung erstmals eingeleitet, der Abklingvorgang jedoch nicht entsprechender Wert. Wird das Vorhandensein des M festgestellt wurde.

slörungsbedingten Abklingvorgangs festgestellt, so Wird z. B. bei dem rekonstruierten Abtastwert s*

Wf rdcn der im obigen Sinn als slörungsbcdingt (Abtastzeitpunkt f,) eine sprunghafte Abtastwcrtändc-

sprunghaft verändert ermittelte rekonstruierte Ab- rung nach einer der beschriebenen Methoden er-

mittelt, so wird beim unmittelbar darauffolgenden rekonstruierten Abtastwert sf₊₁ (Abtastzeitpunkt f₍₊₁) die Prüfung auf Vorhandensein eines slörungsbedingten Abklingvorgangs eingeleitet, z. B. indem der jeweils zu prüfende rekonstruierte Abtastwert von dem entsprechenden, d. h. vom Zeilenanfang gleichweit entfernten, rekonstruierten Abtast wert einer Nachbarzeile subtrahiert und die entstandene Differenz jeweils mit dem entsprechenden Wert des beim Vorliegen einer Ubertragungsstörung zu erwartenden Fehlerverlaufs verglichen wird, also z. B. mit einem aus der Anfangssprunghöhe, z.B. \_Lsf = sf — sf_+L (nach Definition weiter oben), und dem Faktor b^y berechneten Abklingvorgang/1_;.s*-i>^y(>' = /i = 1,2,...). Dabei wird z. B. jeweils der absolute Betrag der Abweichung eines für eine bestimmte Anzahl, z. B. H, aufeinanderfolgender Einzelabweichungen repräsentativen Wertes mit einer vorgegebenen Toleranz K₁, untersucht. Zusätzlich wird dabei z. B. der absolute Betrag jeder dieser Einzelabweichungen auf Überschreitung einer vorgegebenen Toleranz K_d geprüft (vgl. Abschnitt 5).

Wird innerhalb der für die Bestimmung des repräsentativen Wertes vorgesehen Anzahl von im angenommenen Fall H Abtastschritten eine Überschreitung der Toleranz K_c festgestellt und damit das Vorhandensein des störungsbedingten Abklingvorgangs in diesen Prüfschritten nicht bestätigt, so wird z. B. im letzten dieser Prüfschritlc (Abtastzeitpunkt /, + „ im gewählten Beispiel) oder z. B. im nächsten Prüfschritt (Abtastzeitpunkt f_{1 + H + 1}) der jeweils zugeordnete rekonstruierte Abtastwert sf+„ bzw. sf_{+H + l} auf sprunghafte Änderung gegenüber z. B. einem oder mehreren rekonstruierten Abtastwerten aus z. B. einer oder mehreren benachbarten Bildzeilen geprüft. Liegt eine solche Änderung vor, wird die Prüfung wie für den Abtastwert sf_+l erläutert fortgesetzt, d. h., es wird erneut eine Prüfung auf Vorhandensein eines siöriingsbedingten Abklingvorgangs eingeleitet. Anderenfalls wird erneut auf sprunghafte Abtastwertänderung geprüft.

Unter der Annahme, daß der vorher genannte Fall vorliegt, also die Prüfung auf Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvorgangs durchgeführt und ein solcher Abklingvorgang diesmal festgestellt wird, d. h. diesmal der absolute Betrag des für die zu prüfenden Einzelabweichungen repräsentativen Wertes kleiner ist als die vorgegebene Toleranz K_d, so wird der rekonstruierte Abtastwert sf bzw. der entsprechende Repräsentationswert ff im Sinne einer der beschriebenen Methoden korrigiert, der rekonstruierte Abtastwert S-" also z. B. durch den unmittelbar vorausgegangenen rekonstruierten Abtast wert .Sj¹I₁ oder der Repräsentationswert ff z. B. durch einen benachbarten Repräsenlationswcrt ersetzt.

Würde im Gegensalzzu diesem Fall das Vorhandensein des störungsbedingten Abklingvorgangs erneut nicht bestätigt, so kann sich die Prüfung z. B. ein weiteres Mal wiederholen, beginnend wie im Abtastzeitpunkt /,. Die Anzahl der möglichen Wiederholungen wird auf einen bestimmten vorgegebenen Höchstwert (z. B. auf drei Wiederholungen) begrenzt. Dieser Höchstwert kann z. B. auch variabel gewählt und z. B. in Abhängigkeit vom momentanen Signalverhalten gesteuert werden.

Verläuft innerhalb dieser maximalen Anzahl möglicher Wiederholungen der Prüfung auf sprunghafte Abtastwertänderung und auf einen sich jeweils anschließenden stürungsbedingten Abklingvorgang eine solche Prüfung erfolgreich, so wird in dem hier gewählten Beispiel die Korrektur jeweils bei dem (dem Abtastzeilpunkt f, zugeordneten) rekonstruierten Abtastwert sf bzw. dem entsprechenden Repräsentationswert ff durchgeführt. Dadurch können auch diejenigen von einer störungsbedingten Abtastwertänderung beeinflußten rekonstruierten Abtastwerte von der Korrektur erfaßt werden, die beginnend mit dem

ίο ersten innerhalb der beschriebenen PrüfTolge als sprunghaft verändert ermittelten rekonstruierten Abtastwert sf, vor der erfolgreichen Prüfung auf Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvorgangs aufgetreten sind.

Um bei der soeben beschriebenen Prüf- und Korrekturmethode eine Fehlerfortpflanzung senkrecht zur zeitlichen Fortschreitungsrichtungzu vermeiden, kann die erste Prüfung auf sprunghafte Änderung eines rekonstruierten Abtastwertes (im gewählten Beispiel also des rekonstruierten Abtastwertes sf) sowohl gegenüber mindestens einem zeitlich vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwert (im gewählten Beispiel also dem rekonstruierten Abtastwert sf_]) als auch gegenüber mindestens einem rekonstruierten Abtastwert aus mindestens einem anderen Signalabschnitt geschehen (im gewählten Beispiel also gegenüber den rekonstruierten Abtast werten sf_, _+/_, sf_+L und sf_+i+L). Wurde im Anschluß an die erste sprunghafte Änderung eines rekonstruierten Abtast wertes innerhalb der Prüffolge, z. B. beim rekonstruierten Abtastwert sf, das Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvorgangs nicht festgestellt, so wird bei der nächsten Prüfung auf sprunghafte Abtastwertänderung innerhalb der eingeleiteten PrüfTolge (also z. B. beim rekonstruierten Abtastwert sf+,,+,) diese Prüfung z.B. nur gegenüber den rekonstruierten Abtastwerten aus anderen Signalabschnitten (Definition im weiter oben erläuterten Sinn) durchgerührt, also z. B. gegenüber den rekonstruierten Ablaslwerten sf_+//__1+L und/oder

to sf₊n _{+ L} und/oder sf+„_+1+L. Dies gilt nicht für gegebenenfalls zusätzlich vorgesehene Prüfungen, bei denen zeitlich aufeinanderfolgende rekonstruierte Abtastwerte auf das Auftreten z. B. von Mindeständerungen zwischen diesen Werten bzw. entsprechende Repräsentationswertänderungen untersucht werden. Das Prinzip der soeben erläuterten Methode kann wie folgt zusammengefaßt werden. Zur Prüfung, ob eine sprunghafte Abtastwertänderung als störungsbedingt zu interpretieren ist, wird z. B. in einem Prüfzyklus zunächst untersucht, ob auf diese Abtastwertänderung ein stürungsbedingter Abklingvorgang folgt. Wird in diesem Prüfzyklus ein solcher Abklingvorgang festgestellt, so wird wie vorher beschrieben die Fehlerkorrektur durchgerührt. Anderenfalls wird ein neuer Prüfzyklus im Bereich des möglichen Abklingvorgangs eingeleitet, d. h. zum Beispiel die Prüfung auf sprunghafte Abtastwerländerung gegenüber Werten ■ aus anderen Signalabschnitten mit der Untersuchung, ob innerhalb einer vorgegebenen Anzahl sich an-

bo schließender rekonstruierter Abtastwerte ein störungsbedingter Abklingvorgang feststellbar ist. Bei erfolglosem Durchlaufen eines solchen Prüfzyklus kann bis zu einer vorgegebenen Anzahl möglicher Wiederholungen jeweils für einen folgenden Abschnitt' zu untersuchender rekonstruierter Abtastwertc aus dem Bereich des möglichen Abklingvorgangs ein neuer Prüfzyklus eingeleitet werden. Wird ein solcher Prüfzyklus erfolgreich durchlaufen, so wird die Fehler-

korrektur durchgeführt. Die rekonstruierten Abtastwerte werden nunmehr wieder auf sprunghafte Änderung untersucht, bis das Auftreten einer solchen Änderung die beschriebene Prüffolge erneut auslöst.

Während bei obiger Methode für die Entscheidung, daß eine sprunghafte Abtastwertänderung als störungsbedingt zu interpretieren ist, das einmalige Feststellen (Bestätigen) eines störungsbedingten Abklingvorgangs bzw. einer von einem solchen Abklingvorgang gefolgten sprunghaften Abtastwertänderung innerhalb einer vorgegebenen Anzahl möglicher Wiederholungen des Prüfzyklus im Bereich des zu untersuchenden Abklingvorgangs genügt, wird bei der im folgenden beschriebenen Methode für diese Entscheidung das mehrmalige Feststellen der genannten störurigsbedingten Eigenschaften des Abtastwerteverlaufs im Bereich des zu untersuchenden Abklingvorgangs gefordert. Dadurch läßt sich u. a. eine selektive Erkennung des Abklingvorgangs erzielen.

Die Entscheidung, ob eine Fehlerkorrektur durchzuführen ist, stützt sich dabei also auf eine Mindestanzahl erfolgreich und damit vollständig durchlaufener Prüfzyklen innerhalb der Abtastwertfolge, die aufgrund einer ermittelten sprunghaften Abtastwertänderung auf das Vorhandensein eines sich anschließenden Abklingvorgangs zu prüfen ist. Nur wenn eine Mindestanzahl erfolgreich durchlaufener Prüfzyklen innerhalb der Prüffolge festgestellt wird, wird die Fehlerkorrektur vorgenommen. (Ebenso wie bei der vorher erläuterten Methode wird die Aufein- jo anderfolge von Prüfzyklen, die für die Prüfung vorgesehen sind, ob eine sprunghafte Abtastwertäüderung als störungsbedingt zu interpretieren ist, die den jeweils ersten Prüfzyklus einer solchen Aufeinanderfolge eingeleitet hat, hier als »PrülTolge« bezeichnet. Der Begriff »Prüfzyklus« gilt ebenfalls im Sinne des bisherigen Teils der Beschreibung.)

Zur Erläuterung dieser Prüfmethode dient das folgende Beispiel.

Wird z. B. eine sprunghafte Änderung des rekonstruierten Abtastwertes sf gegenüber z. B. dem zeitlich unmittelbar vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwert sf_, sowie gegenüber dem räumlich benachbarten rekonstruierten Abtast wert sf_+L (für L $ 0) festgestellt (vgl. Tabelle 5), so wird ebenso wie bei den bisher behandelten Methoden zunächst geprüft, ob sich an den rekonstruierten Abtaslwert sf ein störungsbedingter Abklingvorgang in den zeitlich folgenden rekonstruierten Abtastwerten anschließt. Die Prüfung, ob eine sprunghafte Abtastwertänderung mit einem sich jeweils anschließenden Abklingvorgang vorliegt, wird bei anderen, innerhalb des zu untersuchenden Abklingvorgangs liegenden rekonstruierten Abtastwerten wiederholt.

Die wiederholte Prüfung auf Vorhandensein einer sprunghaften Abtastwertänderung mit einem sich jeweils daran anschließenden stürungsbedingten Abklingvorgang wird, wenigstens bis zu einer vorgegebenen Mindestanzahl von Prüfzyklen, unabhängig davon vorgenommen, ob in dem jeweils voraus- t>o gegangenen Prüfzyklus innerhalb der Prüffolge das Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvorgangs und gegebenenfalls zusätzlich jeweils auch das Vorhandensein einer sprunghaften Ab'astwertänderung festgestellt d. h. bestätigt wurde. Wenn cine be- b5 stimmte Mindestzahl von Prüfzyklen innerhalb der Prüffolge erfolgreich durchlaufen wurde, wird die Fehlerkorrektur durchgeführt. Das heißt in obigem Beispiel, der rekonstruierte Abtastwert sf bzw. der entsprechende Repräseiitationswert rf wird wie beschrieben durch einen geeigneten anderen Wert ersetzt, z. B. durch den unmittelbar vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwert bzw. Repräsentationswert. Die Mindest- und/oder Höchstzahl von Wiederholungen kann fest vorgegeben sein (z. B. drei und/ oder fünf Wiederholungen) oder in Abhängigkeit von bestimmten Parametern gesteuert werden. Diese Parameter können z. B. die Anzahl der innerhalb der Prüffolge erfolgreich durchlaufenen Prüfzyklen und/oder z. B. das momentane Verhalten des Abtastwertverlaufs (Signalverhalten) berücksichtigen. Ist also z. B. eine maximale Anzahl von fünf Wiederholungen vorgegeben und wird bereits in den drei ersten Prüfzyklen innerhalb der Prüffolge die sprunghafte Abtastwertänderung mit einem sich daran anschließenden Abklingvorgang festgestellt, so kann diese Anzahl erfolgreich durchlaufener Prüfzyklen als ausreichend angesehen werden Tür die Entscheidung, den sprunghaft veränderten rekonstruierten Abtastwert (im obigem Beispiel also den rekonstruierten Abtastwert sf) zu korrigieren, bei dem die Prüffolge eingeleitet wurde. Wurde dagegen die Mindestanzahl der innerhalb einer Prüffolge erfolgreich zu durchlaufenden Prüfzyklen nicht erreicht, so wird eine Fehlerkorrektur nicht durchgeführt. Anschließend, also z. B. im nächsten Abtastzeitpunkt, wird wieder auf Vorhandensein einer sprunghaften Abtastwertänderung geprüft. Diese Prüfung setzt sich in den darauffolgenden Abtastzeitpunkten wie beschrieben fort, bis eine sprunghafte Abtastwertänderung festgestellt wird. Diese löst die Prüfung auf Vorhandensein eines sich anschließenden störungsbedingten Abklingvorgangs aus, also z. B. wieder die obige Prüffolge.

Die beschriebene Methode, bei der stets eine wiederholte Prüfung auf Vorhandensein einer sprunghaften Abtastwertänderung und eines sich jeweils an diese Abtitstwertänderung anschließenden störungsbedingten Abklingvorgangs durchgeführt wird, ermöglicht eine im Vergleich zu den vorher beschriebenen Methoden selektivere Erkennung des störungsbedingten Abklingvorgangs bzw. derjenigen (rekonstruierten) Abtastwertfolgen, die aus einer störungsbedingten sprunghaften Abtastwertänderung und einem sich jeweils anschließenden störungsbedingten Abklingvorgang bestehen. Dadurch vermindert sich die Entscheidungsunsicherheit, mit der derartige Abtastwertlolgen erkannt werden können.

Diese Eigenschaft kann z. B. ausgenutzt werden, um die Anzahl derjenigen rekonstruierten Abtastwerte zu vergrößern, die als sprunghaft verändert zu interpretieren sind, bei denen also jeweils eine Prüffolge oder ein Prüfzyklus zur Feststellung eines sich andiesprunghafleAbtastwertänderunganschließenden störungsbedingten Abklingvorgangs eingeleitet wird. Damit kann auch ein Teil derjenigen sprunghaften Abtastwertänderungen auf das Vorhandensein eines sich anschließenden störungsbedingten Abklingvorgangs untersucht werden, die sonst, d. h. bei einer stärkeren Einschränkung des Kriteriums für die als sprunghaft verändert zu interpretierenden rekonstruierten Abtastwerte, nicht erfaßt werden. Die verminderte Selektivität für die Auswahl der als sprunghaft verändert zu interpretierenden rekonstruierten Abtastwerte, d. h. die Vergröberung dieser Auswahl, wird durch die erhöhle Selektivität ausgeglichen, die bei Anwendung der hier behandelten Methode mit

der Wiederholung der Prüfzyklen innerhalb der Prüffolge verbunden ist.

Die Vergröberung der Auswahl von rekonstruierten Abtastwerten, die als sprunghaft verändert interpretiert werden, kann z. B. durch eine VeiEroberung der Kriterien erreicht werden, nach denen bei einer oder mehreren Prüfungen auf sprunghafte Abtastwertänderung zu Beginn und/oder innerhalb einer Prüffolge ein rekonstruierter Abtastwert als sprunghaft verändert interpretiert wird gegenüber anderen re- ι ο konstruierten Abtastwerlen oder z. B. gegenüber Werten, die von solchen rekonstruierten Abtastwerten abhängig sind. Die Vergröberung der Kriterien kann z. B. in einer Herabsetzung der Toleranz K₁. (Bezeichnung im Sinne vorausgegangener Abschnitte der r> Beschreibung) oder z. B. darin bestehen, daß die Prüfung auf sprunghafte Abtastwertänderung jeweils ohne oder mit nur eingeschränkter Berücksichtigung mehrerer in der zeitlichen und/oder räumlichen Umgebung des auf sprunghafte Änderung zu prüfenden rekonstruierten Abtastwertes und/oder anderer von diesem abhängiger Werte geschieht. Zum Beispiel können dadurch in größerem Maße störungsbedingte sprunghafte Abtastwertänderungen auch dann erkannt und korrigiert werden, wenn in ihrer räumlichen 2i und/oder zeitlichen Umgebung die signalbedingten Abtastwertänderungen nicht ausschließlich betragsmäßig kleine Werte haben.

So können z. B. die Bedingungen für die weiter oben erläuterte zusätzliche Prüfung, ob eine sprunghafte Abtastwertänderung in einem Bereich betragsmäßig relativ kleiner signalbedingter Abtastwertänderungen auftritt, dadurch eingeschränkt werden, daß die Übereinstimmung (innerhalb vorgegebener Toleranzen) statt jeweils für sämtliche Werte aus der r> Konfiguration der für diese Prüfung vorgesehenen Werte jeweils nur für eine Mindestanzahl von Werten aus dieser Konfiguration gefordert wird. Es kann also z. B. festgelegt sein, daß eine sprunghafte Abtastwertänderung bei einem rekonstruierten Abtast wert sf dann vorliegt, wenn sich dieser rekonstruierte Abtastwerl sf betragsmäßig mindestens von den räumlich benachbarten rekonstruierten Abtastwerten .sf_,+, und sf_+L oder alternativ mindestens von den rekonstruierten Abtastwerten .sf+, und .sf+,, + , um mehr als 4^r> eine Toleranz K₁. unterscheidet und die Abweichungen (Änderungen) des rekonstruierten Abtastwertes sf jeweils gegenüber den beiden genannten rekonstruierten Abtastwerten innerhalb einer vorgegebenen Toleranz (z. B. ± Kj) übereinstimmen. (Zur Konfiguration der w genannten rekonstruierten Abiastwerte vgl. Tabelle 5.) Ebenso können statt der betragsmäßigen Abweichungen die Abweichungen u. a. jeweils auch unter Berücksichtigung des Vorzeichens festgeste'l¹ werden.

In obigem Beispiel wird das Vorhandensein einer κ sprunghaften Abtastwertänderung bei einem rekonstruierten Abtastwert sf dann angenommen, wenn der absolute Betrag der Änderung dieses rekonstruierten Abtastwertes mindestens zwei von den drei bei dieser Untersuchung jeweils berücksichtigten, dem zu prü- bo fenden Wert sf räumlich benachbarten rekonstruierten Abtastwerten größer ist als eine vorgegebene Toleranz K_t.. Ebenso können andere Kombinationen rekonstruierter Abtastwertc oder Funktionen solcher Werte sowie andere (z. B. weiter oben beschriebene) b^r> Auswahlkriterien für den Vergleich der Abtastwerte oder entsprechender Werte herangezogen werden.

Die gewählten Kombinationen rekonstruierter Abtastwerte, die der Prüfung auf sprunghafte Abtaslwertänderung im obigen Sinne zugrunde gelegt werden, können je nach der Lage eines solchen Prüfschrittes innerhalb der PrüfTolge und damit je nach der Lage des betreffenden, durch diesen Prüfschritt eingeleiteten Prüfzyklus unterschiedlich sein. So kann z. B., wie bereits früher erwähnt, beim ersten Prüfschritt der Prüffolge, in dem z. B. der rekonstruierte Abtastwert if auf Vorhandensein einer sprunghaften Abtastwertänderung untersucht wird, diese Änderung sowohl gegenüber räumlich benachbarten rekonstruierten Abtastwerten aus anderen Signalabschnitten (z. B. aus der vorausgegangenen und/oder weiterer Bildzeilen bei zeilenweise abgetasteter Bildinformation) als auch gegenüber dem zeitlich unmittelbar vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwert (z. B. sf.,) geprüft werden.

Bei weiteren Prüfungen auf sprunghafte Abtastwertänderung, bei denen innerhalb der Prüffolge jeweils ein neuer Prüfzyklus eingeleitet wird, bleibt der zeillich jeweils unmittelbar vorausgegangene rekonstruierte Abtastwert dann z. B. unberücksichtigt, d.h., diese sprunghaften Abtastwertänderungen werden z. B. nur gegenüber Werten aus anderen Signalabschnitten, also z. B. räumlich benachbarten rekonstruierten Abtastwerten oder sonstigen geeigneten, von dem zu prüfenden rekonstruierten Abtastwerl (bzw. dem zugehörigen Repräsentalionswert) statistisch abhängigen Werten untersucht. (Wie bereits bei der vorher erläuterten Methode erwähnt, wird hiervon eine etwaige Berücksichtigung des dem zu prüfenden Wert jeweils zeitlich vorausgegangenen rekonstruiertem Abtastwertes für zusätzliche Prüfungen nicht betroffen, z. B. für die Prüfung, ob die Änderungen zwischen benachharten rekonstruierten Abtastwerten bestimmte Höchstwerte nicht überschreiten.) Außerdem können den einzelnen Prüfungen auf sprunghafte Abtastwertänderung innerhalb der Prüffolge z. B. wechselnde Kombinationen und/oder Konfigurationen rckonslruierter Abtastwertc oder von diesen Werten abhängige Werte oder eine wechselnde Anzahl von Werten aus solchen Konfigurationen zugrunde gelegt werden. Es kann dadurch in den betreffenden Prüfschriltcn z. 3. eine unterschiedlich kritische Prüfung erreicht werden.

Die beschriebene Prüfmelhode, bei der zur Feststellung sprunghafter Abtaslwertänderungcn alternative Kombinationen rekonstruierter Abtastwerte als Bezug benutzt werden, ist nicht auf die vorher crläuterte Prüfung des Abklingvorgangs durch eine Prüffolge mit wiederholter Prüfung auf Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvorgangs jeweils im Anschluß an eine sprunghafte Abtastwertänderung beschränkt. Sie kann vielmehr z. B. auch in Verbindung mit den anderen beschriebenen Methoden zur Prüfung auf Vorhandensein sprunghafter Abtastwertänderungen und störungsbedingter Abklingvorgänge angewendet werden.

Durch die wiederholte Prüfung auf Vorhandensein einer sprunghaften Abtastwertänderung und eines sich jeweils anschließenden störungsbedingten Abklingvorgangs wird gegenüber einer einmaligen Prüfung eine größere Anzahl von Prüfschritten für die Entscheidung benötigt, ob die jeweilige sprunghafte Abtasiwertändcrung als störungsbedingt zu interpretieren ist. Werden außerdem eine relativ große Anzahl von Abtastwertänderungen als sprunghafte Abtastwertänderungen betrachtet und daher im obigen Sinne

weiter untersucht, so wird auch eine relativ große Anzahl von Prüffolgen eingeleitet.

Es ist daher i. allg. vorteilhaft, wenn beim erneuten Auftreten einer sprunghaften Ablastwertänderung innerhalb einer bereits begonnenen Prüffolge, d. h. bei ί einer Abtastwertänderung, die durch eine Übertragungsstörung verursacht sein kann, die bisherige Prüffolgc abgebrochen und eine neue Prüffolge begonnen wird. Dies kann z. B. nach vorausgegangenen Abschnitten der Beschreibung dadurch gewährleistet sein, daß die Überschreitung der Toleranz K₁, durch eine Einzelabwcichungbei der Prüfung auf Vorhandensein des Abklingvorgangs (eine solche Überschreitung kann u. a. infolge einer slörungsbedingten sprunghaften Abtastwertänderung eintreten) oder eine ent- r, sprechende Repräscntalionswertänderung den Beginn einer neuen Prüffolge auslöst.

Unabhängig davon oder zusätzlich dazu kann bei jedem Prüfschritt innerhalb der Prüffolgc. also auch während der Prüfungen auf Vorhandensein störungsbedingter Abklingvorgänge, z. B. zusätzlich untersucht werden, ob sprunghafte Änderungen des jeweiligen rekonstruierten Abtastwerles oder z. B. eines von diesem abhängigen Wertes gegenüber einem oder mehreren dem zu untersuchenden Wert z. B. zeitlich bcnachbartcn Werten vorliegen. Bei Feststellung solcher Änderungen wird dann z. B. eine neue Prüffolge begonnen.

Statt rekonstruierter Abtastwerte, die dem zu untersuchenden rekonstruierten Abtaslwcrt jeweils zeitlich benachbart sind, können auch andere geeignete Werte verwendet werden (z. B. von obigen abhängige Werte), die die Feststellung innerhalb einer Prüffolge erneut aufgetretener störungsbedingter sprunghafter Abtastwertänderungen ermöglichen. Entsprechend können auch jeweils die dem zu untersuchenden rekonstruierten Abtastwert zugeordneten Repräscntationswerte bzw. Repräsentationswertänderungen (z.B. gegenüber zeitlich und/oder räumlich benachbarten Repräsentationswerten oder gegenüber von diesen abhängigen Werten) untersucht werden. Der soeben behandelte Gesichtspunkt, beim Auftreten neuer sprunghafter Abtast- bzw. Repräsentationswertänderungen innerhalb einer Prüffolge das Einleiten einer neuen Prüffolge zu ermöglichen, gilt auch für die weiter oben beschriebenen Prüfmethoden.

S. Erläuterungen zu einigen Begriffen
Ablastwcrl

Oberbegriff, der Tür einen dem scndcseitigcn Qucllcnsignal entnommenen Originalablastwert. einen sendescitig oder empfangsscitig rekonstruierten Abtastwert sowie den nach einer Fehlererkennung korrigierten Ablastwcrt benutzt wird.

Abtastzeitpunkt

Diese Bezeichnung wird nicht nur im Sinne des diskreten Zeitpunktes verwendet, dem ein Abtastwert zuzuordnen ist. Sie schließt vielmehr die Zeil Ii (Abtastinlervall) ein, die bis zum Auftreten des nächsten Ablastwcrtcs vergeht. Zur Abkürzung wird auch die Bezeichnung »Zeitpunkt« benutzt, wenn Eindeutigkeit gewährleistet ist. Zwischen dem Zeitpunkt, dem ein Originalabtastwert bzw. die zugehörige, zu übertragende Differenz zuzuordnen ist, und dem Zeitpunkt, in dem empfangsscitig der entsprechende rekonstruierte bzw. korrigierte Abtastwerl zur Verfügung steht, kann ein zeitlicher Versatz von mehrerei Abtastintervallcn bestehen.

Differenz

Oberbegriff, der allgemein für das Ergebnis de Subtraktion von Zahlen gilt, sowie der Daten, durcJ die das Ergebnis dargestellt wird, und speziell für der jeweiligen Repräsentationswert der zu übertragender Differenz zwischen einem Abiastwert und einem Bc zugswcrl. (In der Bedeutung des genannten Repräscn tationswertes wird außerdem das Wort Diffcrenzwer benutzt.) Sofern der Repräsentationswerl auf dci Empfangsseite betrachtet wird (empfangene Differenz), kann er bei Vorhandensein von übcrtragungs störungen von dem entsprechenden Representations wert auf der Sendeseite verschieden sein.

Prüfzyklus

Systematische Aufeinanderfolge von Prüfschrittci zur Fehlererkennung und -korrektur, die mit der Un tcrsuchung eines rekonstruierten Abiast wertes auf da: Vorhandensein einer sprunghaften Abtastwcrtändc rung beginnt, und im Anschluß an die bei Vorlieget einer solchen Änderung gegebenenfalls, d. h. bei Prü fung auf Mehrfachfehler, nach gleichartiger Unter suchung unmittelbar folgender rekonstruierter Ab tastwerte, das Vorhandensein eines vorgegebener Abklingvorgangs geprüft wird. Wird eine sprunghaft! Abtastwertänderung nicht festgestellt, so besteht de betreffende Prüfzyklus nur aus einem Prüfschritl.

Rekonstruierter Abiastwert

Abtastwert, der durch die aus Addierer, Verzöge rungsglicd und Multiplizierer bestehende Rckonslruk tionseinrichtung aus der Folge der in die Schaltunj eingespeisten (Repräsentationswertc der) Differenzer gewonnen wurde. Als »rekonstruierter Abtastwcrt< wird in den Abschnitten 5 bis 7 zur Abkürzung insbesondere auch der empfangsscitig rekonstruierte Ab· tastwert bezeichnet.

Störungsbedingter Fehler

Durch Störungen auf dem Ubcrtragungskanal vcr ursachter Unterschied zwischen den empfangsscitij rekonstruierten Abtastwerten und den entsprechender AbUistwcrten auf der Scndescilc.

Verzögerungsglied

Dieser Begriff wird auch im Sinne der Begriff« »Vcrzögcrungsausgleichsglied« und »Spcicherglicd< benutzt. Das heißt, es werden nicht nur eine Verzöge rungszeit von einem Abtastintcrvall, sondern aucl Bruchteile und Vielfache davon zugelassen.

Vollständiger Prüfzyklus

Systematische Aufeinanderfolge von Prüfschriltcr zur Fehlererkennung und -korrektur, die mit dci Feststellung einer sprunghaften Ablastwcrländcruni einsetzt, gegebenenfalls, d. h. bei Prüfung auf Mehr fachfchlcr, das Vorhandensein weiterer, sich anschlicl ßcnder sprunghafter Abtastwertänderungen unter sucht und nach Durchlaufen der für die Untcrsuchunj des zugehörigen Abklingvorgangs vorgesehenen /; Prüfschritte endet.

Wert

Oberbegriff, der im Sinne eines Zalilcnwcrtcs sowii als allgemeine Bezeichnung für die jeweils bclrach

teten Daten verwendet wird. Diese Daten können z. B. Abtastwerte, Differenzen oder Zwischenergebnisse bei Rechenoperationen sein.

Die Begriffe »Größe« und »Höhe« kennzeichnen in Verbindung mit Abtast- und Repräsentationswerten insbesondere zahlenmäßige Werte. Speziell wird der Zahlenwert der sprunghaften Abtastwertänderung auch als Anfangssprunghöhe bezeichnet.

Der Begriff »Nachbarwert« ist im Sinne eines zeitlich und/oder räumlich oder in anderer Weise benachbarten Wertes zu verstehen, nicht jedoch im Sinne eines zahlenmäßig benachbarten Wertes.

Unter Kombination von Werten sollen auch Wertgruppierungen verstanden sein, in denen die einzelnen Werte mit Faktoren gewichtet sind.

Unter »Fehlermustern« sollen sowohl Konfigurationen störungsbedingt fehlerhafter empfangsseitig rekonstruierter Abtastwerte oder störungsbedingt fehlerhafter (verfälschter) empfangener Repräsentationswerte als auch die störungsbedingten Anteile solcher Werte verstanden werden.

Der Zeitpunkt r, soll nicht nur als der Zeitpunkt verstanden werden, dem das Auftreten einer Störung zugeordnet ist oder in dem dieselben Verhältnisse wie in einem solchen Zeitpunkt vorliegen, sondern auch im Sinne eines beliebigen Zeitpunktes.

Sämtliche beschriebenen Maßnahmen können sinngemäß miteinander kombiniert oder verknüpft werden. Dieses gilt insbesondere für die Mitteilung der Werte bei der Prüfung störungsbedingter Funktionsverläufe. Hierzu gehören weiterhin die Maßnahmen zur Erkennung und Korrektur von Mehrfachfehlern sowie zur Erkennung und Korrektur von Fehlern, die auf das Auftreten von Bündelstörungen und gemischten Störungen zurückzuführen sind, sowie die Maßnahmen zur Codierung der Repräsentationswerte. Allgemein gilt, daß die Erzeugung der Differenzwerte, der Repräsentationswerte und der Code-Wörter sowie die Wahl der Prüfalgorithmen unter dem Gesichtspunkt festgelegt wird, daß die Fehlererkennung und/oder -korrektur mit möglichst geringer Entscheidungsunsicherheit sowie mit möglichst wenigen bzw. kleinen Restfehlern geschieht.

Statt der Prüfung und/oder Verarbeitung der Zahlen- oder bclragsmäßigen Größen der Abtastwertc bzw. Repräsentationswerte oder anderer Werte können auch die diese Werte darstellenden Code-Wörter oder Elemente von Code-Wörtern der Datenprüfung ^r> und/oder -verarbeitung zugrunde gelegt werden.

Die beschriebenen Erkcnnungs- und Korrekturmethoden sind selbstverständlich auch logisch umkehrbar.

Die für den Dämpfungsfaktor ()</)< 1 getroffenen

ι» Aussagen gelten grundsätzlich auch für einen Dämpfungsfaktor b — 1, d. h., wenn kein Fehlerabbau durch Dämpfung stattfindet, und auch dann, wenn zusätzliche Stützwerte beispielsweise zur Begrenzung der Fehlerfortpflanzung eingefügt werden. Bei b = I lassen

\^ri sich z. B. durch Wegfall der Multiplikation schaltungstcchnische Vereinfachungen erreichen. Bei b = 1 führt der Abklingvorgang zu einem Parallelversatz als einer Grenzbedingung des Abklingvorganges.

Die Kriterien Sprung- und Abklingvorgang sollen

2« nur als Spezialfälle für Impulsantworten in Systemen mit Differenzwertübertragung verstanden werden, die auch modifizierte DPCM-Systeme mit gesteuertem Quanlisierer oder allgemein mit nichtlincarem Coder einschließen sollen. Der Prüfung z. B. des Auftretens

2^ri von sprunghaften Änderungen und/oder des Abklingvorganges und/oder auch der Fehlerkorrektur können außer vorhergehend rekonstruierten Abtastwerten oder Abtastwertfolgen auch nachfolgend rekonstruierte Abtastwerte oder Abtastwertfolgen zugrunde

jo gelegt werden. Es ist also zum Beispiel möglich, bei zeilenweise abgetasteter Bildinformation Vergleichsprüfungen mit benachbarten Abtastwerten in der/den vorhergehenden und/oder nachfolgenden Bildzeile(n) durchzuführen. Dabei kann speziell gefordert werden,

r> daß die Prüfkriterien sowohl gegenüber der vorausgegangenen als auch gegenüber der nachfolgenden Zeile erfüllt werden. Auf diese Weise kann z. B. die Entscheidungsunsicherheit weiter herabgesetzt werden. Dies gilt in gleicher Weise für Repräsentationswerte, wie allgemein gilt, daß die geschilderten Methoden der Fehlererkennung und -korrektur sinngemäß auch dort, wo es nicht ausdrücklich erwähnt ist, auf die Prüfung und Korrektur von Repräsentationswerten anwendbar sind.

Hierzu 7 Blatt Zeichininuen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Fehlererkennung und -korrektur für gestörte Signale in Nachrichtensystemen mit digitaler Differenzwertübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerte von einem oder mehreren Signalparameter(n) jeweils auf das Auftreten einer sprunghaften Änderung wenigstens eines Abtast wertes gegenüber wenigstens einem räum- ι ο lieh und/oder zeitlich benachbarten Abtastwert und/oder einem von solchen Abtastwerten abhängigen Wert und/oder gegenüber einer von einem solchen Abtastwert abhängigen Funktion und/ oder gegenüber einer Kombination mehrerer soleher Abtastwerte geprüft werden, daß bei Ermittlung einer solchen sprunghaften Änderung eine Anzahl der folgenden Abtastwerte darauf überprüft wird, ob sie vorbestimmte Kriterien einer Impulsantwortfunktion des Systems erfüllen, daß bei Ermilllung einer Erfüllung dieser Kriterien der sprunghaft geänderte Abtastwert unterdrückt und durch wenigstens einen zeitlich und/oder räumlich benachbarten Abtastwert und/oder wenigstens einen von einem solchen Abtastwert abhängigen, nicht als gestört ermittelten Abtastwert bzw. eine von wenigstens einem solchen nicht als gestört ermittelten Abtastwert abhängige Funktion oder Kombination derartiger Abtastwerte ersetzt wird und daß der Rekonstruktion der auf den unter- jo drückten Abtastwert folgenden Abtastwerte der Ersatzwert bzw. die Ersatzfunktion oder -kombination zugrunde gelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sprungprüfung jeder Abtastwert darauf geprüft wird, ob seine Änderung gegenüber dem vorhergehenden Abtastwert vorgegebene Beträge überschreitet und/oder innerhalb vorgegebener Toleranzbereiche liegt.

3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch ge- -to kennzeichnet, daß die auf einen als sprunghaft geändert ermittelten Abtastwert folgenden Abtastwerte wenigstens einmal darauf geprüft werden, ob sie nach wenigstens einer vorbestimmten Funktion verlaufen. .

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfung des Funktionsverlaufs der folgenden Abtastwerte dadurch erfolgt, daß ermittelt wird, ob diese Abtastwerte innerhalb eines Toleranzbereichs mit vorbestimmten Funktionsverläufen übereinstimmen.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebenen Beträge für die Ermittlung sprunghafter Abtastwertänderungen und/oder die Toleranzbereiche und/oder die Anzahl der folgenden Abtastwerte variabel sind.

6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß gemittelte Werte der der Prüfung zugrunde gelegten Abtastwerte bzw. Werte, die für die Aufeinanderfolgen der zu prüfenden Einzelabweichungen repräsentativ sind, geprüft werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfung ein aus der Korn- b5 bination der Einzclabweichungen oder deren absoluten Beträgen ermittelter Wert zugrunde gelegt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten weiterer sprunghafter Änderungen innerhalb der Folge der der Fehlererkennung zugrunde gelegten Anzahl von aufeinanderfolgenden Abtastwerten bei Erkennung eines Ubertragungsfehlers für die letzte sprunghafte Änderung alle dem als fehlerhaft erkannten Abtastwert vorangegangenen unvollständig geprüften Abtastwerle unterdrückt und durch diesen Abtastwerten benachbarte bzw. von diesen Abtastwerten abhängige nicht als gestört ermittelte Abtastwerte oder eine von diesen Abtastwerten abhängige Funktion ersetzt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auftreten einer sprunghaften Änderung diese Änderung zusammen mit den der Fehlererkennung zugrunde zu legenden abhängigen Werten mit vorgegebenen typischen Felilermustern verglichen und bei Feststellung einer Übereinstimmung mit einem Fehlermuster der sprunghaft veränderte Abtastwert durch benachbarte Abtastwerte oder davon abhängige Abtastwerte oder Funktionen solcher Werte ersetzt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der oder zusätzlich zu den Änderungen von Abtastwerten und/oder deren Funktionsverlauf bzw. deren Repräsentationen oder Codewörtern die empfangenen Differenzwerle oder deren Repräsentationen oder Codewörter und/oder die Änderungen solcher Werte geprüft werden, wobei die Prüfung auch einschließt, ob vorausgegangene und/oder folgende Differenzwerte oder deren Repräsentationen bzw. Codewörter den Prüfbedingungen genügen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Differenzwerte oder deren Repräsentationen oder Codewörter und/oder die Änderungen solcher Werte darauf geprüft werden, ob sie vorbestimmten Werten entsprechen oder den Werten entsprechende Bedingungen erfüllen und nur solchen Werten oder Bedingungen entsprechende Differenzwerte, Repräsentationen oder Codewörter auf Fehler untersucht und gegebenenfalls korrigiert werden.

12. Verfahren nach Anspruch 1, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Repräsentationen der zu übertragenden Differenzen und/oder die Aufeinanderfolge dieser Repräsentationen, Codewörter oder Codewörterelcmente bzw. der Prüfschritte so gewählt werden, daß den am wahrscheinlichsten mit Fehlern behafteten Repräsentationen Werte mit besonderer Signifikanz zugeordnet werden.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufeinanderfolge der zu übertragenden Differenzen bzw. deren Repräsentationen, Codewörter oder Codewörterelemente bzw. der Prüfschritte so gewählt wird, daß durch Auftreten von bündclförmigen oder gemischten Störungen hervorgerufene Änderungen mit möglichst großem Abstand in der Aufeinanderfolge der Differenzen usw. während der Prüfung auftreten.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Werte, insbesondere sprunghaft veränderte Werte oder

Codewörter solcher Werte, die unzulässig außerhalb des vereinbarten Bereichs der Werte liegen, ohne zusätzliche Fehlerprüfung unter Zugrundelegung des Ersatzwertes bzw. der Ersatzfunktion oder -kombination korrigiert werden.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Fehlererkennung zugrunde liegenden Kriterien mehrfach geprüft werden.

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