DE2250019C3

DE2250019C3 - Verfahren zur Fehlererkennung und -korrektur für gestörte Signale in Nachrichtensystemen mit digitaler Differenzwertübertragung

Info

Publication number: DE2250019C3
Application number: DE19722250019
Authority: DE
Inventors: Reiner Dipl.-Ing. 3300 Braunschweig Lippmann; Martin Dipl.-Ing. 2305 Heikendorf Mueller
Original assignee: Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1972-10-07
Filing date: 1972-10-07
Publication date: 1979-05-10
Also published as: DE2250019A1; DE2250019B2

Description

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

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

Zur Rekonstruktion der ursprünglichen Abtastwerte auf der Empfangssrite müssen die aufeinanderfolgenden Differenzen aufsummierl 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 Abtastwerle, die von der fehlerhaft empfangenen Differenz abhängen. Die die Differenzen repräsentierenden Binärsymbole haben demnach hinsichtlich ihres Einflusses auf den rekonstruierten Abtastwert 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 cmpfangsseitig rekonstruierten Abtastwerten oder empfangenen Differenzen in einem Nachrichtensystem mit digitaler Differenzwertüberlragung 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 aufdas Auftreten einer sprunghaften Änderung wenigstens eines Abtastwertes gegenüber wenigstens einem räumlich 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 Kombina'.ion mehrerer solcher Ablastwerte 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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y,

t,o bzw. eine von wenigstens einem solchen nicht als gestört ermittelten Abtastwert abhängige Funktion oder Kombination deartiger Abtastwerte ersetzt wird und daß der Rekonstruktion der auf den unterdrückten Abtast wert folgenden A blast werte der Ersatzwen bzw. die Ersatzfunktion oder -kombination zugrunde gelegt wird.

Eine typische Impulsantwortfunktioa, 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 Abtastwertes gegenüber dem vorhergegangenen Abtastwert daraufhin geprüft, ob die sprunghafte Änderung fehlerbehaftet ist. Erfüllen die zur Prüfung herangezogenen Bezugswerte, beispielsweise die auf einen Sprung folgenden rekonstruierten Abtaslwerte 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 dao 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 fehlerbehaftet sind. Damit wird aber vermieden, daß Ubertragungsfehler zu besonders markanten Signalfehlern fuhren.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen 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 Blockschaltbild eines DPCM-Systems, gültig für störungsfreie übertragung,

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

F i g. 3 ein Schaltungsbeispiel zur Ausführung der Erkennung und Korrektur eines Einzelfehiers nach dem in F i g. 2 veranschaulichten Schema,

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 Abtastwertfolge 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 Abtaslwcrtänderungen in einer Gruppe von drei unmittelbar aufeinanderfolgenden rekonstruierten Abtastwerten cnts^hen. Im einzelnen

Fig. 5 b für eine einzelne sprunghafte Abtaslwertiinderung,

F i g. 5c für zwei unmittelbar aufeinanderfolgende sprunghafte Ablastwcrtändcrungcn.

F i g. 5d für zwei sprunghafte Abtaslwertändciungen, zwischen denen ein sich nicht sprunghaft ändernder Abtastwert liegl,

F i g. 5c für drei unmittelbar aufeinanderfolgende sprunghafte Abtastwertiindcrungen,

F i g ί ein Schallungsbcispicl zur Ausführung der Frkennung und Korrektur von Mehrfachfehlern nach den in den Fig. 5b bis 5c veranschaulichten Schemata.

2. Prinzip des DPCM-Systems

Das Blockschaltbild eines einfachen DPCM-Systems ist in F i g. I dargestellt. Es gilt für störungsfreie übertragung. Aus dem im Abtastzeitpunkt (,- an den linken Summierungspunkt gelangenden Ablastwert s, und einem aus vorausgegangenen Ablaslwerten berechneten Bezugswert .?,· wird die Differenz /·,· = S₁- - S, gebildet. Ein Quantisiercr mit im allgemeinen nichtlinearer Kennlinie ordnet jeder Differenz /, des Eingangs ein binäres Codewort am Ausgang zu. Jedes Codewort entspricht einem bestimmten Bereich von Eingangswerten, der jeweils durch einen Wert tf als Ausgangswert repräsentiert wird. Ausgangswert ff und Eingangswert /_; weichen um den jeweiligen Quantisierungsfehler q, voneinander ab.

Daher ist

Auf der Empfangsseitc wird der Repräsentationswerl if der Differenz »-,· zu dem zugehörigen Bezugswert s, addiert, so daß der rekonstruierte Abtastwert sf entsteht. Es gilt also

= S₁- +

Der Repräsentalionswert if der Differenz /-, wird im folgenden abgekürzt als »Differenz ff« bezeichnet. Diese Bezeichnungsweise ist nicht an den Index /' gebunden.

Der Bezugswert .?,· wird sendeseitig ebenso wie auf der Empfangsseite aus vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwerten sf_, bestimmt. Dadurch ist gewährleistet, daß sich Quantisierungsfehler q_t nicht akkumulieren. Im hier angenommenen Fall einer störungsfreien übertragung sind sämtliche dieser Werte sowie die übrigen genannten Werte auf der Empfangsseite gleich den entsprechenden Werten auf der Sendeseite.

Die in den vorausgegangenen, äquidistanten Abtastzeitpunkten Ii-j aufgetretenen rekonstruierten Abtastwerte sf.j- (/ = 1,2,.. .,m), die zur Berechnung des Bezugswertes s, dienen, werden bis zum betrachteten Abtastzeitpunkt f,- in einem Verzögerungsglied gespeichert. Die Bezugswertberechnung erfolgt durch die in F i g. 1 als Prädikator bezeichnete Einrichtung. Unter den hier anwendbaren Algorithmen hat die Linearprädiktion die größte Bedeutung. Dabei wird der Bezugswert S₁- aus einer Linearkombination m vorausgegangener rekonstruierter Abtastwerte sf_, nach der allgemeinen Beziehung

S₁ = £ <JjS*_ ,

J= ι

berechnet.

Die Größe α,- ist ein konstanter Gewichtsfaktor. Häufig wird nur ein vorausgegangener rekonstruierter Ablaslwcrl .ν*_, zur Bezugswertberechnung bcnul/t (»ι - 1) und der Gewichtsfaktor </, = «, —- 1 gewählt. Der nach (3) ermittelte Bezugswerl s, ist in diesem Fall gleich dem vorausgegangenen rekonslru-

ϊ icrten Ablast wert .sf_, also .5, = sf_, .

Die Gcwichtung von .sf_, mit einem weiteren konstanten Faktor b kann eingefiihri werden, um die Ausbreitung von Fehlern zu begrenzen, die in empfangsscitig rekonstruierten Abtastwerten, z. B. infolge

ίο von ribertragungsstörungen entstanden sind. Bei in = I und Ci₁ = (Z₁ = I ergibt sich dann für s_t anstelle von (3) die Gleichung

S₁ = h ■ .sf_, .

Wird berücksichtigt, daß sf-, durch das Aufsummicren von Differenzen /f_„ gewonnen wird, die in den Abtastzeitpunkten (,_„ aufgetreten sind, und wurde die Summation zum Abtastzcitpunkl /,__Λ bc-

2» gönnen (ii = 1,2 N), so kann statt (4) geschrieben

werden

η = I

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

N N

η = I π = O

Gleichung (6) kann auf weitere rekonstruierte Abtast werte .sf+,.ausgedehnt werden (v = —N,—{N—\), ... , — I. 0. + 1,...), und man erhält

·\*+ν =Σ ^h" η = ->■

Aus (7) ist zu erkennen, daß eine Differenz ι*_„ jeweils mit dem durch den Faktor h" ^{+ r} gegebenen Gewicht zur Berechnung des rekonstruierten Abtastwertes sf_+y beiträgt. Wird für die Konstante h ein Wert im Bereich 0 < b < I gewählt, so nimmt das Gewicht einer Differenz ;f_„ mit wachsendem Abstand« + y des zugehörigen Abtastzeitpunktes (,_„ vom betrachteten, dem rekonstruierten Abiastwerl sf+_y zugeordneten Abtastzeitpunkt I_{1 + 1}. ab (n = — y.

-(y- 1) - 1, 0, + 1 N). Bei b = 1 werden

dagegen sämtliche Differenzen <*_„ mit gleichem Gewicht berücksichtigt.

Ist für ein bestimmtes n, das durch den Index c gekennzeichnet sein möge (n = «,.), eine empfangene Differenz f*_„ gegenüber ihrem ursprünglichen, vom sendeseitigen Quantisierer abgegebenen Wert um l ff__at verfälscht, z. B. durch eine Übertragungsstörung, so führt diese Verfälschung zu Fehlern b"' + 3' I ff-„_v in den von der verfälschten Differenz >f_„_r abhängigen empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerten ε?_+γ (y = — n_r, —(n_r- 1), ..., — 1, 0, 1, ...).

bo Wenn die Konstante b im Bereich 0 < b < 1 liegt, wird der durch eine verfälschte Differenz ff_„,in einem empfangsseitig rekonstruierten Abtastwert sf₊₎. verursachte Fehler b"'^+y ■ I rf_ „,.infolge der abnehmenden Gewichtung des Fehlers !>*_„, mit wachsendem

b5 zeitlichen Abstand n,. + y des zugehörigen empfangsseitig rekonstruierten Abtastwertes sf_+T vom empfangsseitig rekonstruierten Abtastwert sf um so kleiner, je größer n_r + y ist.

3. Vorbereitende Grundlagen zum Verfahren der Fehlererkennung ίικϊ -korrektur

Ir, diesem und den folgenden Abschnitten werden, abweichend von der Bezeichnungsweise in Fig. 1, die Variablen.* und v* sowie if+,., ',*-„ und v*₊,., falls sie für die Sendcseitc gelten, mit dem zusätzlichen Index 0 versehen (.,*,, .s*. :*,,, .·,* „, ."**,.,.). Sie stimmen bei störungsfreiem Übertragungskanal bzw. störungsfreier übertragung mit den entsprechenden Variablen der Lmpfangsseite übercin. Letztere werden wie bisher bezeichnet, d. h. ohne den zu

sätzlichen IndexO(if,sf,;f_4v,if..„,sf_+r). Diese Variablen gelten dann allgemein für die Hmpfangsseile, also auch bei gestörtem ubertragungskanal. (Von der genannten Regelung wird in Abschnitt 7 abgewichen, j soweit dort Erläuterungen und Gleichungen im Zusammenhang mit Abschnitt 2 betroffen sind.)

Ist nunmehr ;,*,_„ die gesendete Differenz für den Abtastzeitpunkt r, „,so lassen sich bei einer störungsbcdinglen Verfälschung der zum speziellen Abtastif) Zeitpunkt (,__ni gehörenden gesendeten Differenz i_{)i-„_v um I',*_„, die empfangsseitig rekonstruierten Abtastwertc sf_t,. mit Hilfe von (7) darstellen durch

Σ/ι""¹"*¹· ,* η = -y

Σ hⁿ⁺>- „*_„

η = -y

Wird in (fi) der Anteil

,?-„,. (üry = -H₁, -(H₁-I) -1.0, 1, ...

der den empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerlcn bei ungestörtem Ubertragungskanal bzw. den sendcseitig rekonstruierten Abiastwerten entspricht, mit \* _{+ J}. bezeichnet, so entsteht

für y = -N, -(Λ/-Ι) - (H₁. - 2), -(H₁-I)

für

Bei π, = 0, d. h. bei einer speziell in der empfangenen Differenz /* enthaltenen störungsbedingten Verfälschung \.-T- gehl (8a) über in

•"T. y

\?m, für.»· = -N, -(N-I) -1

.Sfi _+y + Λ¹' ■ l.f für y = 0, I. 2, ...

Diese Gleichung kann für h > 0 umgeformt werden in

.\f_iiy für j· = -N, -(N-I)

.^ ₊ ,+ Ι»?-expO'· In/» für ν = 0, 1. 2. ...

Die in der empfangenen Differenz if enthaltene Verfälschung l/f äußert sich nach (10) also in einer sprunghaften Abweichung l·* des zugehörigen empfangsseitig rekonstruierten Abtaslwertcs s*(y = 0) gegenüber dem entsprechenden bei ungestörtem Übertragungskanal auftretenden Wert .%*! I/f = sf-%*)· Die darauffolgenden empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerte sf_+y(y = 1,2,...) sind für 0<b< 1 durch einen, den entsprechenden Werten $£■+,. überlagerten, exponentiell verlaufenden Abklingvorgang gekennzeichnet. Dieses Abklingen eines sprunghaft auftretenden Anteils Iff des empfangsseitig rekonstruierten Abtastwertes sf ist gleichbedeutend dem Verlauf der Impulsantwort eines übertragungssystems, das, wie die beschriebene Rekonstruktionseinrichtung des DPCM-Systems, als Integrator mit Ableitwiderstand aufgefaßt werden kann. Die in praktischen Fällen im Bereich 0<b<l liegende Konstante b wird auch als Dämpfungsfaktor (loss factor) bezeichnet. Bei b = 1 tritt statt des exponcnticllcn Abklingens ein Parallelversatz um Ii₁* auf.

Haben die benachbarten Werte Sj*, und S^₁ annähernd die gleiche Größe (.\*, =s .^*.,), so ergibt sich für den speziellen empfangsseitig rekonstruierten Abtastwert sf (j> = 0) aus der zweiten Zeile von (9)

Da nach der ersten Zeile von (9) So*_i = sf-i gilt, kann (11) ersetzt werden durch

If

(Ha)

Wird die Definition Isf= sf- sf^^ eingeführt, so folgt aus (lla)

l<f % Isf= .sf-sf-, .

Einsetzen von l.sf* I,,* nach (12) in die zweite Zeile von (9) liefen

■v*fv * -S*.,· + W- I··>*(r = 0, 1,2, ...). (13)

Da für (13) die Näherung\f_: * .s;*,,, sowie die Beziehung ftf,L ι = .s*. ι vorausgesetzt wurden, kann für .sf,,. stall (13) auch geschrieben werden:

[ = .\f.., + l.sf für ν = » ι»

**♦,· (13a)

I * .-**,· _tv + fr¹'· l.sf Türy = 1.2. ...

Für einen Signalabschnitl, in dem nicht nur der Wert s$_, gleich groß oder annähernd gleich ;zroß r> ist wie \,*, sondern auch die auf .^ folgenden Werte

•S*ty(.V = 1-2 M) die gleiche oder annähernd

gleiche Größe wie .<*,*■_, haben, d.h. .·$?·_., * .·*£ * s,* _{+ l} * ... 5: .sJl + Λί, lassen sich die empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerte .sf₊,. mit .si., = .sf_, nach (9) und mit (13a) beschreiben durch

für ν = 0

(14)
% .sf-, + fr¹ · l.sf fiir ν = 1,2 Ai

Unter den für (14) geltenden Voraussetzungen ist nach dieser Gleichung eine in der empfangenen Differenz if enthaltene störungsbedingte Verfälschung l·* in den empfangsseitig rekonstruierten Abtasl- «1 werten .sf ₊,, erkennbar durch eine sprunghafte Änderung l.sf des Wertes .sf gegenüber seinem Vorgängerwerl .sf_, und eine näherungsweise nach der Abklingfunktion/)¹· l.sf verlaufende Änderung der

auf .ν? folgenden Werte .sf_t,. (y = 1,2 Ai). π

Der für die Gültigkeit der Gleichungen (7) bis (14) jeweils angegebene Bereich der Abiastschritte y wird eingeschränkt, wenn in diesem Bereich weitere Cibertragungsslörungen oder Unterbrechungen der Rekonstruktion von Abiastwerten aus zurückliegenden empfangenen Differenzen vorliegen. Eine Unterbrechung in diesem Sinne kann z. B. auch in dem F.infügen eines Abtastwertes in die Folge der rekonstruierten Abtastwerte bestehen, der als unabhängiger, vollständiger Wert übertragen wurde und als Bezugs- -r> wert für die Rekonstruktion weiterer Abtastwerte dient. (Das regelmäßige Einfügen derartiger Abtastwerte in die Folge der aus übertragenen Differenzen empfangsseitig rekonstruierten Abiastwerte stell) eine zusätzliche bekannte Methode dar. um die Ausbrei- ^r> <> lung von störungsbedingten Fehlern in diesen Werten zu begrenzen.) Die Gleichungen (7) bis (14) gellen dann nicht oder nur in modifizierter Form von dem Abtaslschriu y an, in dem ein F.reignis der obengenannten Art erstmalig aufgetreten ist. «

4. Prinzip der Fehlererkennung und -korrektur

Der Erfindungsgedanke besteht darin, durch flbertragungsstörungen verursachte Fehler, die in empfangsseitig rekonstruierten Abtast werten eines Nach- w> richtenübertragungssystems auftreten, bei dem Differcnzwerte oder Differenzwcrtfolgen übertragen werden (z. B. eines DPCM-Systems oder Modifikationen eines solchen Systems), und die durch für die Auswirkung von Übertragungsstörungen typische, zeitliche und/ M oder räumliche Funktionsverläufe (Fehlermusler) in empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerten (bzw. im empfangsseitig rekonstruierten Signal) oder durch typische Verfälschungen empfangener Differenzen charakterisiert sind, /u erkennen und zu korrigieren. Derartige Funklionsverläufe können durch die Impulsantwort der empfangsseitigen Rekonstruktionseiririchtung des öbertragungsystems oder durch Funktionen der Inipulsantwort bestimmt und z. B. wie in (13) durch den Ausdruck/»¹· l.sf darstellbar sein (0 </><!).

Der Begriff »Nachrichtenübertragungssystem« gilt hier auch im Sinne eins Systems zur Nachrichtenspeicherung oder -verarbeitung, der Begriff »Ubertragungsslörung« auch im Sinne der entsprechenden Störungen in den genannten Systemen. Unter Differenzwerl wird jeweils die Differenz zwischen einem Bczugswert 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 Codewörler auch unter dem Gesichtspunkt der unterschiedlichen Häufigkeit der verschiedenen möglichen Differenzwcrtfolgen festgelegt werden. Hierzu kann ein Optimalcode dienen. Beispiele für die obenerwähnten Modifikationen eines DPCM-Systems sind Verfahren mit Steuerung oder/und Umschaltung der Quantisicrungskennlinie, Verfahren, die mehrdimensionale statistische Abhängigkeiten zwischen Abtasiwerten zur Bczugswert bestimmung ausnutzen. Verfahren, die eine Opiimalcodierung der Differenzen anwenden, und Verfahren, die mit anderen Methoden zur Nachrichtenreduktion kombiniert sind.

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

Insbesondere in Signalabschnilten, denen konstante oder nahezu konstante Abtastwerte des sendeseitigen Quellensignals zugeordnet sind, in denen also bei störungsfreiem übertragungskanal empfangsseitig konstante oder nahezu konstante Abtastwerte rekonstruiert wurden, ergeben sich beim Auftreten störungsbedingter Fehler übersichtliche Verhältnisse für die Fehlererkennung und -korrektur. Der für den Fehler typische Funktionsverlauf überlagert sich dann dem konstanten oder nahezu konstanten Anteil der empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerle und tritt daher in diesen Abtastwerten unmittelbar in Erscheinung.

Für den Fall, daß der Fehler durch den Ausdruck fr¹' ■ l.sf angegeben werden kann und das vorher betrachtete DPCM-System vorliegt, wird der Verlauf der von dem Fehler betroffenen empfangsseitig rekontruierlcii Ablas!werte durch (14) beschrieben. Diese setzen sich dann aus der überlagerung des konstanten Nutzsignalanteils .S^ _{+ 1}, und des Fehlcranteils fr¹' · l.v? zusammen, der durch eine sprunghafte Abtastwen-

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 <tf_{i + y} vorausgesetzt, daß Folgen von Ablast werten, die den mit störungsbediniM :n Fehlern behalielen <_-;r.,>fangsseilig rekonstruierten Abtastwertfolgen ähnlich oder gleich sind. bzw. die entsprechenden Signal verlaufe von der Nachrichtenquelle nicht oder nur scltc;i erzeugt werden.

Das Schema eines einfachen Prüfvorgangs zur Fehlererkennung und-korrekiumach dem erfindungsgemäßen Prinzip geht aus F i g. 2 hervor. Zunächst wird geprüft, ob zwischen benachbarten emplangsscitig rekonstruierten Ahtaslwerten .sf+,. (y = ..., -2. — 1. 0, 1, 2, .. .) eine sprunghafte Änderung auftriii, deren absoluter Rotrag eine vorgegebene Toleranz K₁, d. h. einen Mindestwert, überschreitet. Liegt, wie in F i g. 2 zum Abtastzeitpunkt J₁, also beim rekoniruierten Ablast wert sf, eine solche sprunghafte Abtaslwertändcrung s* vor, so wird untersucht, ob der auf sf folgende empfangsseitig rekonstruierte Abtast wert xf₊₁ innerhalb einer vorgegebenen Toleranz Kj mit einem berechneten Vergleichswert C_{1 + 1} übereinstimmt. Wird diese Übereinstimmung festgestellt, so werden im nächsten Prüfschrilt, d. h. bei y = 2, die Werte xf₊, und r,- + , verglichen. Bei Übereinstimmung innerhalb der Toleranz K₁₁ wird im darauffolgenden Prüfschritt (v = 3) in entsprechender Weise der nächste Wert .ν*_+Λ geprüft. Der Vergleich der Werte .sf₊₁. und r_{j + r} setzt sich fort, bis entweder zwischen diesen Werten eine Abweichung auftritt, deren absoluter Betrag größer ist als Kj, oder maximal H Prüfschritic der genannten Art durchlaufen sind (r = 1.2 H).

Die Vergleichs werte r, + _v ergeben sich im vorliegenden Fall aus der rechten Seite von (14), d. h.

Die in der angegebenen Weise gewonnenen korrigierten Abtastwerte .s\*_fy entsprechen dann bei geeigneter Wahl von K₁, und unter der angenommenen Voraussetzung konstanter oder nahezu konstanter WVne .s* + , praktisch diesen Werten \* _{+ y}. Das heißt, .sie stellen, wie aus (9) zu erkennen ist, angenähert die gewünschten, um den siorungsbedingten Fehlcranteil h> · Ι.·*(ν = 0, 1, . . .) verminderten empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerte dar.

κι H:n korrigierter Abiastwert .v_k* ₊ , im obigen Sinn kann unter Verwendung der für (7) gellenden Überlegungen dargestellt werden durch die Beziehung

(15) Tür v = 0

Der Gültigkeitsbereich von (15) erstreckt sich für die betrachteten Verhältnisse maximal auf die Abtastschrille y = 1,2,..., H. Ist der absolute Betrag der Differenz zwischen dem empfangsseitig rekonstruierten Ablast wert .sf+,. und dem zugehörigen Vergleichswerl r, _t ,. in keinem der Abtastschritte y =1,2, ...,W größer ats Kj, d.h. I.sf+,. - r, + ,.| < K,,, so werden die Ahlast Wertänderung i.sf sowie die Anteile h>· I.sf in dien Werten x,*+,. (y = 1,2,...) als störungsbedingle Fehler interpretiert. Anstelle des fehlerhaften empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerlcs sf wird ein korrigierter Ablastwert xj*_; rekonstruiert, indem sfi dem vorausgegangenen empfangsseilig rekonstruierten Abtastwert s*_, gleichgesetzt wird (x* = χ,*-,). Die Rekonstruktion der weiteren (korrigierten) Abiastwerte x*,· + ,. (y = 1,2,...) geschieht unverändert, wie für das DPCM-System in Abschnitt 2 beschrieben, jeweils durch Addition des empfangenen Diffeircnzwcrlcs.. .*+,. zudemenlsprechenden Bezugswert a:, + _v. Zur Berechnung des Bezugswertes χ, + ,, für die Rekonstruktion des korrigierten Abtastwertes x_k* + ,, wird dann statt des empfangsscilig rekonstruierten Ablaslwertes sf., _+r jeweils der korrigierte Abtastwcrl X₁*., _+r benutzt Ix_{1 + 1}. = h ■ .ν£-_, + ,.). Der BezuHswert .v,₊, ergibt sich also z.B. zu .V_{1 +} , = h-st. "

/>■'" ■ λ-Γ-ΗΣ b'~" ■■?+„ für y = 1,2, ...

η = I

Nach (16) nimmt der Einfluß von s*~_t auf *·£ + ,. infolge der Gcwichtung von xf_, mit dem Faktor/?¹' bei zunehmendem zeitlichen Absland 3' zwischen den Werten x_;* und χ*_{ί + Λ}. ab. In gleichem Maße verringert sich auch die mögliche, durch das Gleichsetzen von s*i und .sf_ 1 entstehende Ungenauigkeit zwischen den korrigierten Werten xj*- _{+ J}. und den entsprechenden, bei ungestörtem Übertragungskanal auftretenden Werten .%*■ + ,..

überschreitet, im Gegensatzzum bisher betrachteten Fall, der absolute Betrag der Abweichung zwischen einem empfangsseitig rekonstruierten Abtaslwert .sf ₊,. und dem zugehörigen Vergleichswert r_{i + y} im Bereich V= 1,2, ...,H die Toleranz Kj, so erfolgt keine Korrektur, d. h., der ursprüngliche empfangsseitig rekonstruierte Abtastwert X₁* = x,*-, + Ix₁* sowie die darauffolgenden, von diesem abhängigen Werte .sf+,. (V= 1,2,...) bleiben bestehen. Die Abtastwerländerung 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 r,· + ,. ergebenden Abweichung überschritten, oder wurden alle vorgesehenen Prüfschritte des Prüfzyklus ohne Überschreitung von K_d 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 Abtastwert von neuem. Es wird also, wie für den AbtasiZeitpunkt f, 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 Abszissen werte für die Abtastzeilpunkte f_{i + l}, (obere Abszissenskala), auf die Funktionswerte s*_+y und r_i+). beschränkt. Diese Beschränkung wird mit Rücksicht auf das in Abschnitt 5 behandelte Schaltungsbeispiel vorgenommen, bei dem eine Zeitdifferenz zwischen dem Auftreten der Werte sf_+I. und /·,-+,. einerseits und der jeweils zugeordneten Werte s,*_f+l. andererseits besteht. Die Zuordnung ist durch die laufende Nummer der Abtastschritte y (untere Abszissenskala) gegeben. Ähnliches gilt für die Darstellungen in Fig. 5.

Die zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Fehlererkennung und -korrektur erforderlichen Einrichtungen befinden sich hauptsächlich oder ausschließlich auf der Ernnfanasseite des Π her-

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 ortsfester Empfangseinrichtung bestehen, wie etwa bei der Nachrichtenübertragung von Eord 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 z. 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 fehlererkennendc bzw. fehlerkorrigierende Kanalcodierung zu vereinfachen oder deren Wirkung zu verbessern.

5. Schallungsbeispiel zu Abschnitt 4

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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 -korrektur ausgeführt werden kann. Das Schaltungsbeispiel jn betrifft damit die Erkennung und Korrektur von Einzelfehlern. Einzclfchler sind hier störungsbedingte sprunghafte Änderungen empfangsscitig rekonstruierter Abtastwerte, deren aboluter Betrag eine vorgegebene Toleranz überschreitet und die nicht dichter r, als in einem Mindestabstand von Abtastintervallen aufeinanderfolgen. Dieser Mindestabstand ist durch die erforderliche Anzahl der Prüfschrittc 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 Abtastzeitpunkt r₍ betrachtet, in dem die Änderung Is₁* des zu diesem Abtastzeitpunkt gehörenden empfangsseitig rekonstruierten Abtastwertes sf (im folgenden kurz »rekonstruierter Abtastwert« genannt) gegenüber dem zum vorhergehenden Abtastzeitpunkt (,_, gehörenden rekonstruierten Abtastwert Sj¹L₁ geprüft werden soll.

An den Eingang £ der Schaltung gelangt die empfangene (und gegebenenfalls durch Übertragungsstörungen verfälschte) Differenz* Die Differenz* wird einem Addierer 10 sowie einem Verzögerungsglied 40 zugeführt. Der Addierer 10 entspricht dem Summierungspunkt auf der Empfangsseite in F i g. 1 und berechnet aus dem Wert der empfangenen Differenz* und dem an seinem zweiten (unteren) Eingang liegenden empfangsseitig rekonstruierten Bezugswert s, (im folgenden kurz »Bezugswert« genannt) to die Summe, die den rekonstruierten Abtastwert sf darstellt. Der Bezugswert *,- wird vom Multiplizierer Il als Produkt aus dem vom Verzögerungsglied 12 abgegebenen Wert und einem konstanten Faktor h (Dämpfungsfaktor) geliefert. Der aus den Blöcken 10, μ Il und 12 bestehende Schaltungsteil entspricht der Schaltung der Empfangsseite in Fig. I bei m = I. Das Verzögerungsglied 12 (F i g. 3) hat eine Vcrzögerungszeit von einem Abtastinlervall r, so dal der vom Verzögerungsglied 12 abgegebene Wert dei im vorhergehenden Abtastzeitpunkt /_;_, ermittelte! rekonstruierten Abtastwert s*_, repräsentiert. Für dei neuen rekonstruierten Abtastwert s^, der im belrach leten Zeitpunkt i, am Eingang des Verzögerungs gliedes 12 liegt, vollzieht sich im nächsten Abtast Zeitpunkt i,₊₎ derselbe Vorgang.

Der rekonstruierte Abtastwert sf gelangt außerdcn an den Subtrahierer 13, dem an seinem rechten Ein gang zusätzlich der im vorhergehenden Abtastzeit punkt /,_, aufgetretene rekonstruierte Abtastwert s*_ aus dem Verzögerungsglied 12 zugeleitet wird. Tor V ist dazu geöffnet. Gleichzeitig befindet sich Tor 1! im gesperrten Zustand, so daß das vor dem Tor Ii liegende Verzögerungsglied 16 zunächst keinen Ein fluß auf den Funktionsablaufhal. Vom Subtrahiere 13 wird die Differenz Is*= X₁* — .s,*_, ermittelt. Dii Differenz Ls₁* gelangt an den Komparator 24. Diese stellt fest, ob der absolute Betrag der vom Subtra hiercr 13 ermittelten Differenz Is₁* eine vorgegebeni Toleranz K, überschreitet. Tritt eine derartige ToIc ranzüberschreitung auf, so gibt der Komparator 2' einen Steuerimpuls ab, anderenfalls bleibt der Steuer impuls aus.

Außerdem wird die Differenz Ls₁* dem Tor 21 sowie dem oberen Eingang des Subtrahicrcrs 22 zu geführt. Tor 21 befindet sich zunächst im gesperrter Zustand. Durch den Subtrahierer 22 wird der Funk tionsablauf nicht beeinflußt, da der vom Subtrahiere 22 abgegebene Wert in der betrachteten Phase de: Abtastzeitpunktes f, zu keiner Veränderung des Bc triebszustandcs der Schaltung führt. (Tor 31 ist gc sperrt. Die Verarbeitungszeit im Komparator 24 is so gewählt, daß ein von diesem abgegebener Steuer impuls zeitlich nach einem möglichen Stcucrimpul: aus dem Komparator 29 auftritt.)

Zunächst wird der Fall angenommen, daß eini Überschreitung der Toleranz K₁ auftritt, d. h. daß wie in F i g. 2. der absolute Betrag der Differenz I .v' zwischen dem rekonstruierten Abtastwert sf des Ab lastzeitpunktes f, und dem rekonstruierten Abtast wert .s-,*_, des Ablastzeitpunktcs /,_, größer ist als dii Toleranz K₁.. Eine Änderung rekonstruierter Abtast werte, deren absoluter Betrag die Toleranz K₁ über schreitet, wird im folgenden als sprunghafte Ablast wcrtändcrung bezeichnet. Der Komparator 24 (Fi g. 3 gibt dann einen Steuerimpuls ab. Dieser gelangt übci das Tor 33, das sich im geöffneten Zustand befindet an den rechten Steuerimpulseingang der Tore 15 unc 21, an den linken Steuerimpulseingang der Tore 1«: und 33 sowie an den Eingang des Verzögerungsgliede: 34. Die Tore 15 und 21 werden daraufhin geöffnet und die Tore 14 und 33 werden gesperrt.

Solange Tor 33 gesperrt bleibt, haben weitere von: Komparator 24 abgegebene Steuerimpulse und dami weitere sprunghafte Abtastwertänderungen keiner Einfluß auf den Funktionsablauf in der Schaltung Das gesperrte Tor 14 verhindert, daß in dem nächster und gegebenenfalls in weiteren Abtastzeitpunktcr dem rechten Eingang des Subtrahierers 13 und den Eingang des Verzögerungsgliedcs 16 der nächste unc gegebenenfalls weitere rekonstruierte Abtastwerte von Verzögerungsglied 12 zugeführt werden. Statt desser gelangt an den rechten Eingang des Subtrahierers IJ im nächsten Abiastzeitpunkt /,,, der rckonstruieru Abtastwert .<>*_,, der im Zeitpunkt f, am Eingang de; Verzögerungsglicdes 16 lag und n;ich Ablauf vor

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

über Tor 21, das zum Zeitpunkt i,- durch den Steuerimpuls des !Comparators 24 geöffnet wurde, wird die vom Subtrahierer 13 zum Zeitpunkt f, abgegebene Differenz \sf dem Multiplizierer 26 zugeführt. Vor Erreichen des nächsten Abtastzeitpunktes J_{1 + 1} gelangt der Steuerimpuls des Komparators 24 über das Verzögerungsglied 25 an den linken Steucrimpulseingang des Tores 21, so daß dieser wieder gesperrt und der Durchgang des nächsten und gegebenenfalls weiterer an den Toreingang gelangender Differenzen aus dem Subtrahierer 13 verhindert wird.

Der Multiplizierer 26 berechnet aus der Differenz " Is* 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 ■ l.s* ein Abtastintcrvall später, also zum Zeitpunkt I_{1 + 1}, an ~" den Eingang des Tores 28 ab.

Gleichzeitig, also ebenfalls zum Zeitpunkt/_{1 + )}, wird der vom Komparator 24 zum Zeitpunkt r, abgegebene Steuerimpuls durch das Verzögerungsglied 34. das eine Verzögerungszeit von einem Abtastinterval! hat, an den rechtsseitigen Steuerimpulscingang der Tore 28 und 31 wcitcrgclcitet. Die Tore 28 und 31 werden dadurch geöffnet. Das am Eingang des Tores 28 eingetroffene Produkt b ■ Ls₁* gelangt über das geöffnete Tor 28 an den Multiplizierer 26 «' sowie an den Sublrahicrcr 22. Der Multiplizierer 26 liefert dieses Produkt, mit dem Faktor b multipliziert, als neues Produkt b² ■ Is₁* an den Eingang des Verzögerungsglicdes 27. Von diesem wird das neue Produkt bis zum nächsten Abtastzeitpunkt (_M2 S^c- '' speichert.

Der Subtrahierer 22 berechnet aus dem zum Ablastzcilpunkt r, ₊ , in seinen linksseitigen Eingang eingespeisten Produkt b ■ l.s*. das dem siörungsbedingten Anteil des Verglcichswcrtes r, _{+ 1} in I-i g. 2 ent- ⁴" spricht, und dem seinem oberen Eingang zugeführten Wert ls*_, die Differenz. Diese Di(TeICn/¹ entspricht der Abweichung des zum Zeitpunkt f_M1 ermittelten rekonstruierten Abtastwertes .s·*,, vom zugehörigen, durch (15) festgelegten Vcrgleichswert r, ₊ , des Ab- ■<> klingvorgangs. Der absolute Betrag der Abweichung wird anschließend im Komparator 29 mit einer vorgegebenen Toleranz Kj verglichen. Ist dieser absolute Betrag nicht größer als die Toleranz K,,. so wird vom Komparator 29 kein Steuerimpuls ab- >o gegeben, und Tor 31 bleibt geöffnet.

Nach Durchlaufen des Verzögcrungsausglcichsgliedcs 30. dessen Verzögerungszeit kleiner als ein Abtastintervall und geringfügig größer als die Verarbeitungszeit im Komparator 29 ist, sowie nach Durchlaufen des Tores 31 gelangt die vom Subtrahiercr 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 w) 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 Abtastzeitpunktc dar, in denen das Vorhandensein des vorgegebenen Ab- tvi klingvorgangs 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/_{1 +}1 noch nicht vorliegt, gibt der Komparator 23 in diesem Abtastzeitpunkt keinen Steuerimpuls ab, und der für den Abtastzeitpunkt ί_ί+Ι beschriebene Funktionsablauf wiederholt sich im nächsten Abtastzeitpunkt I₁₊₂.

Im Abtastzeitpunkt I₁₊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 I sf₊₂ zwischen den rekonstruierten Abtastwerten sf₊₂ und sf-, berechnet, im Subtrahiert r 22 die Abweichung zwischen der Differenz \sf₊₂ und dem vom Verzögerungsglied 27 über das Tor 28 weitergeleitcten Produkt b² ■ \sf₊₂ bestimmt, der absolute Betrag dieser Abweichung im Komparator 29 mit der Toleranz K_d verglichen und, sofern keine Toleranz-Überschreitung 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 Sublrahierer 22 berechneten Differenz die Toleranz K₁₁ überschreitet oder der Zähler 32 den Zählerstand H erreicht. Der beschriebene Prüfzyklus setzt sich also längstens bis zum Abtastzeilpunkt i_{j + ;f} fort.

Die Beendigung des Prüfzyklus infolge einer vom Komparator 29 festgestellten Überschreitung der Toleranz /Cj, die in einem der Abtastzeitpunkte/_M, bis i, _{+ j;} eintreten kann, erfolgt, indem vom Komparator 29 im Zeitpunkt der Tolcranzübcrschreilung ein Steuerimpuls abgegeben wird. Dieser sperrt das Tor 31 und setzt über den Stcucrimpulseingang »löschen« des Zählers 32 dessen Zählerstand auf Null. Außerdem steil 1 der vom Komparator 29 abgegebene Steuerimpuls den füi den Abtastzeitpunkl (, 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 /_{j + ]} bis r, tu der absolute Betrag der vom Sublrahicrcr 22 berechneten und vom Komparator 29 untersuchten Differenz nicht größer als die Toleranz K_d, so erreicht der Zählerstand des Zählers 32 den Wert // (Abtastzeitpunkt/,.m). Das Erreichen des Wertes H wird vom Komparator 23 festgestellt, der daraufhin im gleichen Abtaslzeitpunkt 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 Schallung wieder in den für den Abtastzeitpunkt r, angenommenen, ursprünglichen Betriebszustand versetzt wird. Das bedeutet, der vom Komparator 23 im betrachteten Abtastzpitpunkt (_{i + //} 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 Abtaslzeitpunkt l_{1 + //} abgegebenen Steuerimpuls das Tor 43 geöffnet und das Tor 42 gesperrt. Zu diesem Abtastzeitpunkt hat die im Abtaslzeitpunkti,, dem angenommenen Zeitpunkt einer sprunghaften Abtaslwcrländerung vom Betrag größer als K,. an den Eingang E der Schaltung gelangte empfangene Differenz ;*, 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 Schaltungsleil, 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 vor ihrem Eintreffen am linken Eingang des Addierers 41 dem Eingang E der Schaltung und damit dem Verzögerungsglied 40 zugeführt wurde, und dem entsprechenden, dem unteren Eingang des Addierers 41 zugeführten Bezugswert wird jeweils der zugehörige Abtast wert rekonstruiert. Dieser wird vom r> Addierer 41 über das geöffnete Tor 42 an den Ausgang A der Schaltung abgegeben. Als Bezugswert dien! dabei das vom Multiplizierer 44 berechnete Produkt aus dem vom Verzögerungsglied 45 angelieferten, im vorhergehenden Ablaslzeilpunk! /,-_, rc- 2» konstruierten Abtastwert und dem als Festwert in den Multiplizierer 44 eingegebenen Dämpfungsfaktor b.

Hat dagegen, wie im oben betrachteten Abtastzeilpunkt i_{i + ll} der Komparator 23 einen Steuerimpuls abgegeben, so kann der den Addierer 41 verlassende rekonslruiertc Abtastwert s* 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-_x zugeführt, da Tor 43 durch den Steuerimpuls des Komparators 23 geöffnet wurde. Der als fehlerhaft interpretierte rekonstruierte Abtaslwerl s* wird damit aus der Folge der rekonstruierten Ablastwertc eliminiert und durch den vorausgegangenen rekon- j-, struierten Abtastwert s*_, ersetzt. Der rekonstruierte Abtast wert .sf-, gelangt gleichzeitig an den F.ingang des Vcrzögcrungsgliedes 45.

Vor Erreichen des auf den betrachteten Abtaslzeitpunkl l, _{+ ;/} folgenden Abtastzeitpunktes i,_4/M, 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 Steuer- v, impulseingang 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 f, ₊ „ _{+ 1} wird w vom Verzögerungsglied 45 der rekonslruicrte Ablaslwert .v*_, an den Multiplizierer 44 abgegeben, von diesem mit dem Dämpfungsfaktor b multipliziert und der so gewonnene Wert b -.sf_, dem Addierer 41 als Bezugswert für die Berechnung des rekonstruierten y, Abtastwertes .Sf₊, zugeführt, die hier im Abtastzeitpunkt r_{i + )/ + 1} erfolgt.

Die Berechnung des rekonstruierten Abtastwertes geschieht in der bereits beschriebenen Weise durch Addition der am linken Addicrereingang befindlichen, wi aus dem Verzögerungsglied 40 angelieferten und H Abtastzeitpunktc zuvor in den Eingang K der Schaltung eingespeisten empfangenen Differenz 1 *₊, zu dem am unteren Eingang des Addierers 41 eingespeisten Bezugswert b ■ .sf_,. ober das Tor 42 ist in- μ /wischen der Ausgang des Addierers 41 wieder zum Hingang des Verzögerungsgliedes 45 durchgeschaltct worden, so daß der soeben berechnete rekonstruierte Abtastwert dem Verzögerungsglied 45 zugeRihrt 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 Schaltungsteüs wiederherstellt.

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

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 Abtastzeitpunkt f, gehörigen empfangenen Differenz /f in den Eingang £ der Schaltung der zum Ablaslzeilpunkf /,_„ gehörige rekonstruierte Abtastwert .sf_ „ am Ausgang A.

Während in der bisherigen Funktionsbeschreibung des Sch^ltungsbcispiels nach F i g. 3 angenommen wurde, daß zum Abtastzeitpunkt f, durch die Blöcke 10, 13 und 12 ein rekonstruierter Abtastwert .sf berechnet wurde, der betragsmäßig vom vorhergegangenen rekonstruierten Abtastwert .sf_, um mehr als eine Toleranz K₁ abweicht (Prüfung im Komparator 24), soll nun noch der Fall betrachtet werden, daß der absolute Betrag der Abweichung zwischen den rekonstruierten Abtastwerten .s* und .sf_, kleiner ist als die Toleranz K,.

Die Berechnung der rekonstruierten Abtastwertc .sf., 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 Abtustzcitpunkt i_t die Differenz l.sf vom Subtrahierer 13 zugeführt wurde, gibt dann keinen Steuerimpuls ab. Deshalb bleibt der Betriebszustand der Schaltung unverändert, und die im Abtastzeitpunkt I, ablaufenden Vorgang'.: wiederholen sich im nächsten Ablaslzeilpunktf, + ,. Die Beschreibung für die im Abtastzcitpunkl /, ablaufenden Vorgänge läßt sich demnach auf den Abtastzeilpunkt i,_tl übertragen, wenn dabei alle Indizes der Formelzeichen /. s und l.s um den Wert Eins erhöht werden. Das Tor 21 und der Sublrahierer 22, denen die vom Sublrahicrer 13 berechnete Differenz l.sf 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 Hingang E der Schaltung zum Abtastzeilpunkt f, zugeführte empfangene Differenz/* erreicht außer dem Addierer 10 auch das Verzögerungsglied 40. Das Verzögerungsglied 40 hat eine Verzögerungszeit von H Abtastinlervallcn, d. h.. die empfangene Differenz 1* gelang! an den nachgcschaltelen Addierer

41 zum Abtastzeitpunkt (_/t υ. Im angenommenen Fall, daß zum Abtastzeitpunkl /, der aholute Betrag der vom Komparator 24 geprüften Differenz l.sf die Toleranz K₁ nicht überschreitet, sind zum Abtastzeitpunkl I,, „ das Tor 42 geöffnet und das Tor 43 gesperrt, d;i im betrachteten lall in diesem Abta.st/eitpunkt 1,₁1, die Beendigung der Prüfung fines Abklingvorgangcs nicht eintreten kann und deshalb vom Komparator 23 kein Steuerimpuls abuciicben wird.

Schaltungsteil wirkt dann, wie bereits früher erwähnt, in gleicher Weise wie der Schaltungsteil aus den Blöcken 10, U und 12. Zum Abtastzeitpunkt f_f+H, d. h. nach Ablauf der Verzögerungszeit von H Abtastintervallen, wird also am Ausgang des Addierers 43 und damit am Ausgang A der Schaltung derselbe rekonstruierte Abtastwert erzeugt, der zum Abtastzeitpunkt i,- am Ausgang des Addierers 10 gewonnen wurde. Der Ausgabezeitpunkt des rekonstruierten Abtastwertes am Ausgang A der Schaltung ist gegenüber dem Zeitpunkt der Eingabe der zu demselben Abtastzeitpunkt gehörigen empfangenen Differenz if am Eingang E der Schaltung um H Abtastintervalle vergrößert.

Die in dem Schallungsbeispiel 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 Abtasiwerten und e'en entsprechenden Vergleichswerten als Fehlerkriterium der Prüfvorgang durch kleine Abtast Wertschwankungen vom Betrage größer als K₁,, die einem konstanten oder nahezu konstanten mittleren Verlauf der Abtastwerte überlagert sind, vorzeitig abgebrochen werden kann. Ein gegebenenfalls vorliegender slörungsbedingter Fehler, der eine Abtastwertänderung vom Betrage größer als K, hervorgerufen und die Prüfung des Abklingvorganges ausgelöst hat, wird dann nicht erkannt und bleibt unkorrigiert, auch wenn der Trend der rekonstruierten Abtastwertc im zu prüfenden Abschnitt des Abklingvorganges den entsprechenden Verglcichswerten folgt.

Diesem Nachteil kann begegnet werden, indem außer den Einzelabweichungen ein Tür die Folge der jeweils zu prüfenden oder geprüften Einzclubwcichungen 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 arithmetische, geometrische oder quadratische Mittelwert oder allgemein ein aus der Kombination der Einzelabweichungen oder deren absoluter Beträge, speziell z. B. einer gewichteten Linearkombinalion, berechneter Wert. Bei dieser Methode der Prüfung mit einem für die Folge der F.inzelabweichungcn repräsentativen Wert dient die zusätzliche Prüfung der Hinzelabweichungen zur Begrenzung des Betrages derselben auf den durch die Toleranz K₁, vorgegebenen Wert. Die Toleranz K₁, wird dabei größer gewählt als bei der in dem Schallungsbcispiel nach F i g. 3 benutzten Methode der alleinigen Prüfung der Einzclabwcichungen. Im Grenzfall großer Toleranzen K₁, kann auf die zusätzliche Prüfung der Einzelabweichungen verzichtet werden. Die Prüfung kann nacheinander oder gleichzeitig oder in Abhängigkeit vom momentanen Signalverhalten gesteuert mit unterschiedlich definierten repräsentativen Werten durchgeführt werden.

Das Beispiel eines Sehaltungszusatzes, mit dem die Schaltung nach F i g. 3 im Sinne des vorigen Absatzes erweitert weiden kann, zeigt F i g. 4. Als repräsentativer Wert für die Folge der jeweils geprüften Einzelahweichungcn wird dabei die nach jedem Prüfschritt erreichte Summe der mit dem Faktor 1 H mulliplizierten Finzelabwcichungen verwendet, wobei 1 H der Reziprokwert der für die Prüfung der Einzelabweichungen insgesamt vorgesehenen Anzahl der Prtif-

Der aus den Blöcken 41, 42,45, 44 und 43 bestehende schritte ist. Werden sämtliche H Prüfschritte durchlaufen, so stellt die als repräsentativer Wert verwendete Größe den arithmetischen Mittelwert der geprüften H Einzelabweichungen und damit der jeweils insgesamt zu prüfenden Einzelabweichungen 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 auf den Subtrahierer 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 Schallungszusalzes wird von dem im Abtastzeitpunkt /_i+1 bestehenden Betriebszustand der Schaltung nach F i y. 3 ausgegangen. Vorher sind also die beschriebenen Funktionen der Schaltung nach F i g. 3 bis zum Abtastzeilpunkt /_{i +} , abgelaufen, wobei der Fall einer zum Abtastzeitpunkt f, aufgetretenen, vom Komparator 24 festgestellten Überschreitung der Toleranz K₁ bei der Prüfung der zum Abtastzeitpunkt /, erfolgten Änderung zwischen den benachbarten rekonstruierten Abtastwerten .s*_i und .sf angenommen wird.

Im Abtastzeitpunkt t_{i + i} wird vom Sublrahierer 22 die Abweichung zwischen der Differenz I .v*₊₁ aus dem Subtrahierer 13 und dem zugehörigen, über das geöffnete Tor 28 aus dem Verzögerungsglied 27 zugciiihrtcn Referenzwert h ■ \sf an den Komparator 29 und den Multiplizierer 50 abgegeben. Der Komparator 29 prüft, ob der absolute Betrag der zum Abtastzeilpunkt ί_{ί +} | vom Subtrahiercr 22 angelieferten Abweichung die Toleranz K₁, überschreitet. Stellt der Komparator 29 eine Überschreitung der Toleranz K₁, 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 Schaltung wieder her. Zusätzlich wird Tor 53 geschlossen.

Tritt dagegen eine Abweichung, die zur Überschreitung der Toleranz K₁, führt, nicht auf, so wird vom Komparator 29 kein Steuerimpuls abgegeben, und der für den betrachteten Abtastzeitpunkt f_{/ +} , beschriebene Vorgang wiederholt sich im nächsten Abtastzeitpunkt. Die vom Subtrahiercr 22 abgegebene Abweichung wird außerdem im Multiplizierer 50 mit dem im Beispiel nach F i g. 4 als Festwert eingegebenen Faktor IH 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 Abtastinlervall I/. Am unteren Eingang des Addierers 51 tritt im betrachteten Abtastzeitpunkt f_{l +} | also der Wert auf, der sich im vorhergehenden Abtastzeitpunkt f, am Eingang des Verzögerungsgliedes 52 befand. Das dem Verzögerungsglied 52 vorgeschaltete Tor 53 war im Abtastzeitpunkt /, gesperrt, so daß in diesem Abtastzeitpunkt am Eingang des Verzögerungsgliedes 52 der Wert Null lag. Die am Ausgang des Addierers 51 erscheinende Summe aus dem am linken und dem am unteren Eingang des Addierers 51 zugeführten Wert ist deshalb im Abtastzeitpunkl i, ₊ , mit dem Wert am linken Eingang dieses Addierers identisch. Im Abtastzeitpunkt /, _M wird das Tor 53 durch den vom Verzögerungsglied 34 im Abtastzeitpunkt i, weitergeleiteten Steuerimpuls des Kompurators 24 geöffnet.

über das geöffnete Tor 53 gelangt der vom Addierer 51 abgegebene Wert an den Eingang des Verzöge rungsgliedes 52 und steht nach Ablauf von dessen Verzögerungszeit, also im Abtastzeilpunkt/_f+2. am unteren Eingang des Addierers 51 für die Summen- > berechnung zur Verfugung.

Der vom Addierer 5! abgegebene Wert wird außerdem in den Komparator 54 sowie in das Vcrzögerungsausgleichsglicd 30 (F i g. 3) eingespeist. Der Komparator 54 vergleicht den absoluten Betrag des ι ο vom Addierer 51 angelieferten Wertes mit einer vorgegebenen Toleranz K₁.. Ist der absolute Betrag des Wertes größer als die Toleranz /C,., so gibt der Komparator 54 einen Steuerimpuls ab. anderenfalls bleibt der Steuerimpuls aus. Wird ein Steuerimpuls abge- !■> geben, so wirkt dieser in gleicher, bereits beschriebener Weise wie ein Steuerimpuls des Komparators 29. Das bedeutet, der Steuerimpuls wird den entsprechenden Stcuerimpulseingängen der Tore 28, 14, 15 und 33 in F i g. 3 zugeführt und stellt den vor Erreichen des Abtaslzeitpunktes /, geltenden, ursprünglichen Betriebszustand der Schaltung nach F i g. 3 wieder her. Bei ausbleibendem Steuerimpuls des Komparators 54 gilt für die Weiterverarbeitung des aus dem Addierer 51 in das Verzögerungsausgleichsglied 30 eingcspeisten Wertes in der Beschreibung zur Schaltung nach F i g. 3 der Fall, daß vom Komparator 29 kein Steuerimpuls ausgeht. Die Verzögerungszeit des Verzögerungsausgleichsgliedes 30 ist, ebenso wie bei alleiniger Verwendung der Schaltung nach F i g. 3. jo kleiner als ein Abtastintervall 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 Verarbeilungszeit des Komparators 29 erreicht.

Die in dem Schaltungszusatz nach F i g. 4 als rc- J5 präsentativer Wert für die Folge der vom Subtrahiercr 22 angelieferten Einzelabweichungen zwischen den rekonstruierten Abtastwerten und den entsprechenden Referenzwerten des Abklingvorgangs verwendete Größe stellt, wie erwähnt, bei Durchlaufen von ίο H Prüfschritten, also für den Abtastzeitpunkt f, _{+ (f}. den arithmetischen Mittelwert der Einzelabweichungen dar. Soll als repräsentativer Wert für die Folge der Einzelabwcichungen der arithmetische Mittelwert aus den bis zum jeweiligen (momentanen) Prüfzeitpunkt t_{i + 1}. aufgetretenen Einzelabwcichungen verwendet werden, so wird entweder der konstante Faktor l/H für den Multiplizierer 50 durch den von Prüfschritt zu Prüfschritt sich ändernden Faktor 1 /1 (/1 = 1, 2, .... H) ersetzt, wobei /1 die Anzahl der bis zum jeweiligen Prüfzeitpunkt f_{I + v} = r_;+/, durchlaufenen Prüfschritte angibt, oder es wird statt der als Festwert in den Komparator 54 eingegebenen Toleranz K₁. eine von Prüfschritt zu Prüfschritl linear wachsende Toleranz h ■ K_e (h = 1,2,...,//) vorgesehen. Abweichend von der oben erläuterten Methode, bei der in den einzelnen Prüfschritten entschieden wird, ob der absolute Betrag des für die geprüften Einzelabweichungen repräsentativen Wertes innerhalb einer vorgegebenen Toleranz K₁. liegt, je- ω weils beginnend mit dem Prüfschritt h = 1, kann diese Entscheidung auch jeweils auf den Prüfschritt h = H beschränkt werden. In diesem Fall werden nur dann weniger als H Prüfschritte bei der Prüfung des Abklingvorgangs durchlaufen, wenn eine zusatzliehe Prüfung der Einzelabweichungen vorgesehen ist und dabei die Toleranz K_d in einem Prüfschritt h < H überschritten wird.

6. Erkennung und Korrektur von Mehrfachfchlern

Mit der Schaltung nach F i g. 3 kann jeweils nui eine slörungsbcdingte sprunghafte Abtastwertänderung in einer Folge rekonstruierter Abtastwerte als fehlerhaft erkannt und korrigiert werden. Die Folge besteht dabei aus dem sich sprunghaft ändernden rekonstruierten Abtaslwert selbst und H sich unmittelbar an diesen anschließenden rekonstruierten Abtastwerten des Abklingvorgangs. (Wie im vorhergehenden Abschnitt wird die Bezeichnung »rekonstruierter Abtaslwert« für den empfangsseilig rckontiuicrtcn Abtastweit verwendet. Als »sprunghafte Abtaslwcrtänderung« wird wie bisher eine Änderung rekonstruierter Abtastwerte bezeichnet, deren absoluter Betrag die Toleranz. K₁ überschreitet.)

Die Schaltung nach F i g. 3 läßt sich dahingehend erweitern, daß jeweils auch mehrere durch Übertragungsstörungen bedingte sprunghafte Abtastwerländcrungen in einer Gruppe von G aufeinanderfolgenden rekonstruierten Abtastwerten als fehlerhaft erkannt und korrigiert werden können, wobei sich erst an die letzte dieser Änderungen die H zu prüfenden Werte des Abklingvorgangs anschließen. In bezug auf die empfangenen Differenzen 1? bzw. ;f₊₁. bedeutet dies, daß störungsbedingte Fehler, die in bis zu G aufeinanderfolgenden empfangenen Differenzen i*₄, auftreten, erkannt und korrigiert werden können, wenn mindestens // als fehlerfrei interpretierte, einem Signalabschnill konstanter oder annähernd konstanter Abtastwerte zugeordnete Differenzen unmittelbar folgen.

Beschränkt man die maximale Anzahl der erfaßbaren sprunghaften Abtastwertänderungen auf eine Gruppe von G = 3 aufeinanderfolgenden rekonstruierten Abtastwerten sfr,. (_v = 0.1,2) bzw. \*_+u_, (g = 1,2,3). so können Abtastwertänderungen mit den in den F i g. 5b bis 5e verwendeten Fchlermustcrn auftreten. Die in den F i g. 5b bis 5e verwendeten Typen von Fehlermustcrn 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 1* bzw. i_{i + )}. können die sprunghaften Abtastwertänderungen nach Betrag und Vorzeichen variieren. In der nachfolgenden Tabelle I ist durch das Symbol »X« gekennzeichnet, welchen Abszissenwerten y bzw. g in den F i g. 5b bis 5e ein sprunghaft veränderter rekonstruierter Abtastwert der betreffenden Gruppe zugeordnet ist. Das Symbol »0« gilt für die übrigen Abszissenwcrtc.

Tabelle 1

Zuordnung zwischen den Abszissenwerlen y bzw. g und dem Auftreten sprunghafter Abtastwertänderungen in den F i g. 5 b bis 5e

V	R	Fig.	5c	5d	5e
		5b	X	X	X
0	1	X	X	0	X
1	2	0	0	X	X
->	3	0

Ein Schallungsbcispicl /ur Erkennung und Korrektur von bis zu drei sprunghaften Ablasiwerländerungcn in einer Gruppe von 6' = 3 aufeinanderfolgenden rekonstruierten Ablaslwcrten 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 Abtastzeitpunkt (, ausgegangen, in dem die Änderung Is₁* des rekonstruierten Abtaslweries .sf gegenüber dem vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwert .SfL₁ geprüft werden soll.

Für den Funktionsablauf gilt zunächst der zweite und dritte Absatz der Beschreibung zur Schaltung nach Fig. 3. Der vom Addierer 10 abgegebene rekonstruierte Abtastweit sf wird zusätzlich dem oberen Eingang des Subtrahieren 60 zugeführt. Das Tor r> 71, an dessen Eingang die vom Subtrahierer 13 ermittelte Differenz Ix₁* 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. (| ls*| < K₁.), so gibt der Komparator 24 keinen Steuerimpuls ab, und der Funktionsablauf wiederholt sich im nächsten Abtastzeitpunkt J_{1 + 1} im Sinne des vorhergehenden Absatzes. Der vom Substrahierer 60 abgegebene Wert 2^r> ist ohne Bedeutung, da er in dieser Phase keine Veränderung des Betricbszustandcs der Schallung bewirkt.

Im folgenden wird der FaIi besprochen, daß der absolute Betrag der Differenz Is* die Toleranz K, in überschreitet (', Ls₁* | > K₁.), so daß der Komparator 24 ti'ig. 6) im Abtastzeitpunkt f, 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 r> wirkt außerdem an den Toren 28 und 31 als Spcrr- und am Zähler 32 als Rücksetzimpuls. Er erreicht zusätzlich den Eingang der Verzögcrungsgliedcr 65, 25 und 34. Die über das Tor 71 angelieferte Differenz Ls₁* gelangt an den Eingang des Zählers 72. Sie wirkt ίο hier als Zählimpuls, d. h., der Zählerstand des Zählers 72 wird von seinem Ausgangswerl Null um eine Einheit, also auf den Wert Eins (Prüfschritt g = 1 in F i g. 5b bis 5e) weitergcschallet.

Die Information über den neuen Zählerstand Eins <r> des Zählers 72 wird über das geöffnete Tor 62 dem Eingang des Vcrzögerungsgliedes 64 und des Tores 88 zugeführt. Tor 88 ist gesperrt. Vor Beendigung des Abtastintervalls Ii kehren Tor 62 in den gesperrten und Tor 63 in den geöffneten Zustand zurück, da der ">o vom Komparator 24 abgegebene Steuerimpuls über das Verzögerungsglied 65 nach Ablauf der Verzögerungszeit desselben an den Steuerimpulseingang ζ des Tores 62 und den Steuerimpulseingang a des Tores 63 gelangt. Die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 65 ist kleiner als ein Abtastintervall I? und geringfügig größer als die Summe der Verarbeitungszeiten in Tor 71, Zähler 72 und Tor 62.

Der Zählerstand des Zählers 72 wird im Kompa- to rator 74 daraufhin geprüft, ob er den Höchstwert Drei erreicht hat. Solange der Zählerstand Drei nicht erreicht ist, also auch im vorliegenden Fall, gibt der Komparator 74 keinen Steuerimpuls ab. Der Höchstwert Drei des Zählerstandes entspricht dem Prüfschritt g = 3 in F i g. 5b bis 5c und damit der maximalen Anzahl aufeinanderfolgender rekonstruierter Abtastwerte, bei denen mit der Schaltung sprunghafte Abiastwcrtänderungcn korrigiert werden können.

Vor dem Sperren des Tores 14 und dem öffnen des Tores 15 durch den Steuerimpuls des Komparalors 24 gelangt der im Ablastzcitpunkt i, vom Verzögerungsglied 12 abgegebene rekonstruierte Abtastwerl .sf _, an den rechten Eingang des Subtrahierers 60 sowie an den Eingang des Verzögerungsgliedes 16. Das Verzögerungsglied 16 hat eine Verzögerungszeit von einem Abtastintervall Ii. Aus den rekonstruierten Ablastwerten s* und .sf _M berechnet der Subtrahicrer 60 die Differenz l'.sf, die im betrachteten Ablastzeitpunkt i, mit der vom Subtrahierer 13 ermittelten Differenz Is₁* identisch ist ( l'.sf = l.sf).

Die am Ausgang des Subtrahierers 60 erscheinende Differenz l'.sf gelangt an den oberen Eingang des Subtrahierers 22 sowie über das geöffnete Tor 21 an den Multiplizierer 26. Tor 21 wird anschließend durch den vom Verzögerungsglied 25 weilergcleiteten 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 Ablastintervall. 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 weilergeleitet.

Die vom Subtrahierer 22 berechnete und an den Komparator 29 sowie über das Verzögerungsausglcichsglicd 30 weitergeleitelc Differenz ist im betrachteten Fall des Abtastzeitpunktes i, 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 Schallung. Es bleiben also Tor 31 gesperrt und der Zählerstand 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 Abtastzeilpunkt durch den vom Verzögerungsglied 34 weilergeleitcten Steuerimpuls des Komparators 24 zurückgenommen, der Tor 75 wieder öffnel und 70 wieder sperrt. Die Verzögerungszeit des Verzögerungsglicdes 34 ist geringfügig größer als die Verzögerungszeit des Vcrzögerungsausgleichsglicdes 30 und damit größer (vgl. Beschreibung zur Schaltung nach F i g. 3) als die Summe der Verarbeitungszeiten im Subtrahierer 22 und Komparator 29. Durch den vom Verzögerungsglied 34 weitcrgeleiteicn Steuerimpuls werden daher noch im Abtastzeitpunkt I₁ 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 Komparators 29 unwirksam bleibt.

Im nächsten Abtastzeitpunkt r_{1 + I} wird vom Subtrahierer 13 die aus den rekonstruierten Abtastwerten .<>*_, und sf berechnete Differenz Is₁*+, abgegeben und im Komparator 24 geprüft. Die zugehörigen Funktionen laufen entsprechend der für den Abtastzeitpunkt f, gegebenen Beschreibung ab. In dieser sind dann die Indizes der Größen .5, s*, Is* und t um

cine Einheit zu erhöhen.

Der Zählerstand des Zählers 72 wird durch die Differenz l.sf+,, 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 weitergeschaltct. Der Komparator 74 prüft, ob der Zählerstand den Wert Drei erreicht hai und gibt, da dies nicht der Fall ist, keinen Steuerimpuls ab.

Der weitere Funktionsablauf im Abtastzeitpunkt /, + , ist abhängig von der Größe des absoluten Betrages der Differenz hf+,. 1st der absolute Beirag dieser Differenz nicht größer als die Toleranz K₁ (11.V_{1 + 1}IX₁), so liefert der Komparator 24 keinen Steuerimpuls. Tor 62 bleibt damit gesperrt und Tor 63 bleibt geöffnet. Der im Abtastzeitpunkt r, an den Eingang des Verzögerungsgliedes 64 gelangte Wert Eins, der den Zählerstand des Zählers 72 für den Zeitpunkt der letzten sprunghaften Abiastwertänderung der bisher durchlaufenen Schritte des Prüfzyklus, hier also für den Abtastzcilpunkl f„ angibt, wird im betrachteten Abiastzeitpunkt r₁₊, 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₊, die Toleranz K₁. ( | Is₁*+, | > K₁), so wird durch den dann ausgelösten Steuerimpuls des Komparators 24 für den Abtastzeitpunkt f_{i + 1} derselbe weitere Funktionsablauf eingeleitet wie im Abtastzeitpunkt /,-. 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 r_{i +} | darstellt. (Im Abtastzeitpunkt r, ₊ , ist jetzt die letzte sprunghafte Abtastwertänderung der bisher durchlaufenen Schritte des Prüfzyklus aufgetreten.) Der im vorhergehenden Abtastzeitpunkt r, 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 Komparalors 24 gesperrt wurde. Vor Beendigung des Abtastinicrvalls veranlaßt dieser Steuerimpuls über das Verzögerungsglied 65 die Rückkehr des Tores 63 in den geöffneten und des Tores 62 in den gesperrten Zustand.

Dem Subtrahierer 60 werden über dessen oberen Eingang der rekonstruierte Abtastwert s*₊₁ und über dessen rechten Eingang der rekonstruierte Abtastwert s*_, zugeführt. Der rekonstruierte Abtastwert sf-i wird vom Verzögerungsglied 16, an dessen Eingang er im vorhergehenden Abtastzeitpunkt f, gelangt war, über das offene Tor 15 angeliefert. Er wird gleichzeitig erneut dem Eingang des Verzögerungsgliedes 16 zugeführt. Der im betrachteten Abtastzeilpunkt r_i+, vom Verzögerungsglied 12 abgegebene rekonstruierte Abtastwert sf 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 .1'Sf₊, = Sf₊₁-sf_,.

Die Differenz l's*+, wird vom Subtrahierer 60 an den Eingang des Tores 21 und den oberen Eingang des Subtrahierers 22 abgegeben und, wenn der Fall I l.sf,., I > K, vorliegt, ebenso weiterverarbeitet wie die Differenz l'.sf im Abiastzeilpunkt /,. Nach der Produktbildung im Multiplizierer 26 befindet sich dann am Eingang des Verzögerungsulicdes 27 der

Tritt im Abtastzeitpunkt t₍₊, ein Steuerimpuls des Komparator 24 dagegen nicht auf ( | l.sf₊, |< K₁), so ändert sich der entsprechende Funktionsablauf. Das Tor 21 ist gesperrt, so daß die Differenz l'.sf,, das

h> Tor 21 nicht durchlaufen und damit auch den Eingang des Multiplizicrcrs 26 nicht erreichen kann. Statt dessen wird dem oberen Eingang des Multiplizicrcrs 26 und dem linken Eingang des Subtrahicrers 22 das Produkt h ■ l'.sf zugeleitet, das vom

i> Verzögerungsglied 27 über das geöffnete Tor 28 abgegeben wurde. Das öffnen des Tores 28 \v:'.r, wie bereits erwähnt, während des Abtastzeitpunktes I₁ durch den vom Verzögerungsglied 34 weitergeleiteten Steuerimpuls des Komparalors 24 erfolgt. Der Multiplizierer 26 berechnet aus den Werten h und h l'.sf das nächste Produkt /r · l'.sf und führt es dem Eingang des Verzögerungsgliedes 27 zu.

Im Subtrahierer 22 wird aus den Werten I's*+, und b ■ l'.sf die Differenz ermittelt. Sie entspricht der Abweichung des rekonstruierten Abtastwertes .sf+, von dem für ein Fehlermuster nach Fi g. 5h gültigen zugehörigen Vergleichswei ι /·', + , des Abklingvorgangs. Der absolute Betrag dieser Abweichung wird im Komparator 29 mit der Toleranz K₁, verglichen.

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

j) hierer 22 abgegebene Differenz (Abweichung) gelangt über das Verzögcrungsausgleichsglicd 30 und das Tor 31, das während des vorhergehenden Abtastzeitpunktes fy 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 H (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 Kj, 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 (Steuenmpulscingang a) des Tores 70 und den Anschluß ζ (Steucrimpulseingang r) 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 Abtastzeitpunkt f,₊₂ wird die vom

t>o Subtrahierer 13 abgegebene Differenz Is₁*+, ebenso gewonnen und zunächst auch ebenso weiterverarbeitet wie im Abtastzeitpunkt f_i+I. Stellt der Komparator 24 eine Überschreitung der Toleranz K_c fest (l-isf+2 I > K_c) und liefert deshalb einen Steuerimpuls, 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 Sporren des Tores 62 und das öffnen des Tores 63 geschieht nach Ablauf der Verzögerungszeit des Verzögcrungsgliedes 65. Diese ist kleiner als die Summe aus der Vcarbeitungszeit im Komparator 74 und der Zeit für das Löschen des Zählers 72. Im Fall 5 I ·λ"*+ 2 I ^ Kr bleiben Tor 62 geschlossen und Tor 63 geöffnet. Dem Eingang ck's Verzögerungsgiicdes 64 und dem Hingang des Tores 88 wird dann der am Ausgang de* Yerzügcrungsgliedes 64 auftretende Wert zugeführt. Er stellt den Zählerstand für den Abiast- ι ο Zeilpunkt der letzten Überschreitung der Tnirnin,· K, dar.

Abweichend von den Verhältnissen im Abtastzeitpunkt r, _{+ 1} wird im Ahtnst/citpunkt/_{r + :} vom Komparator 74 ein Steuerimpuls abgegeben, da der ZähicrsiaivJ 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 (Jos Veizögerungsgliedes 73.

Die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 73 ist etwas größer :»ls die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 34. Sie ist damit so bemessen, daß der Steuerimpuls des Komparators 74 innerhalb des zum Abtastzeitpunkt r, _{+ 2} gehörenden Abtastintervalls vom Verzögerungsglied 73 erst weitergeleitet wird, wenn die Zeit für das Auftreten eines möglichen Steuerimpulses abgelaufen ist, der an die Steuerimpulseingänge der Tore 70 und 75 sowie zu dem Steuerimpulseingang ei 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 Subtrahierer 60 abgegebenen Differenz 1'Sf₊₂ erfolgt in gleicher Weise wie für die im Abtastzeitpunkt r_{1 +} , auftretende Differenz \'sf₊, beschrieben. Wurde im betrachteten Abtastzeitpunkt t_i+2 vom Komparator 24 ein Steuerimpuls abgegeben (| Uf₊₂ | > K₁.) und dadurch Tor 28 gesperrt sowie Tor 21 kurzzeitig geöffnet, so erreicht die Differenz \'sf₊₂ den oberen Eingang des Multiplizierers 26. Der Multiplizierer 26 berechnet das Produkt/)- \'sf+₂ und führt es dem Verzögerungsglied 27 zu. Der vom Subtrahierer 22 ermittelte Wert ist im vorliegenden Fall bedeutungslos. Entsprechend der Beschreibung für den Abtastzeitpunkt I_{1 + 1} bei \ l.sf₊₁ | < 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 Zahlerstand des Zählers 32 befindet sich auf dem Wert Null. Der anschließend vom Verzögerungsglied 73 abgegebene Steuerimpuls des Komparators 74 gelangt über das geöffnete Tor 75 an den Anschluß ζ des Tores 33, das dadurch in den gesperrten Zustand übergeht.

Wurde im betrachteten Abtastzeitpunkt Z₁₊₂ vom Komparator 24 kein Steuerimpuls abgegeben ( I ' ^s*+2 I ^ K-eU ^so bleiben Tor 21 gesperrt und Tor 28 geöffnet. Je nachdem, ob der letzte Steuerimpuls des Komparators 24 im Abtastzeitpunkt /, oder f_i+1 aufgetreten ist, erscheint am Ausgang des Verzögerungsgliedes 27 das Produkt b² ■ Vs? oder b · Is₁₊, und wird über das geöffnete Tor 28 dem oberen Eingang des Multiplizierers 26 sowie dem linken Eingang des Subtrahierers 22 zugeleitet. Der Multiplizierer 26 berechnet das nächste Produkt b³ · !'s* bzw. b¹ - 1'Sf₊₁ und gibt es an den Eingang des Verzögerungsgliedes 27 ab. Vom Subtrahierer 22 wird die Abweichung zwischen dem Wert Γ$*₊₂, der am oberen Eingang des Subtrahierers zugeführt wurde, und dem an den linken Subtrahierereingang gelangten Wert b^z ■ Vs] bzw. h ■ r.sf+i ermittelt. Der absoluie Betrag dieser Abweichung wird im Komparator 29 untersucht.

Gibt cW Komparator 29 keinen Steuenmpuls 11h. d. h. ist der absolute Betrug der Ab.veici;jng nicht größer als die Toleranz Κ_Λ, so bleibt Tor 31 geöffnet, und der vom Subirahicrer 22 abgegebene Wert der Abweichung erreicht über das Verzögerungsglied 30 und über das Tor 31 den Zählei 32. Er schaltet den Zählerstand vom Wert Uins bzw. NuM auf den Wer! Zwei bzw. Eins weiter.

Ist auch im vorhergehend·;!! Abiastzeitpunkt f_i+, 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 2 des Tores 33. Tor 33 wird dadurch gesperrt.

Hat jedoch im vorhergehenden Abtastzeitpunkt /, + , der Komparator 29 einen Steuerimpuls abgegeben und ist im gleichen Abtastzeitpunkt f, _{+ 1} wie bisher kein Steuerimpuls des Komparators 24 aufgetreten, so sind Tor 70 geöffnet und Tor 75 gesperrt. Der vom Verzögerungsglied 73 weitergeleitetc Steuerimpuls des Komparators 74 wird dann über das Tor 70 dem Anschluß α 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 Schaltungsteil ist damit in den Betriebszustand zurückgekehrt, der unmittelbar vor dem Erreichen des Abtastzeitpunktes t,- bestand. Im nächsten Abtastzeitpunkt kann also bei einer Überschreitung der Toleranz X₁. ein neuer Prüfzyklus eingeleitet werden.

Gibt im Gegensatz zum soeben behandelten Fall der Komparator 29 im Abtastzeitpunkt r_i+2 einen Steuerimpuls ab, wobei wie bisher angenommen wird, daß ein Steuerimpuls des Komparators 24 aubleibt, ( I ^lsi*+₂ I ^ K_r)> 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 a des Tores 14 sowie an den Anschluß ζ des Tores 15. Dadurch werden Tor 14 geöffnet und Tor 15 gesperrt. Außerdem sperrt der Steuerimpuls das Tor 75 und öffnet das Tor "⁷O. Der nunmehr vom Verzögerungsglied 73 weitergeleitete Steuerimpuls des Komparators 74 kann das Tor 33 nicht erreichen, so daß dieses Tor geöffnet bleibt. Der an den Anschluß a des Tores 33 gelangende Steuerimpuls des Komparators 29, der im Sinne eines Öffnungsimpulses wirkt, ändert den bereits vorhandenen geöffneten Zustand des Tores 33 nicht, über das Tor 70 erreicht der vom Verzögerungsglied 73 weitergeleitete Steuerimpuls des Komparators 74 dieselben Anschlüsse der Tore 14 und 15,

denen über das Tor 61 auch der Steuerimpuls des Komparators 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 r, geltenden ursprünglichen Betriebszustand zurückversetzt.

Sofern die Schaltung im Abtastzeitpunkt r_{1 + 2} in den ursprünglichen Betriebszustand gelangt ist, beginnt im nächsten Abtastzeitpunkt I₁₊₃ der für den Abtastzeitpunkt r, beschriebene Funktionsablauf von neuem. Andernfalls wird im Abtastzeitpunkt r_i+, die Prüfung des Abklingvorgangs begonnen (Fehlermuster nach Fi g. 5d und 5e) oder fortgesetzt (Fehlermuster 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 I's*+., = χ*+., — s*_, abgegeben und im Subtrahiercr 22 deren Abweichung gegenüber dem vorgegebenen Referenzwert des Abklingvorgangs ermittelt. Dieser Referenzwert ist das vom Verzögerungsglied 27 weitergeleitete Produkt />³ ■ l'.s*, b^{2 r} l's*₊₁ oder b ■ l',*₊₂, je nachdem, ob das Vorhandensein eines Fchlcrmusters nach F i g. 5b, 5c oder 5d/5c 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 K₁, festgestellt, also kein Steuerimpuls abgegeben, so wird der Zählerstand des Zählers 32 um eine Einheit wcitergeschaltet. Der Zählerstand beträgt dann Drei, Zwei oder Eins, abhängig davon, ob ein Fehlcrmuster nach Fig. 5b, 5c oder 5d/5e vorausgesetzt wird.

Der im vorhergehenden Abtastzeilpunkt an den Eingang des Vcrzögerungsgliedes 64 gelangte Wert, der den Zählerstand des Zählers 72 für den Zeitpunkt der letzten sprunghaften Abtastwertänderung des laufenden Prüfzyklus darstellt, wird am Ausgang Jes Verzügerungsgliedes 64 abgegeben (Verzögerungszeit ein Abtastintervall U) und über das offene Tor 63 erneut dem Eingang des Verzögerungsgliedcs 64 sowie des im gesperrten Zustand befindlichen Tores 88 zugeführt. Tor 62 ist gesperrt. Triti im Abtastzeitpunkt /_i+3 ein Steuerimpuls des Komparators 29 auf, so wird der bisher beschriebene Schaltungsteil wieder in den unmittelbar vor Erreichen des Abtastzeitpunktes t, 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 dtn Steuerimpuls geöffnet, und das Tor 75 wird gesperrt.

Wurde im Abtastzeitpunkt /,- + ., vom Komparator 29 kein Steuerimpuls abgegeben, so wiederholen sich die soeben beschriebenen Vorgänge im nächsten

Abtastzeitpunkt I₁₄₄. Der Funktionsverlauf setzt sich sinngemäß in den folgenden Abtastzeitpunkten fort, bis der Komparator 29 eine Überschreitung der Toleranz K_d oder der Komparator 23 für den Zähler 32 das Erreichen des Zählerstandes H feststellt. In diesen beiden Fällen geben der Komparator 29 bzw. 23 einen Steuerimpuls ab, und der bisher behandelte Schallungsteil kehrt in den kurz vor Erreichen des Abtastzeitpunktes r_; bestehenden Betriebszustand zurück. Der Funktionsablauf folgt dabei der Tür den Abtastzeitpunkt I₁ „, und den Fall einer Überschreitung der Toleranz K_d geltenden Bechreibung. Im darauffolgenden Abtastzeitpunkt beginnt der Funktionsablauf wieder wie für den Abtastzeitpunkt f, geschildert.

Die Abgabe eines Steuerimpulses durch den Komparator 32 bedeutet im Gegensatz zur Abgabe eines Steuerimpulses durch den Komparator 29, daß das Vorhandensein des auf die letzte sprunghafte Ablaslwertänderung folgenden vorgegebenen Abklingvorgangs innerhalb der Toleranz K_d bestätigt wurde. Die in dem durchlaufenden Prüfzyklus untersuchten rekonstruierten Abtastwerte werden daher als fehlerhaft interpretier und der Steuerimpuls des Komparators 23 leitet neben der Zurückfuhrung des bisher betrachteten Schaltungsteils in den ursprünglichen Betriebszustand die Fehlerkorrektur ein. Er öffnet dazu das Tor 88 und gelangt an den Eingang der Vcrzögcrungsglicdcr 85 und 89 sowie des Tores 86.

Der vom Verzögerungsglied 64 abgegebene Wert, der über das offene Tor 63 erneut den Eingang dieses Verzögerungsgliedes erreicht, durchläuft außerdem das geöffnete Tor 88 und gelangt an die Komparatoren 87, 84 und 81. Derjenige Komparator, dessen fest eingegebener Wert (3.2 bzw. I) mit dem vom Verzögerungsglied 64 angelieferten Wert übereinstimmt, gibt einen Steuerimpuls an den Anschluß <i 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 Abtaslintervall 11, und stellt den gesperrten Zustand des Tores 88 wieder her.

Die Vcrzögcrungsglicdcr 85, 82 und 46 haben jeweils eine Verzögerungszeit von einem Abtastinlcrvall I/.

Jc nachdem, ob der Steuerimpuls am Ausgang des Komparators 23, des Vcrzögerungsgliedes 85 oder des Verzögerungsgliedcs 82 abgenommen wird, oh 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 Abtastzeitpunkt am Anschluß a des Tores 43 und am Anschluß ζ des Tores 42 ein. Im betreffenden Abtastzeitpunkt werden dadurch Tor 4? 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 wird in dem aus den Blöcken 41, 42, 44 und 45 bestehenden Schahungsteil aus den empfangenen Differenzen der jeweilige rekonstruierte Abtastwert ir gleicher Weise gewonnen wie in dem Schaltungslei aus den Blöcken 10, 11 und 12 (vgl. Beschreibung zi F i g. 3). Bedingt durch das Verzögerungsglied 40 ge langt jedoch die am Eingang /. der Schaltung auf tretende empfangene Differenz/* jeweils erst nach einer Verzögerungszeit, die gcringlügig grölJcr ist al:

G + H-I Abtastintervalle Ir (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 Abtastwert gegenüber dem EintrefTen 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 Addierer 41 der rekonstruierte Abtastwert s* des festgestellten Fehlermusters abgegeben wird. Der rekonstruierte Abtastwert s* 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 Abtastwert s₄* zugeführt.

Bleibt das Tor auch im nächsten Abtastzeilpunkt x gesperrt und das Tor 43 geöffnet, so gelang! an den Ausgang A der Schaltung sowie an den Eingang des Vcrzögcrungsgliedcs 45 erneut der rekonstruierte Ablast wen .s|*L ], diesmal als korrigierter Abtast wert S₁*-_{+ l}. [ir tritt dann an die Stelle des rekonstruierten Abtast- 2-j wertes .vf₊₁. Eine Wiederholung des rekonstruierten Abtastwertes .vfL, kann im darauffolgenden Abtastzcitpunkl nochmals erfolgen. Die Zeitdauer, während der das Tor 42 gesperrt und das Tor 43 geöffnet ist, entspricht der Zeil, die zwischen dem Auftreten des m Steuerimpulses am Ausgang des Komparator 23. des Verzögcrungsgliedcs 85 oder des Vcrzögcrungsgliedes 82 (je nachdem, ob das Tor 86, 83 oder 80 geöffnet war) und dem Erscheinen des Steuerimpulses am Ausgang des Vcrzögcrungsgliedes 46 vergeht. 3^r>

Der vom Verzögerungsglied 46 wcilergclcitctc Steuerimpuls wird am Anschluß : 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 gcöllhctcn Zustand zurückkehrt. Das öffnen des Tores 42 und 4« Sperren des lores 43 erfolgt, bevor der Addierer 41 den rekonstruierten Abiastwert des betreffenden Abtast/.eilpunkles bzw. das Verzögerungsglied 45 erneut den rekonstruierten Abtastwert .s*., abgegeben hat. Der aus den Blöcken 41 bis 45 bestehende Schallungs- 4^r. teil befindet sich damit in seinem ursprünglichen Betriebszustand, d. h. am Ausgang A der Schaltung und am Eingang des Vcrzögerungsgliedcs 45 erscheint wieder der vom Addierer 41 im jeweiligen Abtastzeitpunkt ermittelte rekonstruierte Abtastwert.

In nachstehender Tabelle 2 ist für die verschiedenen Typen von lehlcrmustcrn nach I' i g. 5 b bis 5e angegeben, in welchem Ablastzcitpunkl der Steuerimpuls am Komparator 23 auftritt (Vorgang I), Tor 42 gesperrt und Toi 43 geöffnet wird (Vorgang II) v> und die Tore 42 und 43 wieder in ihr«.η ursprünglichen Betriebszustand zurückkehren (Vorgang III), wenn der Prüfzyklus jeweils im Abtastzeitpunkt f, beginnt.

bO

I-'ig.	Vi I	,rgan,	Il	4 //	+ 2	III
5 b	,,	¹ //	,,	+ Il	+ 2	Ί I // 4 Λ
5 c	I,	+ /Hl	I,	*ι Il*	42	Ή /1+4
5d	(,	4 /M 2	f,	+ Il	+ 2	Ί'+II 4 5
.ie	I,	+ //-12	t,		Ί 4 // 4 5

b^r> Vorgang I:

Auftreten des Steuerimpulses am Ausgang des

Komparators 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. 5b bis 5e.

Bei jeder Eingabe einer empfangenen Differenz 1 f bzw. jfVj. in den Eingang £ der Schaltung wird ein rekonstruierter und gegebenenfalls korrigierter Abtastwert am Ausgang A ausgegeben. Eingabe und Ausgabe erfolgen also synchron. Dasselbe gilt für die Schaltung 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 Fchlcrmustcr nach Fig. 5d und einem solchen nach F i g. 5 c. Das heißt, unabhängig davon, ob bei einer im Prüfschritt g = 3 auftretenden sprunghaften Abtastwertänderung der rekonstruierte Abtasiwcrt .Sf₊₁ im Prüfschritt R = 2 aus einer fehlerfreien oder einer fehlerhaften empfangenen Differenz <*₊₁ gewonnen wurde, wird an dieser Stelle der rekonstruierte Abtastwcrl s*_, als korrigierter Abtast wert .s\* _{+ 1} eingefügt. Durch Erweiterung der Schaltung läßt sich erreichen, daO bei einem l'ehlcrmustcr nach F i g. 5c der rekonstruierte Abtast wert .sf₊₁ aus der als fehlerfrei betrachteten empfangenen Differenz ;*₊₁ und dem rekonstruierten Abiaslwert s*_, ermittelt wird, der als korrigierter Wert .V₁* anstelle des rekonstruierten Ablastwertcs s* eingefügt wurde und als Bezugswert dient. Der auf diese Weise ermittelte korrigierte Abtastwert .v\* _{+ 1} wird im darauffolgenden Ablastzcitpunkt wiederholt und ersetzt den rekonstruierten Abtastwcrl .v*₊₂, bei dem im Prüfschritt # = 3 eine sprunghafte Abtastwertänderung festgestellt wurde.

Die geschilderte Korrektur von Mchrfachfchlcrn ist nicht auf eine maximale Anzahl von G = 3 aufeinanderfolgende sprunghafte Ablastwcrtänderungen 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 //. im allgemeinen die Wahrscheinlichkeit abnimmt, daß die entsprechenden, von der sendescitigen Nachrichtenquelle abgegebenen Abtastwertc nicht wesentlich schwanken. ,

7. Ergänzende Bemerkungen

Wird in dem Schaltungsbeispiel nach F i g. 3 die Prüfung des Abklingvorgangs beendet oder infolge einer Überschreitung der Toleranz K₁, abgebrochen (z. B. im Abtastzeitpunkt (, + ,). so beginnt im nächsten Ablastzcitpunkt (>*. B. im Abtaslzeitpunkt r,₊₄) ein neuer Prüfzyklus. Für das Schallungsbcispiel nach F i g. 6 gilt dies, soweit die Überschreitung der Toleranz K_d nach dem Prüfschritl g = 3 auftritt. Der neue Prüfzykius setzt mit der Untersuchung ein, ob

eine sprunghafte Abtastwertänderung vorliegt, d. h. ob die Toleranz K_c 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 K_d noch im gleichen Abtastzeitpunkt den Funktionsablauf des ersten Prüfschrittes des neuen Prüfzyklus herbeiführt. Die für diesen Schritt notwendige nochmalige Bereitstellung der zum betreffenden Abtastzeitpunkt gehörenden, vom Addierer 10 und vom Verzögerungsglied 12 abgegebenen rekonstruierten Abtast werte bzw. der empfangenen DiffeienzeK kann in Verbindung mit einer Zwischenspeicherung geschehen. Abhängig vom Prüfergebnis in diesem Schritt laufen im darauffolgenden Abtasfzeilpunkt die Vorgänge wie für den Abtastzeitpunkt I_{1 + 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 Rcchenanlagc realisiert wird, da dann kein zusätzlicher Schaltungsaufwand entsteht.

In den bisherigen und den folgenden Beschreibungen sowie in den Zeichnungen wird für die Wcrtcvcrgleichc 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. ϊK,, t K_d, ± K,., -t K₁). Ebenso können die Toleranzberciche 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 crmillelten rekonstruierten Abiastwerte 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 Stellcnzahl 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 h als Multiplikator können z. B. so vorgenommen werden, daß die Bits der Dualzahl des Multiplikanden (z. B. Is₁*) in einem Schieberegister um ν Stellen in Richtung der Bits geringerer Wertigkeit verschoben werden und die neu entstandene Dualzahl von der Dualzahl des Multiplikanden subtrahiert wird. Dabei gill 2^X = 1 (I — /)). Da die genannte Verschiebung der Bits einer Division durch 2^V entspricht, wird bei diesem ersten Schritt eine Multiplikation des Multiplikanden mit dem Faktor 2~ * = \—h erzielt. Nach dem anschließenden Schritt der Subtraktion liegt das gewünschte Produkt aus dem Dämpfungsfaktor h und der als Multiplikand eingegebenen Größe (z. B. Isf) vor. Für den Dämpfungsfaktor/) ist zur Anwendung dieser Methode ein Wert vorteilhaft, dessen Komplement I — b mit einem ganzzahligen Exponenten χ durch die Potenz 2 '" 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 emp-

fangsseitigen 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

is 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 K_d und K_c 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 sj* für die Schaltung nach F i g. 3

ίο bzw. l's*₊₎ für die Schaltung nach F i g. 6; zur Bezeichnungsweise vgl. F i g. 2 bzw. F i g. 5) nimmt die Anfangssteigung des sich anschließenden Abklingvorgangs zu. Damit sinkt die Entscheidungsunsicherheit, d. h., es verbessert sich die Möglichkeit, den

Γι Abklingvorgang von einem konstanten oder nahezu konstanten Signalvcrlauf oder allgemeiner, von einem ungestörten Signalverlauf zu unterscheiden. Durch Vergrößerung von K_d bei zunehmendem Wert Ix₁* bzw. Γ*,*+,., kann die Entscheidungsunsicherheit an

"to diejenige bei niedrigen Werten Is₁* bzw. l'.v*,^ angeglichen, d. h. vergrößert werden. In Signalabschnittcn, die mit vergrößerter Toleranz K₁; untersucht werden, können nunmehr Abklingvorgängc auch bei entsprechend größeren Schwankungen der rckonslru-

4ί icrten Abtastwerte erfaßt werden.

Größere Schwankungen der rekonstruierten Abtastwerte können nicht nur infolge größerer Schwankungen des scndesei'igcn Qucllensi^nals. sondern auch infolge eines zunehmenden Pegels des Quellen-

^r>o signals auftreten. Sie werden dann durch durch das Anwachsen der Quantisierungsfchlcr im sendeseitigen nichtlinearen Quantisiercr (Fig. 1) hervorgerufen. Bei einer (betragsmäßigen) Zunahme /. H. des Abtastwertes Sj vergrößert sich im Mittel die Differenz f, = Sj-Sj zwischen dem Ablastweri .s, und dem zugehörigen Bezugswert s_t = h · v* , nach Gleichung (4), wenn sf , * s, angenommen wird. (Es gelten die im Zusammenhang mil der Beschreibung zu I- i μ. I im Abschnitt 2 verwendeten Bezeichnungen.) Letztere

bo Annahme entspricht dem hier interessierenden lall, daß der Verlauf des Quellcnsignals annähernd konstant und der Quantisierungsfehler </, = .sf-.s, im Verhältnis zu v, klein ist. ['liner größeren Differenz/, wird ein gröberer Bereich der nichtlinearen Ouanti-

b5 sicrungskennlinie zugeordnet. Der vom Quantisierer als Repräscntalionswerl fürdic Differenz <, abgegebene Ausgangswert/* weicht dann von <, im Mittel um einen größeren Quantisicrunjisfehler </, ab als bei

einer kleineren Differenz F₁-. Dieser Gesichtspunkt kann durch eine pegelabhängige Veränderung der Toleranzen K_d und K_e 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 femer unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Wahrscheinlichkeiten erfolgen, mit denen die verschiedenen Höhen Is* bzw. l's*+,._£ sprunghafter A.btastwertänderungen 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 Übertragungsstörungen 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 der zu übertragenden Differenzen so gewählt werden, daß durch Übertragungsstörungen bevorzugt solche Symbolkombinationen in den empfangenen Codewörtern erzeugt werden, die in der Folge der empfangenen Differenzen bzw. der rekonstruierten Abtaslwerte zu möglichst signifikanten und « nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mil möglichst geringer Entscheidungsunsicherheit 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 stall durch Ersetzen rekonstruierter Abtast werte s*+ .v*_t,. auch durch Ersetzen empfangener Differenzen /* bzw. /,*+,. erfolgen. Wurden nach einer der bisher in Zusammenhang mit F i g. 3 und F i g. 6 und deren Erwcilerungsmöglichkeiten beschriebenen Methoden sprunghafte Abtastwertänderungen festgestellt, die auf übertragungsslörungen zurückgeführt werden können, so werden nicht die in Betracht kommenden fehlerhaften rekonstruierten Abtastwerle, sondern die zu den betreffenden Abtastzeitpunklen gehörenden empfangenen Differenzen gegen Vorgängerwerte ausgetauscht.

Das Ersetzen fehlerhafter empfangener Differenzen kann nach demselben Schema ablaufen wie das Ersetzen rekonstruierter Abtastwerte. Hierzu wird eine 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 bestehenden Rekonstruktionsschallung werden die Tore 42 und 45 *>o überflüssig, so daß dieser Schaltungsteil im Aufbau dann dem aus den Blöcken 10, U 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- M lungskombina'^;'in für die kürzere Codewortlänge der empfangenen Differenzen ausgelegt werden kann. Die rekonstruierten Abtastwerle. die für die Abtastzeitpunkte ersetzter empfangener Differenzen ermittelt wurden, können von ihrem Vorgängerwert infolge des Quantisierungsfehlers abweichen. Bei einer Aufeineinanderfolge ersetzter Differenzen tritt an diesen Stellen eine Akkumulation der Abweichungen ein, die jedoch, 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 mehrfach 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 Subtrahierer 13 durch eine Umschaltung zusätzlich die Funktion des Subtrahicrers 60 übernehmen.

Bei den geschilderten Methoden zur Fehlererkennung wird das jeweilige Fehlermuster in der Abtastwertfolge, d. h. der den zu rekonstruierenden Abtastwerten überlagerte störungsbedingte Anteil durch Prüfung der Höhe der sprunghaften Abtastwertänderung Is₁* bzw. l's*+,. und anschließende schrittweise Berechnung und Prüfung des zugehörigen Abklingvorgangs festgestellt. Da die Werte des Abklingvorgangs nach Gleichung (14) bei vorgegebenem Dämpfungsfaktor b näherungsweise durch die Höhe Is₁* bestimmt sind (bzw. Γ.ν,*+,._£ für Mehrfachfehler) und wegen der digitalen Darstellung der Differenzen nur eine begrenzte Anzahl unterschiedlicher Höhen l·,-* I .V₁* bzw. z. B. I»*+ Wf₊₁+-+ W₁*+,.+ ---

y = 0 '

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

oder l's*+,. als Adresse, gespeichert werden. Wird in der zu prüfenden Folge der rekonstruierten Abtastwerte 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 Verfügung.

Als korrigierte Abtaslwerte s*_it.,., die als Ersatz für sprunghaft veränderte (bzw. von solchen eingeschlossene) empfangsseitig rekonstruierte Abiastwerte eingefügt werden, können statt des rekonstruierten Abtastwertes x,*_, (.s-*_{j + J}. = x,*_|) auch andere rekonstruierte Abtastwerte in Betracht kommen sowie Werte, die aus Kombinationen rekonstruierter Abtaslwerte berechnet werden. Diese können den zu ersetzenden rekonstruierten Ablaslwerten zeillich and oder räumlich benachbart sein.

Zum Beispiel isl die Gewinnung des korrigierten Abtastwertes .v* durch lineare Extrapolation aus den

vorausgegangenen rekonstruierten Abtaslwerten SjL₂ und sf_| möglich. Bei Abtast werten, die aus der zeilenweisen Abtastung der Helligkeitsinformation von Bildern entstanden sind, können, als weiteres Beispiel, Nachbarwerte aus anderen (z. B. vorausgegangenen) Bildzukn berücksichtigt werden.
Sinngemäß kann bei empfangenen Differenzen >■*

verfahren werden, wenn diese, wie weiter

oben erwähnt, an Stellen sprunghafter Abtastwertänderungen durch andere Differenzen ersetzt werden.

In Gleichung (3) wurde die Berechnung des Bezugswertes I₁- für die Differenzbestimmung aus einer Linearkombination rekonstruierter Abtastwerte SJ¹L, angegeben, die dem Bezugswert .i_f zeitlich vorausgegangen und jeweils mit einem konstanten Faktor «, gewichtet sind. Ein Ubertragungsfehler, der einen dieser rekonstruierten Abtastwerte beeinflußt, wird bei 0 < α, < 1 ähnlich wie bei dem bisher zugrunde gelegten Vorhandensein eines Dämpfungsfaktors b (0 <b<\) allmählich abgebaut. Die jeweilige Abklingfunktion ist in dem betrachteten Fall durch die Höhe der sprunghaften Abtastwertänderung und die Faktoren O₁ vorgegeben.

Als Werte Sj¹Lj für die Berechnung des Bezugswertes S₁- nach Gleichung (3) kommen nicht nur rekonstruierte Abtastwerle 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—! bis 39—6, über DPCM-Systeme berichtet, die den Bezugswert aus Linearkombinationen der (rekonstruierten) Helligkeitsinformation räumlich benachbarter Bildelemente berechnen. Auch hier findet ein gesetzmäßiger Fehlerabbau 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 Zeilenrichtung ist dabei eine solche senkrecht zur Zeilenrichtung anwendbar. Soweit zur ßezugswertberechnung rekonstruierte Abtastwerte benötigt werden, die in vorausgegangenen Zeilen bzw. Spalten liegen und bereits korrigiert wurden, können diese statt der ursprünglichen rekonstruierten Abtastwerte verwendet werden.

Außer in der Folge der empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerte 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 ff, die in einem Zeitabschnitt konstanter oder nahezu konstanter Abtastwerte des sendeseitigen Quellensignals 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 Differenzenschwankungen unmittelbar vor und unmittelbar nach der sprunghaften Änderung etwa gleich groß.

Ist die sprunghafte Änderung einer empfangenen Differenz rf nicht störungsbedingt, sondern durch

eine entsprechende Änderung des zugehörigen Ab taslwerlcs des Quellensignals entstanden, so ergebci 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 dei genannten Differenzenschwankurigen. Die pegelabhängigeÄnderungdes mittleren Weriesdcr Differenzen wurde bereits im Zusammenhang mit der Toleranzhrcitcnsteucrung erläutert.

Ob die sprunghafte Änderung einer empfangenen Differenz ι* störungsbedingt oder durch den Verlaul des sendeseitigen Quellcnsignals verursacht ist. läßi 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 vorausge gangencn bzw. nachfolgenden Differenzen berechne! wurden. Besteht zwischen beiden repräsentativer Werten innerhalb einer vorgegebenen Toleranz über einstimmung, so kann die sprunghafte Differenz änderung als störungsbedingt aufgefaßt und korrigier werden. Als weiteres Kriterium läßt sich die Häufigkeii der Differenzenschwankungen in jeweils einer bestimmten Anzahl von Differenzen vor und nach dei sprunghaften Differenz- bzw. Abtastwertänderung ausnutzen. Die Korrektur kann nach einer der bereits geschilderten Methoden erfolgen, wobei z. B. die verfälschte Differenz durch die vorausgegangene Differen; oder der entsprechende, fehlerhafte rekonstruierte Abtastwert durch den Vorgängerwert ersetzt wird.

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

I m folgenden wird an die Gleichungen (14) und (13 a in Abschnitt 3 sowie an die Gleichung (15) in Ab schnitt 4 angeknüpft. Trifft, im Gegensatz zu den be (14) angenommenen Verhältnissen, die Voraussetzuni nicht zu, daß bevorzugt Folgen konstanter oder an nähernd konstanter Werte %*·+ (bei störungsfreierr Ubertragungskanal empfangsseitig rekonstruierte Abtastwerte) zu erwarten sind, so können die zur Fehlererkennung benötigten Vergleichswcrte r_{i + l}. nicht nach der Gleichung (15) bestimmt werden, die auf (14) beruht. Statt dessen gilt für die Vergleichswerte r_{1 + v} die allgemeine Beziehung

r_{i + J} = %*-_+r +

(V = 1,2, .- .,H) (17)

die sich aus der zweiten Zeile von (13 a) ergibt. Füi sg_{i + y} sind in (17) jeweils die Werte der bevorzugt zi

«ι erwartenden Folge einzusetzen. Können die Wertt S₀*+,., die mit hoher Wahrscheinlichkeit jeweils zu er warten sind, empfangsseitig bereitgestellt werden, se wird es möglich, störungsbedingte Fehler auch ir solchen Signalabschnitten zu erkennen und zu korngieren, in denen die von der sendeseitigen Nachrichtenquelle abgegebenen Abtastwerte von einen konstanten oder annähernd konstanten Verlauf ab weichen.

Die Werte Sol· + ,, lassen sich u.a. aus in ihrer Umgebung liegenden empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerten (im folgenden k;>rz als »rekonstruierte Abtastwerte« bezeichnet) approximieren. Dies gilt, wenn die sendeseitigc Nachrichtenquelle bestimmte Abtastwertfolgen besonders häufig abgibt, hierüber empfangsseitig eine Vorkenntnis besteht und diese Abiastwertfolgen durch ausreichend einfache Funktionen darstellbar sind. Wird z. B. angenommen, daß diese Abtast werte und damit die Werte ^₊,. in Abhängigkeit von y vorzugsweise linear ansteigen oder abfallen und daß wie bisher beim rekonstruierten Abtastwert s* eine störungsbedingte sprunghafte Abtastwertänderung Is* auftritt, so kann der wahrscheinliche Verlauf der Werte s^_i+). {y = 1, 2, .... //) z. B. aus den rekonstruierten Abtastwerten s*_₂ und sf_, oder dem Wert sf_, und einem weiteren nicht von der verfälschten empfangenen Differenz rf abhängigen Werte s*_+j. approximiert werden. Bei Verwendung der rekonstruierten Abtast werte sf_₂ und sf_, als Ausgangswerte für die Approximation von s*_+v ergeben sich die Vergleichswerte r_{i + v} mit (17) zu

f₂ fi rJ
(V= 1,2 H)

(18)

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

Die Werte SoI ₊j. 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 \* _{+ 1}. von solchen rekonstruierten Abtastwerten s*_+v ausgeht, von denen mindestens je einer am oder vor dem Anfang und am oder hinter dem Ende der Vcrglcichswertfolge liegt (Interpolation) oder von solchen, die der Vergleichswert folge in anderer Weise benachbart sind.

Eine weitere Möglichkeit, die Werte s,f_H ,. 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 h^r ■ \sf des zweiten Summanden in (17) oder die nach (17) zu berechnenden Vergleichswerte r, _{+ v} selbst können in einem Speicher bereitgehalten werden. Im letzten Fall ist jedoch eine besonders große Vielfalt von Kombinationsmöglichkeilen zu berücksichtigen.

Die von der Nachrichtenquelle abgegebenen Abtastwerte s, bzw. S_{1 +} ,. und die aus den Abtastwerten berechneten Differenzen ι_; bzw. t_i+). können hohe statistische Bindungen (statistische Abhängigkeiten) zu entsprechenden Abtastwerten bzw. Differenzen aus anderen Signalabschnitten haben. Oft ist in solchen Fällen die Wahrscheinlichkeit groß, daß die Abtastwerte bzw. Differenzen des einen Signalabschnilts denen des betreffenden anderen Signalabschnitts gleich oder ähnlich sind. Zum Beispiel gilt dies bei zeilenweise abgetasteter Bildinformation häufig für Abtastwerte (Helligkeitswerte) einander entsprechender Bildelemente aus benachbarten Bildzeilen bzw. für die zugehörigen Differenzen. Einander entsprechende BiIdclemcnte sind dabei solche, die vom Anfand ihrer Zeile jeweils den gleichen Abstand haben. Im genannten Beispiel liegt also eine räumliche Nachbarschaft der betrachteten Bildelemenle vor.

Bei Vorhandensein derartiger mehrdimensionaler statistischer Bindungen lassen sich die durch (17) definierten Vergleichswerte c,_+r, die zur Erkennung störungsbedingter Fehler in den rekonstruierten Ablast werten s*_+}. eines Signalabschnitts benutzt werden, unter Verwendung der rekonstruierten Abtastwerte des betreffenden anderen Signalabschnitts beslimmen. Diese Abtastwerte dienen dann als Werte .ίο* + ,, in (17). Es wird angenommen, daß die rekonstruierten Abtastwerte des betreffenden anderen Signalabschnitts nicht oder mit nur geringer Wahrschein-

i> lichkeii mil störungsbedingten Fehlern behaftet bzw. diese Fehler bereits korrigiert sind. Außerdem gilt die Bedingung, daß die Abweichungen zwischen den von der sendeseitigen Nachrichtenquelle abgegebenen aufeinanderfolgenden Abtastwerten s, bzw. s_{( + l}. eines Signalabschnitts und den entsprechenden Abtastwerten des zur Vergleichswertbestimmung verwendeten anderen Signalabschnitts bzw. zwischen den zugehörigen rekonstruierten Abtastwerten nicht oder nur geringer Wahrscheinlichkeit nach einer der mögliehen Funktionen (z.B. b^y · Isf) verlaufen, die in dem betreffenden übertragungssystem einen störungsbedingten Abklingvorgang beschreiben oder die diesen Funktionen ähnlich sind. (Die störungsbedingte sprunghafte Abtastwertänderung I sf, die durch eine in der empfangenen Differenz ff enthaltene Verfälschung hervorgerufen wird, kann bei einer übertragung mit dem vorher zugrunde gelegten DPCM-System 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 Vergleichswertbestimmung unter Verwendung von rekonstruierten Abtastwerten eines anderen Signalabschnitts im obigen Sinn hat Vorteile gegenüber einer Vergleichswertbestimmung, bei der die verwendeten rekonstruierten Abtastwerte, wie zuvor zugrunde gelegt, den zu prüfenden rekonstruierten Abtastwerten zeitlich benachbart sind, also im zu prüfenden Signalabschnitt selbst liegen. Zum Beispiel können dann stürungsbedingte Fehler auch in solchen Fällen nach dem erfindungsgemäßen Prinzip erkannt und korrigiert werden, in denen keine der möglichen

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

Oft hat der jeweilige, dem anderen Signalabschnitt entnommene Abtastwert einen konstanten zeitlichen Abstand zum zu prüfenden rekonstruierten Abtastwert sf_+r wobei dieser Abstand im Sinne einer fortlaufenden Zählweise aller Abtastwerte der zu über-

b5 tragenden Nachricht zu verstehen ist. Im weiter oben gewählten Beispiel einander entsprechender BiIdelementc aus benachbarten Zeilen bei zeilenweise abgetasteter Bildinformation ist der Abstand gleich der

Anzahl der Abtastintervalle zwischen dem Bildelcment, das dem Wert s*_+y zugeordnet ist, und dem äquivalenten, d. h. vom Zcilenanfang gleich weit entfernten, Bildelement der zur Vergleichswertbestimmung verwendeten anderen Zeile. Diese Anzahl der Abtastintervalle entspricht der Anzahl der Bildelemente, die beim Durchlaufen einer Bildzeile abgetastet werden. Bei Meßwert-Signalen kann die Vergleichswertbestimmung 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 Vergleichswertbestimmung benutzten Wert ist dabei gleich der Anzahl der Abtastwerte einer Periode.

Wird der zur Vergleichswertbestimmung einem anderen Signalabschnitt entnommene rekonstruierte Abtastwert mit sf+_y + i bezeichnet, wobei dieser Wert einen Abstand von \l] Abtastintervallen von dem zu prüfenden rekonstruierten Abtast wert sf_+y hat, und wird vorausgesetzt, daß der rekonstruierte Abtastwert s,*_tvH von Ubertragungsstörungen unbeeinflußt ist, d.h. sf_+y+L = s$_{i + y+L} gilt, so kann für den Vergleichswert r_{i + )}, statt (17) geschrieben werden:

;-,+,. = sf_{+y + L} + t? · Is₁*. (y = 1,2 H) (19)

Die Größe L ist eine ganze Zahl. Sie ist negativ, wenn der Wert .sf_+y+(. dem Wert sf_+y vorausgeht; und positiv im umgekehrten Fall. Der absolute Betrag von L gibt die Anzahl der Abtastintervalle an, die zwischen den Werten .sf+,.+ ,. und s,*+_v liegen. Sind die Abtastwerte nicht in zeitlicher, sondern in einer anderen Koordinatenrichtung angeordnet, z. B. in Richtung einer Orts- oder Frequenzkoordinate, so ist eine fortlaufende Zählweise der Abtastintervalle zu wählen, die den oben angenommenen Verhältnissen eines zeitlichen Fortschreitens entspricht.

Hohe statistische Bindungen können zwischen Ablastwerten mehrerer Signalabschnitte vorhanden sein. Ein Beispiel liegt bei der Übertragung von Bildfolgcn vor, wenn innerhalb jedes Bildes zeilenweise abgetastet wird. Hier besteht neben einer hohen statistischen Abhängigkeit zwischen den Helligkeitswerten der einander entsprechenden Bildelemente aus benachbarten Zeilen oder Spalten des Bildrasters häufig eine hohe statistische Abhängigkeit zwischen den Helligkeitswerten der einander entsprechenden Bildelemente 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 entsprechenden Zeile oder Spalte des benachbarten (z. B. unmittelbar vorausgegangenen) Bildes. Zur Bestimmung der Vergleichswerte r_i+j. nach (19) sowie für weitere Operationen zur Fehlererkennung und -korrektur können geeignete rekonstruierte Abtastwerte sf+_y+L, wenn sie aus mehreren Signalabschnitten zur Verfügung stehen, auch alternativ oder kombiniert verwendet werden.

Die Ausführung einer Fehlererkennung und -korrektur, bei der die Vergleichswerte für die Prüfung 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 s,*_, vom jeweils zu prüfenden rekonstruierten Abtastwert s*+,. ist bei der Bestimmung der Vergleichswerte jeweils die Subtraktion des Wertes s*_{iy + L} vom Wert .sf+,. auszuführen, wobei s*_{+v + /}. zum betreffenden anderen Signalabschnitt gehört. Da die Werte sf+_{y + L} und sf+y zu verschiedenen Zeitpunkten angeliefert werden, muß der (gegebenenfalls bereits korrigierte)

ίο 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 Sj¹L _v zu subtrahierende Wert s,*+,.+ , 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_+f - r, + _v | < K₁,(vgl. Abschnitt4), daß eine bestimmte Anzahl rekonstruierter Abtastwerte sf+y im Anschluß an eine sprunghafte Änderung Isf, die beim rekonstruierten Abtastwerts* auftritt (y = 0), innerhalb der Toleranz ± K_d mit den Ver-

u) gleichswerten r, +,. übereinstimmen, spezialisiert sich zu |(.s*+,. — .sf₊,. + ;.) — b>'■ l.sfl < K_d. wenn rekonstruierte Abtast werte.v*_+l.+_;. eines anderen Signalabschnitts zur Verglcichswertbestimmung verwendet werden. Für r,, _v wurde dabei die rechte Seite von (19) ein-

i) gesetzt. Bei Anlehnung an das Schaltungsprinzip nach F i g. 3 bzw. F i g. 6 wird bei jedem Prüfschritl zuerst der in runde Klammern eingeschlossene Ausdruck und anschließend dessen Abweichung von b" · I.s* berechnet. Fortschreitungsrichtung für die

4(i Prüfschritte bleibt dabei, wie in der Schaltung nach F i g. 3 bzw. F i g. 6, die Abtastrichtung, d. h. die Richtung wachsender y-Werte.

Das Vorhandensein hoher statistischer Bindungen zwischen einem Wert .s* + ,. und dem Wert >**+,. + ;.

eines oder mehrerer anderer Signalabschnitte unter der Nebenbedingung, daß mit hoher Wahrscheinlichkeit der rekonstruierte Abtaslwcrt s,*+_v+/ (bzw. der entsprechende korrigierte Abtastwert) dem Wert Sf_{1 + 1} + ;. gleich ist {**+,· + ;. = s*+,+/.). kann nicht nur ausgenutzt werden für die Prüfung, ob ein störungsbedingter Abklingvorgang vorliegt, sondern z. B. auch zur Feststellung sprunghafter Abtastwertänderungen. Dabei wird statt der Abtastwertänderung Is* = a* — s*_, die Abtastwertänderung l,..s* = s* — s*₊/. untersucht (Annahme: 3' = 0).

Statt der Änderung des rekonstruierten Abtastwertes s,* gegenüber dem (z.B. zeitlich) unmittelbar vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwert s*_, wird dann also die Änderung von sf gegenüber dem

bo um \L\ Abtastintervaile vorausgegangenen und/oder nachfolgenden rekonstruierten Abtastwerts*+,, geprüft. Wie bereits im Zusammenhang mit (19) erwähnt, ist bei L das Vorzeichen zu berücksichtigen. Bei zeilenweise abgetasteter Bildinformation kann im obigen Fall sf+_L z. B. der Helligkeitswert des Bildelementes einer Bildzeile sein und sf der Helligkeitswert des entsprechenden, vom Zeilenanfang gleichweit entfernten und damit räumlich benachbarten Bildelemen-

tes einer nachfolgenden oder einer vorangegangenen Bildzcile.

Dic Dberlegungen in Verbindung mit der Verwendung von rekonstruierten Abtasiwcrten .sf_+>
+ , aus anderen Signalabschnitten zur Bestimmung der Vergleiehswerle r_H . und zur Feststellung sprunghafter Abtaslwertänderungen gtlien auch, wenn statt der Wcrte sf₊₎,; funktionen oder Approximationen diescr Werte benutzt werden. Beispiele sind die Kombination verschiedentr Wertes*,.,., /ι: einem für .\l-.,.,.repräsentativen Wen oder die Approximation von Werten .v*+,, + ,.durch Extrapolation oder Interpolation ausanderen Werten. Weitere Verknüpfungen der verschiedcnen beschriebenen Methoden /ur Vergleichs,-wertbestimmung und Prüfung auf Vorhandensein eines siöningsbcdingten Abklingvorgangs sowie zur Feststellung sprunghafter Abtastwertänderungen sind anwendbar. Insbesondere kann z. B. bei der Untersuchung auf Vor'uarvJensein eines störungsbedingten Abkiingvorgangs ein für die Folge der zu prüfenden Einzelabweichungen repräsentativer Wert (z.B. ein Mittelwert) verwendet werden, entsprechend den Erläuterungen in Abschnitt 5. Ferner lassen sich u. a. rekonstruierte Abtastwerte aus anderen Signalabschnitten und Werte kombinieren, die dem zu prüfenden rekonstruierten Abtastwert zeitlich unmittelbar benachbart sind. An die Stelle anderer Signalabschnittc können auch andere Signale treten, cfie statistische Bindungen zu dem zu untersuchenden Signal haben und empfangsseitig bereits bekannt sind.

Für die genannten Arten der Fehlererkennung mit Hilfe anderer Signalabschnitte können statt der rekonslruierten Abtastwerte die zugeordneten empfangenen Differenzen verwendet werden, ähnlich wie bereits für den Fall eindimensionaler statistischer Abhängigkeiten beschrieben, d. h. für die Fehlererkennung und -korrektur in Abschnitten konstanter oder nahezu konstanter Abtastwerte. Damit ist im allgemeinen eine Vergröberung der Entscheidungen verbunden. Ob die sprunghafte Änderung einer empfangenen Differenz störungsbedingt ist, kann zusatzlich zu oder abweichend von der entsprechenden früher genannten Methode geprüft werden, indem einc bestimmte Anzahl von Differenzen, die der sprunghaften Differenzänderung folgen (und gegebenenfalls auch eine bestimmte Anzahl vorausgegangener Differenzen) mit den entsprechenden Differenzen eines anderen Signalabschnitts oder mit rcpräsentativen Werten Tür diese Differenzen verglichen werden. Dasselbe gilt für die Häufigkeit von Differenzenschwankungen.

Sind die der sprunghaften Differenzänderung folgenden Differenzen oder deren repräsentativer Wert innerhalb einer vorgegebenen Toleranz gleich den entsprechenden Differenzen des anderen Signalabschnilts oder deren repräsentativer Wert innerhalb einer vorgegebenen Toleranz gleich dem entsprechenden repräsentativen Wert des anderen Signalabschnitts, so kann die sprunghafte Differenzänderung als störungsbedingt, anderenfalls als signalbedingt, d. h. als fehlerfrei, interpretiert werden. Ein Vergleich der Differenzen, die der sprunghaften Differenzänderung vorausgehen, oder des repräsentativen Wertes dieser Differenzen mit den entsprechenden Werten des anderen Signalabschnitts kann als Kontrolle dienen, ob in der Umgebung der zu untersuchenden Differenzen die verwendeten Signalabschnitte in der angenommenen Art voneinander statistisch abhängig sind. Die betreffenden DilFcrenzen bzw. deren repräsentativc Werte oder die Häufigkeiten von Differenzenschwunkungen sollen in diesem Fall miteinander annähernd übereinstimmen. Bei Modifika-

ί liuncn des DPCM-Systems oder anderen Systemen mit Dillercr.zwertübertragung können sich abweichende Kriterien für die Fehlererkennung aus empfangenen Differenzen ergeben. Entsprechend einer Hühercn Bemerkung können die Methoden in Analo-

i" gie zu den Möglichkeiten variiert oder kombiniert werden, die Tür die Fehlererkennung mit Hilfe rekonstruierter Abtastwerle genannt wurden.

Dieselben rekonstruierten Miutsiwerte sf_+y+(. aus anderen Signalabschnitten (bzw. die zugehörigen emp-

i> fangenen Differenzen) sowie Funktionen oder Approximationen dieser Werte, die zur Feststellung störungsbedingter sprunghafter Abtastwertänderungen geeignet sind, können auch zur Korrektur der durch Störungen sprunghaft veränderten rekonstruierten Abtastwerte dienen. Die zu korrigierenden Abtastwerte werden dann nicht durch den jeweils zeitlich unmittelbar vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwert ersetzt wie eingangs zugrunde gelegt, sondern z. B. durch den Wert eines anderen Signalabschnitts

2^r> 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 (Helligkeitswertes) eines Bildelementes z.B.

-J" der Abtastwert 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 Helligkeitsinformation

J5 mehrerer räumlich benachbarter Bildelemente, repräsentativ sind für die räumliche Umgebung des zu korrigierenden Wertes im gleichen Bild und/oder des entsprechenden Wertes in anderen Bildern (z. B. dem vorausgegangenen oder nachfolgenden Bild bei einer Bildfolge). Eintsprechendes gilt Tür empfangene Differenzen, wenn diese statt rekonstruierter Abtastwerte zur Fehlerkorrektur verwendet werden.

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

Die verschiedenen Methoden zur Vergleichswertbestimmung, zur Feststellung sprunghafter AbtastWertänderungen und zur Fehlerkorrektur können variabel gewählt werden. Sie können u.a. in Abhängigkeit vom momentanen Verlauf der rekonstru-

t,o ierten Abtastwerte gesteuert werden. Kriterien können dabei z. B. der Amplitudenbereich sein, in dem sich die rekonstruierten Abtastwerte momentan bewegen, oder die Signalaktivität, d. h. die jeweils auf einen bestimmten Signalabschnitt bezogene Häufigkeit von

Abtastwertänderungen. Es können z. B. der Verlauf der Vergleichswerte r_i+y variiert oder bei einer BeStimmung der Vergleichswerte aus anderen Signalabschnitten diese Signalabschnitte gewechselt wer-

den. Ebenso kann bei rekonstruierten Abtastwerten oder Funktionen dieser Werte vorgegangen werden, 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 Abhängigkeit vom momentanen Verlauf der rekonstruierten Abtastwerte können z. B. auch die gesamten zu rekonstruierenden Abtastwerte 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 Vergleichswertbestimmung, zur Feststellung sprunghafter Abtastwertänderungen und zur Fehlerkorrektur können nicht nur für die Erkennung und Korrektur von Einzelfehlern, sondern auch für die Erkennung und Korrektur von Mehrfächfehlern benutzt werden. Unter Mehrfachfehlern wird, wie in Abschnitt 6, das Auftreten mehrerer störungsbedingter sprunghafter Abtastwertänderungen innerhalb einer Gruppe von G aufeinanderfolgenden Abtastwerten verstanden.

Besonders hervorgehoben sei hier die Methode der Verwendung von rekonstruierten Abtastwerten bzw. empfangenen Differenzen aus anderen Signalabschnitten zur Feststellung sprunghafter Abtastwertänderungen 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 Abtastwert. (Auf diesen Wert stützt sich bei der in Abschnitt 6 zugrunde gelegten Methode die Feststellung sprunghafter Abtastwertänderungen sowie die Korrektur der als fehlerhaft interpretierten Abtastwerte der Gruppe.) Entsprechendes gilt für die empfangenen Differenzen. Die Verwendung geeigneter rekonstruierter Abtastwerte bzw. empfangener Differenzen aus anderen Signalabschnilten zur Erkennung und Korrektur von Mehrfachfehlern kann zur Verminderung der Wahrscheinlichkeil von Fehlentscheidungen, d. h. zur Verminderung der Enlscheidungsunsicherheit, sowie zur Herabsetzung der nach der Korrektur verbleibenden Restfehier beitragen.

Als Anwendungsheispiel 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 Abtaslwert (Helligkeitswcrt) des jeweiligen Bildelementcs und z. B. dem des entsprechenden, d. h. vom Zcilenanfang glcichweit entfernten, Bildelcmentes z. B. der vorausgegangenen und/oder nachfolgenden Zeile eine vorgegebene Toleranz K_c überschreitet, überschreitet die Abweichung (bzw. deren absoluter Betrag) gegenüber einem und/oder mehreren dem Vergleich zugründe gelegten rekonstruierten Abtastwerten die vorgegebene(n) Toleranz(en) K_n so wird der untersuchte rekonstruierte Abtastwert als sprunghaft verändert interpretiert.

Ist eine solche sprunghafte Abtastwerländerung

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

2(i 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. Itjf = sf - sf_+/ > R: ), weiter

untersucht werden, ob eine sprunghafte Änderung des rekonstruierten Abtast wertes ,sf₊, z. B. gegenüber dem rekonstruierten Abtastwert s*+;. _{+ 1} vorliegt (d.h. z.B. l|/S'*+i =.s'*+i — .s·*+;. + ! >/C_r) und ob sich diese sprunghafte Änderung bzw. ihr absoluter Betrag um mehr als z.B. eine vorgegebene ToleranzK_g von der sprunghaften Änderung des vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwertes unterscheidet, d. h. ob z. B. \,s* — l/.sf+i > K₉ ist. Der nächste rekonstruierte Abtast wert sf₊₁ kann entsprechend geprüft wcrden. Das heißt, es kann z. B. ermittelt werden, ob Ι;Λ*+ι — Ι;Λ*+2 > K₉ ist. Diese Prüfung setzt sich, ähnlich wie für die Prüfung auf Mchrfachfehlcr 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. D. die Überschreitung der Toleranz K_q beim Vergleich der Höhen bcnach barler sprunghafter Abtast Wertänderungen festgestellt wurde) wird die Prüfung des Abklingvorganges eingeleitet. Die Toleranz K₉ ist so zu wählen, daß z. B.

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 Übertragungsstörungen hervorgerufene, sprunghafte Abtastwertänderungen im Sinne von Melirfachfehlcrn interpretiert werden.

Für die Prüfung des Abklingvorgangs können, ebenso wie bei der vorherigen Untersuchung auf sprunghafte Abtastwertänderungen, rekonstruierte Abtastwerte der entsprechenden Bildelemcnle aus der vorausgegangenen Zeile benutzt werden. Dasselbe gilt für den Korrekturvorgang. Rekonstruierte Ablastwcrle der betreffenden Gruppe, bei denen sprung-

h^r> hafte Änderungen korrigiert werden sollen, werden jeweils z. B. durch den rekonstruierten Abtaslwert des entsprechenden Bildelcmentes der vorausiicuangcncn Zeile ersetzt oder durch einen anderen rekon-

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

Allgemein sind die verschiedenen Methoden der Vcrgleichswertbestimmung, der Prüfung auf Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvorgangs. der Feststellung störungsbedingter sprunghafter Abtastwertänderungen sowie der Fehlerkorrektur, bei denen approximierte Werte oder Werte aus anderen Signalabschnitten benutzt werden, in Verbindung mit allen Modifikationen anwendbar, die vorher, d. h. bei der Fehlererkennung und -korrektur in Signalabschnitten konstanter oder nahezu konstanter Ablast werte, für das erfindungsgemäße Prinzip sowie für die Schaltungsbcispiele nach I- i g. 3 und 1- i g. 6 angegeben wurden. Ferner können die angegebenen Methoden miteinander kombiniert werden.

Besonderheiten sind zu beachten, wenn die crlindungsgcmäßcn Methoden zur Fehlererkennung und -korrektur bei bündclförmig auflrctendcn Ubcrtragungsstörungcn verwendet werden sollen, oder wenn <tn eine Mischung aus bündelförmig auftretenden und statistisch unabhängigen Ubertragungsstörungen (im folgenden kurz als »gemischte Störungen« bezeichnet) vorliegt. Alle im folgenden für bündeiförmige Störungen getroffenen Aussagen gellen ebenso für gemischte Störungen, auch ohne daß diese jeweils erwähnt werden. Werden relativ häufig Codcwörler verfälscht, die bei der übertragung aufeinanderfolgen, so cnlsleht, wenn diese Codewörtcr die Differenzen zwischen aufeinanderfolgenden Abtastwerten oder Abtastwertkombinationen repräsentieren, relativ häufig eine größere Anzahl aufeinanderfolgender verfälschter Differenzen bzw. eine größere Anzahl aufeinanderfolgender sprunghafter Abtastwertänderungen. Andererseits ist die Größe der Gruppen von Abtastwerten begrenzt, innerhalb derer aufeinanderfolgende sprunghafte Ablastwertändcrungcn als Mchrfachfchlcr erkannt und korrigiert werden können, da mil zunehmender Gruppengröße die Wahrscheinlichkeit von Fehlentscheidungen wächst (vgl. vorherige Erörterung sowie Abschnilt 6). Außerdem setzen die bisher behandelten erfindungsgcmäßen Methoden u.a. voraus, daß in Fortschrcitungsrichtung der Prüfschritle auf eine verfälschte Differenz eine bestimmte Anzahl unverfälschter Differenzen bzw. auf einen μ durch nberlragungsslörungen sprunghaft veränderten Ab!;is!\ver! eine bestimmte Anziih! von AbU'.s'.wcrtcn folgt, die aus unverfälscht empfangenen Differenzen rekonstruiert wurden bzw. bereits korrigiert sind. Dasselbe gilt bei Mehrfachfehlern für die letzte verfälschte Differenz bzw. den zugehörigen letzten sprunghaft veränderten Abtastwert der zu untersuchenden Gruppe.

Um die Wirksamkeit der Methoden auch bei bündeiförmigen 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 Abtastwertkombinationen 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 Abtastwcrtänderungcn 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.

1st die Anzahl der Codewörter, die durch Übertragungsstörungen verfälscht und bei der übertragung unmittelbar benachbart sind, wesentlich kleiner als IV, so stellen sich die Verfälschungen in der zur Rekonstruktion der Ablastwerle verwendeten Reihenfolge der Differenzen bzw. in den rekonstruierten Abtastwerten 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 sprunghaflc Abtastwertänderung jeweils eine ausreichende Anzahl unverfälschter Differenzen bzw. fehlerfreier rekonstruierter Abtastwerte zur Verfügung steht.

Das geschilderte Verfahren ähnelt dem Verfahren der Codespreizung, das zur Fehlerkorrektur bei bündclförmigcn Störungen von der Kanalcodierung her bekannt ist. Während bei der Codespreizung meistens die Reihenfolge der Codewortelemcnlc, i. a. also der Binärstellen, für die übertragung geändert wird, gill 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 Ablastwertc ausgenutzt wird, nicht nur vorteilhaft sein, wenn Ubcrtragungssystcme mit Diffcrenzwertüberlragung vorliegen, sondern auch wenn die Nachricht in anderer Weise, z. B. in Form der vollständigen Ablastwerle, übertragen wird. Hs 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 bündeiförmigen Übertragungsstörungen eingesetzt werden soll. Bei dieser Methode werden Helligkeitswerte von Bildelementen als fehlerhaft interpretiert, falls sie von den Helligkeitswerten der benachbarten Bildelementesignifikant 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 Impulsantworl bei bündelartigcn 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 zu- jo geordneten 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 s> bündelartigen Störungen betroffenen Abschnitt bei übertragung der Codewörter in der ursprünglichen, durch die Signalabtastung festgelegten Reihenfolge ergeben.

Bei Abtastwertfolgen, bei denen statistische Abhängigkeiten zu anderen Signalabschnitten, d. h. statistische Abhängigkeiten in mehreren Dimensionen auftreten, können Fehler, die durch bündeiförmige Ubertragungsstörungen entstehen, auch ohne vorherige Umordnung der zu übertragenden Codewörter 4^r> 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 zeilen- vi weise abgetasteter Bildinformation die Fehlerprüfung und -korrektur innerhalb eines Bildes senkrecht zur Zeüenrichtung, also in Spaltenrichtung des Rasters der Bildelemente, oder, bei einer Bildfolge, auch von Bild zu Bild geschehen. Die entsprechenden vorher- « behandelten erfindungsgemäßen Methoden zur Erkennung und Korrektur von Einzel- und von Mchrfachfehlern sind auch hier anwendbar, wenn für den Prüf- und Korrekturvorgang das Fortschreiten in Zeilenrichtung ersetzt wird durch das Fortschreiten t>o senkrecht zur Zeilenrichtung oder allgemein durch das Fortschreiten in der gewühlten anderen Koordinatenrichtung.

Als weitere Möglichkeil zur Erkennung und Korrektur von Fehlern, die durch bündeiförmige über- b^r> tragungsstörungen verursacht werden, sei die Verwendung der Häufigkeitsverteilung der empfangenen niliV odor der entsprechenden sprunuhaften

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 Mindest wert 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 Übertragungsstörungen 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 Abtast wertänderungen 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 Abtastwerte 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 einesodermehrererdieser anderen Signalabschnitte als Kriterium dienen. Zur Korrektur können die als fehlerhaft interpretierten rekonstruierten Abtastwerte bzw. die entsprechenden empfangenen Differenzen durch rekonstruierte Abtastwerte bzw. empfangene Differenzen oder Kombinationen solcher Werte aus einem oder mehreren der anderen Signalabschnitte ersetzt werden. Die früher genannten erfindungsgemäßen Möglichkeiten und Beispiele für die Verwendung von Werten aus anderen Signaiabschnitten zur Fehlerkorrektur bei mehrdimensionalen statistischen Abhängigkeiten gelten auch hier.

Bei Abtaslwertfolgcn, die statistische Abhängigkeiten nur in einer Dimension haben, wie z. B. Abhängigkeiten nur zwischen den zeitlich benachbarten Abiastwerten, ist eine Korrektur gebündelt auftretender Fehler i.a. schwierig, wenn diese au; 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 Abtast wert folgen oder aus anderen Abtastwertfolgen gewonnen weiden, die dem Empfänger bereits bekannt sind und hohe statistische Bindungen zu den zu korrigierenden Abtastwertfolgen 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 Abtastwerte von den entsprechenden gestörten Folgen und damit eine Verminderung der Wahrscheinlichkeit von Fehlentscheidungen bei der Fehlererkennung und -korrektur ermöglichen. Soweit es sich um zusätzliche Priifkrilerien handelt, k·innen diese auch alternativ /u den entsprechenden bisher genannten Kriterien angewendet werden. Wahlweise können diese Maßnahmen auch /ur Erreichung apparaliver Vereinfachunucn 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 Änderungen der rekonstruierten Abtastwerte bzw. der empfangenen Repräsentationswerte der Differenzen möglichst signifikant in Erscheinung treten. (Hier und im weiteren Text wird die ausführliche Bezeichnung »Repräsentationsweti«; bzw. »Repräsentationsweit 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, treten überwiegend solche Differenzen und damit auch solche Repräsentationswerte 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 Repräsentationswerte empfangen werden. Hierdurch wird die Unterscheidung eines solchen Wertes bzw. des entsprechenden sprunghaft veränderten Ablast- jo wertes 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 Ubertragungsstörungen 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 Bitfehlerwahrscheinlichkeilen und Codewortlängen die Wahrscheinlichkeit größer, daß nur ein Binärsymbol verfälscht wird, als die Wahrscheinlichkeit einer Verfälschung mehrerer .r, Binürsymbole. Unter Berücksichtigung der Überlegungen im vorhergehenden Absatz ist es daher vorteilhaft, die Repräsentationswerle der zu i^!berlragenden Differenzen so in Codewörter umzusetzen, daß jedem Codewort, in dem nur ein Binärsymbol ver- w fälscht, d. h. in das komplementäre Binärsymbol umgewandelt ist. ein Repräsentationswert zugeordnet wird, der sich vom Repräsentationswert des entsprechenden unverfälschten Codewortes möglichst stark unterscheidet. Damit werden günstige Bedin- π gungen für eine Fehlererkennung und -korrektur nach dein erfindungsgemäßen Verfahren geschaffen. In der folgenden Tabelle 3 sind für binäre Codewörter mit der Codewortlänge 3 Bit als Beispiele zwei Codes angegeben (Code2 und Code3), mit denen wi für die in dieser Tabelle gewählten Repräsentationswerte (Dezimal/ahlen) bei Umwandlung eines Bits in das komplementäre Bit (also einer binären Null in eine binäre Fins und umgekehrt) ein Codeworl für einen Repräsentationswert entsteht, bei dem der ab- b^r> solute Betrag der Differenz gegenüber dem Repriisentationswerl des ursprünglichen Codewortes den Mindest wert 15 aufweist.

So geht im Code 2 nach Tabelle 3 z. B. aus dem Codewort 000 (zugehöriger Repräsentationswert 1) durch Umwandlung der binären Null in der höchsten Binärstelle in die binäre Eins das Codewort 100 hervor, dessen Repräsentationswert 16 sich vom Repräsentationswert 1 des Codewortes 000 im absoluten Betrag um 116 — 1 I = 15 unterscheidet. Der oben angegebene Mindest wert von 15 wird also eingehalten. Derselbe absolute Betrag für die Differenz zwischen den beiden zugehörigen Repräsentaticnswerten ergibt sich für die entsprechende Umwandlung des Codewortes 100 in das Codewort 000.

Tabelle 3

Repräsentationswert
64 16 4 I

-1 -4 -16 -64

Codel OU 010 00) 000 100 101 UOlU Code2 111 100 011 000 101 110 001010 Code 3 011 000 111 100 001 010 101 110

Code 1: Dualzahlendarstellung der Reihenfolge der Repräser.-tationswerte.

Code 2 und Code 3: Codes, bei denen für die Codewörter mit der Hamming-Distanz 1 eine betragsmäBig möglichst große MindestdilTerenz zwischen den zugehörigen Repräsentationswerten erzielt wird.

Geht, als weiteres Beispiel, im Code 2 nach Tabelle 3 die binäre Null in der mittleren Binärstelle des Codewortes000 in ihr Komplement,diebinäre Eins, über, so entsteht das Codewort 010, dem der Repräsentationswert — 64 zugeordnet ist. Der absolute Betrag der Differenz zwischen diesem Repräsentationswert und dem Repräsentationswert I des Codewortes

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

Als drittes Beispiel wird der absolute Betrag der Differenz zwischen den Repräsentationswerten betrachtet, die den Codewörtern 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 — I I = 17. Der angegebene Mindest wert 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 Bit unterscheiden. Das heißt, alle Repräsentaticnswerte, die Codewörtern mit der Hamming-Distanz Eins zugeordnet sind, also Codewörtern, bei denen die Bits einer Binärstclle voneinander verschieden sind, unterscheiden sich bei Code 2 und Code 3 nach Tabelle 3 in ihrem absoluten Betrag um mindestens 15. Die zu codierenden Repräsentationswerte entsprechen z. B. der Variablen ^ (vgl. Abschnitt 3). Die angegebenen speziellen Zahlenwerte sind nur als Beispiel anzusehen.

Durch Invertieren des Bits jeweils einer oder mehrerer Binärstellen 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 geht aus dem entsprechenden, d. h. jeweils demselben Repräsentationswert zugeordneten. Codewort des Code 2

hervor, wenn in diesem Codewort des Code 2 jeweils das Bit der höchsten Binärstelle invertiert wird. Die Codewörter des Code 2. bei denen in der höchsten Stelle eine binäre Eins auftritt, ergeben also Codewörter .k*s 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 Codewörter anderer Länge aufgestellt werden, z. B. für Codewörter der Länge 4 bit, so- ι υ wie für Codewörter, deren Code-E lernen te, abweichend vom Binärcode, mehr als zwei verschiedene Werte annehmen können (z. B. ternäre Codes).

In Tabelle 3 ist als Code 1 zum Vergleich mit Code 2 bzw. Code 3 ein Code angegeben, der eben- r> falls 3 bit Codewortlänge hat und dessen Codewortanordnung zur Codierung der Repräsentationswerte für das DPCM-System häufig verwendet wird. Die Anordnung der Codewörter entspricht einer Numerierung der Repräsentationswerte im Dualzahlencode, wenn, ausgehend vom Repräsentationsweri 1, die positive Zählrichtung durch eine binäre Null in der höchsten Stelle und die negative Zählrichtung entsprechend durch eine binäre Eins gekennzeichnet wird. Beim Code 1 können für den absoluten Betrag der Differenz zwischen Repräsentationswerten, denen jeweils Codewörter mit der Hamming-Distanz 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 Codewort 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 Repräsentationswerten ist hier j — 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 präsentationswerten können die Codewörter eines der beschriebenen oder eines entsprechenden Code auch durch Umcodieren aus den jeweils denselben Repräsenlalionswerten zugeordneten Codewörlcrn anderer Codes hervorgehen. So läßi sich z. B. eine Umcodierung des Code 1 nach Tabelle 3 in den Code 2 oder den Code 3 vornehmen.

Die Auswirkung bündelförmiger (statistisch abhängiger) oder gemischter Störungen kann der Auswirkung statistisch unabhängiger Störungen angenäher· werden, z. B. durch die oben genannte Methode der blockweisen Umordnung der Reihenfolge der zu übertragenden Codewörter oder durch biockweisc Umordnung der Reihenfolge der zu übertragenden Binärsymbole. Die Umordnung der Reihenfolge zu übertragender Codewörter oder Binärsymbole bringl 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 dieses Codewortes besteht.

Dem zu übertragenden Codewort sei der Repräsenlationsweri u zugeordnet, dem empfangenen Codewort der Repräsentationswert r. Zu übertragendes und empfangenes Codewort seien demselben Codewortvorrat entnommen. Dann ist bei unverfälschtem Empfang des zu übertragenden Codewortes die Differenz r — ii = 0. anderenfalls ist r — u 4= 0. Die Anzahl der unterschiedlichen Werte υ bzw. r und damit dei unterschiedlichen Differenzen c — u ist begrenzt. Die Wahrscheinlichkeit für den Empfangeines bestimmter Wertes r, wenn ein bestimmter zu übertragendci Wert u vorliegt, ist von den Eigenschaften des übertragungskanals und dem gewählten Code abhängig

C	Ii	16	4	I	-I	-4	-16	-64
	M	48	60	63	65	68	80	128
64	0	P²Q	PC,²	P³	Ρ'/²	Pi/²	P²C,	P²C,
		0	12	15	17	20	32	80
16	-48	C³	P³	P'/²	P'/²	pr	P²</	P²C,
	P²Q	-12	0	3	5	8	20	68
4	-60	P³	</³	P²'/	P²'l	P²Ci	Pi²	pr
	pr	-15	_ T₁	0	2	5	17	65
1	-63	P9²	p²«?	C₁ ³	P²Q	P²<7	pr	Pe,²
	P-¹	-17	-5	_2	0	3	15	63
-1	-65	W²	P²I	P²I	q³	P²Q	pr	P³
	pf	-20	-8	-5	-3	0	12	60
-4	-68	Pi²	P²<7	P²I	pV	</³	P³	PT
	pr	-32	-20	-17	-15	_ j->	0	48
-16	-80	P²Q	P9²	pr	P<7²	P³ "	C³	P²Q
	P²<?	-80	-68	-65	-63	-60	-48	0
-64	-128	P²Q	P<?²	PCI²	P³	pr	P²Q	<?³
	P²C,

Tabelle 4: Differenzen r-w zwischen den im Beispiel nach Tabelle 3 m codierenden Repräsenlalionswerten; jeweils darunter: Ober· gangswahrschcinlichkcitcn u- |r|iil. daß ein gesendeter Repräsentationswert ti als Repräsentationswert r empfangen wird. (Gültig Tür Codc2 oder Code 3 nach Tabelle 3 sowie für einen symmetrischen Binärkanal mit der Bilfehlerwahrscheinlichkcil ρ und mtl q = I -p.|

In Tabelle 4 sind als Beispiel die Differenzen t — u zusammengestellt, wenn für r und für u die in Tabelle 3 angegebenen Repräsentationswerte verwendet werden. Die Differenzen ν — u entsprechen z.B. der im vorausgegangenen Teil der Beschreibung mit If* bezeichneten störungsbedingten sprunghaften Änderung eines Repräsentationswertes. Unter jeder der Differenzen r - u ist in Tabelle 4 die zugehörige Ubergangswahrscheinlichkeit w(v\u) eingetragen, mit der ein zu übertragender Wert u 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 Binärsymbole 0 und 1 mit gleicher Wahrscheinlichkeit, der Bitfehlerwahrscheinlichkeit 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 = 1 -p).

Die Ubergangswahrscheinlichkeiten w(v\u) ergeben sich in diesem Fall, in dem ρ mit der Anzahl der Binärstellen potenziert wird, in denen sich die Bits des dem Repräsenlationswert u zugeordneten Codewortes 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 Binärstelleii ist, in denen die Bits der beiden genannten Codewürter übereinstimmen. Die Summe der Exponenten von ρ und q ist stets gleich der Anzahl der Binärstellen 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 Repräsentationswert 64 zugeordneten Codewort 111 (vgl. Tabelle 3) in den Bits der mittleren und der niedrigsten Binärstelle, also in zwei Binärstellen, und stimmt im Bit der höchsten Binärstelle, also in einem Bit, überein. Die Übergangswahrscheinlichkeit für den Übergang von u = 16 nach r = 64 (vgl. Tabelle 4) beträgt daher \v(r\u) = p²q. Die Summe beider Exponenten ist 2 + 1 = 3.

Im Bereich üblicher Bitfchlerwahrscheinlichkeiten ρ (ζ. B. ρ < ΙΟ"²) wird das Verhältnis der verschiedenen Ubergangswahrscheinlichkeiten w(v\u) für r 4 '< (Empfang eines fehlerhaften Wertes r) vor allem durch ρ 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 w, d. h. für den Übergang eines Wertes υ in einen von diesem abweichenden Wert r 4 μ- am größten bei w(v\u) = pq² (Verfälschung eines Bits im zu übertragenden Codewort) und am kleinsten bei M'(r|u) = p³ (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 Repräsentationswerte und den Code 2 bzw. Code 3 bei Verfälschung eines Binärsymbols des zu übertragenden Codewortes der absolute Betrag der Differenz zwischen empfangenem Wert r und zu übertragendem Wert u mindestens 15 beträgt (|r - w| > 15 für w{v\u) = pq²).

Da in praktischen Fällen, wie oben erwähnt, sendcscitig vorwiegend Repräsentationswerte auftreten, deren absoluter Betrag klein ist, ist mit einem großen Anteil zu übertragender Codewörter zu rechnen, denen betragsmäßig kleine Repräsentationswerte u zugeordnet sind. Bei den üblichen Ubertragungsstörungen ist der Anteil dieser Codewörter an der Gesamtzahl der von einer störungsbedingten Verfälschung betroffenen Codewörter deshalb i. allg. ebenfalls groß. Die Wahrscheinlichkeit, daß ein verfa'Ischtes empfangenes Codewort bzw. ein verfälschter empfangener Repräsentationswert ν (r 4 μ) vorliegt, ist also hoch, wenn dieses Codewort durch Verfälschung nur eines Bits aus einem zu übertragenden Codewort hervorgehen kann, dem ein betragsmäßig kleiner Repräsentationswert u zugeordnet ist. So können im Fall nach Tabelle 4 z. B. die Repräsentationswerte ν = 16, ν —- — 16 und ν = — 64 durch Verfälschung eines Bits (Ubergangswahrscheinlichkeit w|r|w) = pq²) u. a. aus einem zu übertragenden Codewort für den betragsmäßig kleinen Repräsentationswert u = 1 und die Repräsentationswerte ν = 64, r = 16 und v= — 16 u. a. aus einem zu übertragenden Code-wort für den betragsmäßig kleinen Repräsenlationswert u = —\ entstehen.

Dies bedeutet umgekehrt, daß in praktischen Fällen meist eine geringere Wahrscheinlichkeit für das Auftreten betragsmäßig großer zu übertragender Repräsentationswerte besteht. Es ist also mit einem geringeren Anteil von zu übertragenden Codewörtern zu rechnen, denen betragsmäßig große Repräsentationswerte μ zugeordnet sind, und deshalb i. allg. auch mit einem geringeren Anteil solcher Codewörter an der Gesamtzahl der von störungsbedingten Verfälschungen betroffenen Codewörter. Auch bei

gleicher Ubergangswahrscheinlichkeit w(r|w)sind demnach verfälschte empfangene Repräsentationswerte ν (r 4 m), die aus betragsmäßig großen und damit seltener auftretenden zu übertragenden Repräsentationswerten u hervorgehen, seltener zu erwarten als

verfälschte empfangene Repräsenlationswerter(r=j=»), die aus betragsmäßig kleinen zu übertragenden Repräsentationswerten μ entstehen.

So ist in dem Fall nach Tabelle 4 z. B. der empfangene Repräsentationswert ν = 1, der mit einer

Übergangswahrscheinlichkeit w(p|u) = pq¹ aus einem bclragsmäßig relativ großen zu übertragenden Repräsentationswert u = 16, u = — 16 oder u = —64 entstehen kann, unter obigen Voraussetzungen als verfälschter empfangener Repräsentationswert ι·(γ4=μ)

so i. allg. unwahrscheinlicher als z. B. der Repräsentationswert r = 64 (r 4 m), der mit der gleichen Ubergangswahrscheinlichkeit w(r|u) = pq² aus den häufiger auftretenden, betragsmäßig relativ kleinen zu übertragenden Repräsentationswerten u = 4. u = — 1 oder u= — 4 hervorgehen kann. (Unsymmelrien der Wahrscheinlichkeits- bzw. Häufigkeitsverteilung der zu übertragenden Repräsentationswerte i/, die in einem D PCM-System ζ. B. durch den Einfluß des Dämpfungsfaktors b eintreten können, wurden in der Bctrachtung vernachlässigt.)

Während also die Wahrscheinlichkeits- oder die Häufigkeitsverteilung der zu übertragenden Repräsentationswerte u bzw. der unverfälschten empfangenen Repräsentationswerte r (v 4= m) ihr Maximum

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

(r 4= i') ihre größten Werte i. a!lg im Bereich solcher Repräsentationswerte ν (ν 4 ") auf, deren absoluter Betrag groß ist. Der Verlauf der Wahrscheinlichkeilsoder der Häufigkeitsverteilung für die unverfälschten empfangenen Repräsentationswerte ν (ν = i/)zeigt also gegenüber dem Verlauf für die verfälschten empfangenen Repräsentationswerte i; (p + u) die umgekehrte Tendenz. Dadurch wird die Unterscheidbarkeit 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 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 ν (ν 4= u) kann als zusätzliches Kriterium benutzt werden, um störungsbedingte sprunghafte Änderungen empfangener Repräsentationswerte und/oder rekonstruierter Abtastwerte festzustellen bzw. von signalbedingten, d. h. nicht störungsbedingten Änderungen solcher Werte zu unterscheiden.

So kann, z. B. im Anschluß an eine der beschriebenen Prüfungen auf Vorhandensein einer sprunghaften Abtastwert- und/oder Repräsentationswertänderung und bei Feststellung einer solchen Ände- « rung, die Größe des zugehörigen empfangenen Repräsentationswertes r bzw. die Größe der Repräsentalionswertänderung gegenüber einem geeigneten anderen empfangenen Repräsentationswert oder z.B. einer Kombination mehrerer solcher Werte ermittelt und mit den wahrscheinlichsten der entsprechenden möglichen Werte r bzw. r — 1/ verglichen werden. Nur wenn dabei einer der wahrscheinlichsten fehlerhaften Werte ν 4 " ^DZW· ν — u festgestellt wird, werden anschließend die Prüfung des Abklingvorgangs (wie « 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 Fehlerkorrektur wie beschrieben durchgeführt. Anderenfalls wird (ier nächste Abtast- und/oder Repräsentationswert wieder auf sprunghafte Änderung geprüft.

Die Größe der Repräsentationswertänderung kann auch gegenüber Werten ermittelt werden, die verschieden sind von den der vorherigen Prüfung auf Vorhandensein einer sprunghaften Abtastwert- und/ oder Repräsentationswertänderung zugrunde gelegten Werten, wie z. B. gegenüber solchen, die diesen t>o Werten zeitlich und/oder räumlich benachbart oder allgemein von diesen statistisch abhängig sind. Die Ermittlung der Größe empfangener Repräsentationswerte r bzw. der Größe der Repräsentationswertänderung und der Vergleich mit den wahrscheinlichsten der entsprechenden Werte ν bzw. ν—u ist nicht an eine vorherige Prüfung des Vorhandenseins einer sprunghaften Abtastwert- und/oder Repräsentationswertänderung 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 Fehlerprüfung z. B. auf solche Änderungen empfangener Repräsentationswerte oder rekonstruierter Abtastwerte beschränkt werden, die durch die beiden größten der empfangenen Repräsentationswertc t 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 Übergangswahrscheinlichkeiten w(v Jh) - pcf liegenden Werte u = 4, u= l,u= — 1 oder u = —4 in Betracht kommt.

Die absoluten Beträge eines oder mehrerer empfangener und gegebenenfalls bereits korrigierter Repräsentationswerte in der zeitlichen und'oilcr räumlichen Umgebung eines empfangenen Repräsentationswertes r 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 1 sind. Tiifft dies zu, so wird aufgrund der statistischen Abhängigkeiten zwischen den entsprechenden zu übertragenden Repräsentationswerten bzw. zwischen den zugehörigen sendeseitigen Abtastwerten empfangsseitig angenommen, daß auch der zu übertragende Repräsentationswert u mit großer Wahrscheinlichkeit u = 4, u = 1, u = — I oder u = —4 beträgt, !n diesem Fall wird damit gerechnet, daß eine störungsbedingte Änderung des zu übertragenden Repräsentationswertes u vorliegt, d. h. eine Umwandlung des zu übertragenden Repräsentationswertes » in einen verfälschten empfangenen Repräsentationswert r (r 4 »)· Daher wird diese Änderung bzw. deren Auswirkung auf die rekonstruierten Abtastwerte wie beschrieben weiter geprüft.

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

Im gewählten Beispiel wurde vernachlässigt, daß jeweils eine der Kombinationen zwischen den Werten 11 = 4, u = I,u= -1,M= -4 und r = 64, r = 16, v= — 16 und v= —64 mit der sehr geringen Übergangswahrscheinlichkeit w(v \u) = p³ auftritt, wie z. B. die Kombination u = 4 und r = 16 oder die Kombination μ = 1 und r = 64. Da jedoch zwischen den bei der Prüfung zum Vergleich benutzten empfangenen Repräsentationswerten, z. B. aus der zeitlichen oder räumlichen Umgebung des auf störungsbedingte Änderungzu prüfenden empfangenen Repräsentationswertes p, und dem diesem Wert r entsprechenden zu

so

übertragenden Repräsentationswert u 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 sehenden Verhältnisse. Für andere Fälle ergeben sich abweichende Zahlenwerte. Sie werden z. B. bestimmt durch die jeweilige Slufung und Bercichszuiirdnung der ricpräsentaiionswerte, den jeweiligen Code, die Codcworilänge und die Eigenschaften des jeweils zugrunde gelegten übertragungskanais.

Die anhand von Tabelle 4 erläuterte Ausnutzung der unterschiedlichen rbergangswahrscheirljchkeiten zur Erzeugung belragsmäßig möglichst großer störungsbedingter RepräseMationswertänderungen ist nicht auf die Bedingungen des symmetrischen Binärkanals beschränkt. Lntsprechendc Codes können vielmehr auch für andere Kanalmodelle aufgestellt werden, wie z. B. für den unsymmetrischen Binärkanal oder für einen Kanal mit Auslöschun.uen.

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

Wie bereits im Zusammenhang mit den Erläuterungen zu Tabelle 4 festgestellt wurde, entsprechen den möglichen Differenzen ν — u für r =)= « zwischen den möglichen zu übertragenden Repräsentationswerten u und den möglichen verfälschten empfangenen Repräsentationswerten r (r 4= u) ζ. B. die störungsbedingten Änderungen I rf bzw. Uf₊,. eines zu übertragenden Repräsentationswertes u, der in der zeitlichen Aufeinanderfolge der Repräsentationswerte in obigem Beispiel dem Abtastzeitpunkt r,- bzw. dem Abtastzeitpunkt I₁-_{+ l}. und damit dem zu übertragenden Repräsentationswert m*· bzw. r£+_y als Zahlenwert zugeordnet ist. (Die Bezeichnungen Uf, Uf₊,, *<?, und ?*,·+,. gelten im Sinne des vorausgegangenen Teils der Beschreibung.) Die Anzahl der möglichen unterschiedlichen Differenzen r — u für r = u ist durch die Anzahl und die Stufung, d. h. die Zahlenwerte, der verschiedenen möglichen Repräsentationswerte u bestimmt. Die möglichen unterschiedlichen Zahlenwerte für störungsbedingte Repräsentationswertänderungen, wie z. B. für I rf oder I rf_+r sind also auf die durch die genannten Parameter bestimmten möglichen Differenzen ν — u (r 4= ") beschränkt.

Liegt ein DPCM-System mit dem Dämpfungsfaktor b vor, so ist, wenn im Abtastzeitpunkt t,- die störungsbedingte Repräsentationswertänderung Uf auftritt, nach der zweiten Zeile von (9) der Verlauf des Abklingvorgangs b^y ■ \rf durch den Zahlenwert (Höhe) von Uf und den Zahlenwert des Dämpfungsfaktors b festgelegt. Da nach dem vorhergehenden Absatz nur eine beschränkte Anzahl unterschiedlicher Zahlen werte für die störungsbedingte Repräsentationswertänderung Uf auftreten kann und der Zahlenwert für b durch das System fest vorgegeben ist, ist auch die Anzahl der möglichen unterschiedlichen stürungsbedingten Abklingvorgänge begrenzt, wie auch bereits weiter oben erwähnt.

Hier und im unmittelbar folgenden, obige Uberiegungen fortsetzenden Teil der Beschreibung wird der Abtastzeitpunkt f, als Zeitpunkt für da: Auftreten einer zu untersuchenden, d. h. die Prüfung des Abklingvorgangs auslösenden, sprunghaften Abtastwertaiiderung bzw. Repräsentationswertänderung zugrun-

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

is der möglichen Zahlenwerte 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 Repräsentationswerte, also z. B. auch unabhängig von dem Code 2 oder Code 3 nach Tabelle 3.

Um die Werte I rf ■ b^y = (v - u) ■ b" des zum Vergleich verwendeten Abklingvorgangs für den jeweiligen Prüfschritt y festzulegen, ist außer der Kenntnis des durch das System vorgegebenen Dämpfungsfaktors b die Kenntnis der Höhe, d. h. des Zahlenwertes, der störungsbedingten Repräsentationswertänderung Uf = r — μ erforderlich. Der Zahlenwert der störungsbedingten Repräsentationswertänderung I ff — ν — u kann im allgemeinen nur als Näherungswert bzw. als wahrscheinlicher Wert empfangsseitig angegeben werden. Zur Gewinnung dieses Näherungs- bzw. wahrscheinlichen Wertes wird von geeigneten empfangsseitig verfügbaren Werten ausgegangen, wie z. B. von der dem Abtastzeitpunkt der zu prüfenden Repräsentationswertänderung I ff zugeordneten sprunghaften Abtastwertänderung Isf und/oder \_Lsf oder dem empfangenen Repräsentationswert rf = ν und/oder der Änderung dieses empfangenen Repräsentationswertes rf gegenüber einem anderen empfangenen Repräsentationswert, der mit hoher Wahrscheinlichkeit dem zu übertragenden Repräsentationswert ii entspricht. Ein solcher Wert kann z. B. der zeitlich vorausgegangene empfangene Repräsentationswert ff _, sein und/oder ein räumlich benachbarter Repräsentationswert ff+ _L oder allgemein ein empfangener Repräsentationswert rf_+L, der hohe statistische Bindungen zu dem zu prüfenden empfangenen Repräsentationswert rf hat bzw. eine Kombination oder

so Funktion solcher Werte, wie weiter oben beschrieben. Soll z. B. für den Fall nach Tabelle 4 die im Prüfzeitpunkt wahrscheinlichste störungsbedingte Repräsentationswertänderung, z. B. I ff = ρ — u, aus der Kenntnis des zu prüfenden empfangenen Repräsen-

tationswertes rf (ζ. B. rf = ν = 16) und der Kenntnis des zeitlich vorausgegangenen empfangenen Repräsentationswertes rfL₁ oder eines z. B. räumlich benachbarten empfangenen Repräsentationswertes rf_{+ L} (z. B. ff_i = 4 bzw. rf__L = 4) ermittelt werden, so kann der Zahlenwert 4 für rfL₁ bzw. Für rf_+L als Näherungswert für den dem Prüfzeitpunkt zugeordneten zu übertragenden Repräsentationswert u aufgefaßt werden. Die Differenz zwischen dem ermittelten empfangenen Repräsentationswert ν = 16 und dem als zu übertragenden Repräsentationswert u angenommenen Wert u = 4 ergibt sich dann zu r — u = 12. Da diese Differenz bei der Verfälschung eines zu übertragenden Repräsentationswertes u in einen empfangenen Re-

präsentationswert ν nur selten zu erwarten ist (Übergangswahrscheinlichkeit w(t;|u = p³), kann als Höhe Uf = r — u zur Festlegung des zum Vergleich dienenden Abklingvorgangs der mit größerer Wahrscheinlichkeit als Differenz ν — u zu erwartende zahlenaiäßig benachbarte Wert r — u = 15 (Übergangswahrscheinlichkeit w(v\u) = pq¹) benutzt werden.

Soll die im Priifzeitpunkt wahrscheinlichste störungsbedingte Repräsentationswertänderung, z. B. Uf = ν — u, aus der Kenntnis einer dem Prüfzeitpunkt zugeordneten sprunghaften Abtastwer>änderung ermittelt werden, wie z. B. aus der sprunghaften Abtastwertänderung Isf = sf - Sf^₁ oder z. B. l_tsf = sf — sf^_L, oder aus deren absolutem Betrag, wie z. B. I I sf I oder |. l_Lsf [ so kann dieser z. B. eine Repräsentationswertänderung Uf 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 . I sf der Zahlenwert 62 ermittelt, so kann dieser sprunghaften Abtastwertänderung eine Repräsentationswertänderung mit dem Zahlenwert r — u = 60 als wahrscheinlichste störungsbedingte Repräsentationswertänderung I ff (Ubergangswahrscheinlichkeit w{v\u) = pq²) zugeordnet werden. Die zahlenmäßig näher benachbarte Repräsentationswertänderung r — μ = 63 bleibt im vorliegenden Fall dagegen außer Betracht, da sie nur mit der sehr geringeren Übergangswahrscheinlichkeit w(i;|m) = ρ^λ auftritt.

Bei der Auswahl der wahrscheinlichsten störungsbedingten Repräsentationswertänderung kann zusätzlich der momentane Wertebereich (Amplitudenbereich) der rekonstruierten Abtastwerte berücksichtigt werden. Wird für die Berechnung der zu übertragenden Differenz zwischen einem Abtastwert 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 Signalabschnitte mit kleinen Abtastwertänderungen überwiegen. Unter den genannten Voraussetzungen ist es daher im Bereich großer Abtastwerte wahrscheinlicher, daß als zu übertragender Repräsentationswert u 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 Abtastwerte auf die Häufigkeitsverteilung der zu übertragenden Repräsentalionswerte u kann z. B. durch eine amplitudenabhängige Gewich- wj tung des Auswahlkriteriums bei der Ermittlung bzw. Auswahl der im Prüfzeitpunkt wahrscheinlichsten Repräsentationswertänderung r — 11 berücksichtigt werden.

Bei Verwendung von Werten Uf- b^y = (r — u) ■ fr' μ für den Vergleich mit den Werten des zu untersuchenden Abklingvorgangs gellen für die Vergleichswertc r,- _{+ v} 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 Iff (1 — b^y) subtrahiert wird:

Isf - Uf(I -b^y)

= sf - Uf(I -b>).

(20)

r_I+). = .%%,. + Isf- Iff(1 -fr¹). (21)

r,_+r - sT-i + {st-, - sf-,) ■ ν + Isf

- iff (i -n

(22)

+ Isf - Uf(I - V). (23)

Ebenso wie die Gleichungen (15), (17), (18) und (19) gelten die modifizierten Gleichungen (20), (21), (22) und (23) für ν = /i = 1,2,..., H, wobei angenommen wird, daß der Abklingvorgang im Anschluß an den dem Abtastzeitpunkt r, zugeordneten Repräsentalionswert /f bzw. den entsprechenden sprunghaft veränderten rekonstruierten Abtastwert $ geprüft werden soll.

Wird z. B. eine sprunghafte Abtastwertänderung I s* ermittelt, deren Zahlenwcrt 57 beträgt, so kann diesem Näherungswert für die Repräsentationswerländerung im Beispiel nach Tabelle 4 die Rcpräscntationswertänderung Uf = r — u = 60 als zahlenmäßig nächstliegender und wahrscheinlichster Wert zugeordnet werden. Mit diesem Wert werden z. B. die Werte h^y ■ Uf des Abklingvorgangs bzw. die Vergleichswerte C_{1 + 1}. berechnet. Zur Berechnung der Vergleichswertc kann z. B. eine der Gleichungen (20), (22) oder (23) oder eine ähnliche Gleichung dienen, je nachdem, ob sich die Vergleichswertberechnung und damit die Prüfung des Abklingvorgangs auf den zeitlich vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwert sf-i oder extrapolierte rekonstruierte Abtast werte oder auf andere rekonstruierte Abtastwerte 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 Gültigkeil hat. Bei der Prüfung des Abklingvorgangs wird wie beschrieben z. B. der absolute Betrag der Abweichung zwischen dem jeweiligen rekonstruierten Abtastwert s*_+y und dem entsprechenden Vcrgleichswert r,· + ,. bestimmt, und es wird festgestellt, ob diesci absolute Betrag oder ein für die Folge der bei H Prüfschritten ermittelten absoluten Beträge repräsentativer Wert eine vorgegebene Toleranz überschreitet.

Für die sprunghafte Abtastwertänderung Isf unt für die zugeordnete Repräsentationswertänderung l<," können sowohl positive als auch negative Zahlcnwcrti auftreten. Vereinfacht kann statt der Vorzeichen behafteten Änderung Isf bzw. hf auch deren absoluter Betrag | Isf | bzw. | Uf | für die Berechnunj der (betragsmüßigen) Werte des Abklingvorgangi

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₊,. (j' = h = 1,2,.. .,H), und den als Referenz verwendeten Werten, z. B. sf_, oder s$_i+y+L, 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 Zahlenwerte für die Repräsentationswertänderung U* = r — u zur Festlegung des zum Vergleich herangezogenen Abklingvorgangs, z. B. b^y · I tf, 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 Zahlenwerten für Uf 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 störungsbedingt 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 Repräsenlationswertänderung r — μ (r 4= ") auch zur technischen Vereinfachung dieser Prüfung dienen, insbesondere wenn die Anzahl der verschiedenen möglichen Abklingvorgänge relativ klein ist, wie z. B. bei Codcwörlcrn der Länge 3 bit für die Repräsentationswerte. Die Werte der in Betracht kommenden störungsbedingten Rcpräseniationswcrtänderungcn und oder der zugehörigen störungsbedingten 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 Vcrglcichswerle und die damit verbundene Multiplikalionsopcralion. Zugleich wird eine kürzere Vcrarbcitungszcit bei diesen Prüfschritten erzielt.

Ist eine der möglichen störungsbedingten Rcpräscntationswcrtänderungcn als für den betreffenden Abtastzcitpunkl wahrscheinliche Repräscntationswcrtändcrung ermittelt worden, so kann diese auch bei der Fehlerkorrektur berücksichtigt werden. Der als fehlerhaft interpretierte rekonstruierte Abtastwert wird dann nicht oder nicht allein z. B. durch einen zeitlich und oder räumlich benachbarten rekonstruierten Abiastwert oder durch den rekonstruierten Abtastwert eines anderen Signalabschnitts ersetzt, sondern durch den betreffenden um die wahrscheinliche Repräsentationswertänderung I jf verminderten, mi als fehlerhaft interpretierten rekonstruierten Abtastwert. Entsprechend kann der zu dem als fehlerhaft interpretierten rekonstruierten Abtastwert gehörige, verfälschte empfangene Repräsentationswcrl durch den um die wahrscheinliche störungsbedingte Reptil- ti^r> senlationswerländcrung I.·* verminderten empfangenen Repräsentalionswerl ersetzt werden. Diese Mciho'.k" eier 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 Abklingyorgangs von den jeweils möglichen bzw. wahrscheinlichen Repräsentationswertänderungen ausgegangen wird.

Als weiteres Kriterium, ob ein empfangener Repiäsentationswert durch eine Übertragungsstörung verfälscht wurde, kann die über- oder Unterschreitung des Aussteuerbereiches der rekonstruierten Abtastwerte dienen. Tritt empfangsseitig ein Repräsentationswert auf, mit dem ein Abtastwert rekonstruiert wird, der um mehr als einen Mindestwert 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 Abtastwert wird wie oben erläutert um den wahrscheinlichsten Fchleranteil Ii J* vermindert. Statt des als fehlerhaft interpretierten rekonstruierten Abtaslwertes kann auch der entsprechende verfälschte empfangene Rcpräscntationswcrt 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 Abtastwcrl folgenden Abtastwertc werden wie beschrieben unter Zugrundelegung dieses korrigierten Abtastwertes bzw. des korrigierten Repräsentationswertes rekonstruiert.

Der Mindest wert, um den der Ausstcucrbercich über- oder unterschritten sein muß, wenn z. B. der dem betreffenden Abiastzcitpunkt zugeordnete rekonstruierte Abtastwert als fehlerhaft zu interpretieren ist, ist durch den absoluten Betrag der Differenz zwischen der unteren Grenze (untere Enlschcidungsschwcllc) des Differenzwertbereiches und dem Rcpriisentationswert dieses Bereiches festgelegt, in dem der betreffende zu übertragende Differenzwert liegt. Ist z. B. der Differenzwcrl <, = 20 zu übertragen und wird angenommen, daß ein Differcnzwertbcrcich. der z. B. die Differenzwerte 12 (untere Enlschcidungsschwclle dieses Bereiches) bis 49 (obere Enlschcidungsschwcllc dieses Bereiches) umfaßt, durch den Repräsentationswert 16 dargestellt wird, so beträgt der absolute Betrag der obengenannten Differenz zwischen der unteren Entscheidungsschwclle und dem Repräsentationswert dieses Bereiches |I6 — 12 | = 4. Bei störungsfreier übertragung können rekonsiruierle Abtastwerte um nicht mehr als diese Differenz. ;ilso die Differenz zwischen der unteren F.ntschcidungsschwellc und dem betreffenden Repräsentalionsweit. dem die Differenz zugeordnet ist, außerhalb des Aussteuerbereiehcs liegen. Sie werden dann z. B. gleich dem lindwert des Aussteuerbereiches gesetzt, den sie

über- bzw. unterschritten haben. Ist bei Vorhandensein von Übertragungsstörungen die ober- oder Unterschreitung also größer als dieser Mindestwert, so ist dies auf die störungsbedingte Verfälschung eines empfangenen Repräsentationswertes zurückzuführen. 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 Abtastwerte 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 der Aussteuerbereich durch den rekonstruierten Abtastwert um mehr als den betreffenden Mindestwert über- oder unterschritten wurde, zugleich auch der verfälschte empfangene Repräsentationswert zugeordnet. Anderenfalls ist die Über- oder Unterschreitung 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 Aussteuerbereiches zu übertragende, unverfälschte Repräsentationswert und damit auch der im momentanen Abtastzeitpunkt zulässige Mindestwert für die über- bzw. Unterschreitung des Aussteuerbcrciches empfangsseitij; im allgemeinen nicht oder nur näherungsweisc bekannt ist, kann als Mindestwert z. B. die bei den verschiedenen Repräscn- π tationswcrtcn maximal mögliche Differenz zwischen unterer Entscheidungsschwclle und zugehörigem Repräsentationswert gewählt werden. Diese tritt im allgemeinen bei dem betragsmäßig größten der verschiedenen Repräsentationswertc auf. Ist z. B. wie in Tabelle 3 der betragsmäßig größte Repräsentationswert 64 und wird für die untere Entscheidungsschwelle des Bereiches der zugehörigen Differenzwerle der Wert 50 angenommen, so sind nach obiger Methode z. B. alle rekonstruierten Abtastwertc 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 Weiten anderer Signalabschnitte wie oben beschrieben jeweils ein besonders wahrscheinlicher Wert ν - u für die störungsbedingte Repräsentationswertänderung \if und damit ein im betreffenden Abtastzeitpunkt bcsonders wahrscheinlicher zu übertragender Repräsentationswert ermittelt wird. Der absolute Betrag der diesem Repräsentationswert zuzuordnenden Differenz zwischen diesem Repräsentationswert und der unteren Entscheidungsschwclle des zugehörigen Diffe- bo renzwertbereiches bestimmt dann den momentanen Mindestwert derjeweiligen über- bzw. Unterschreitung des Aussteuerberciches, bei dessen überschreiten der betreffende rekonstruierte Abtastwert als fehlerhaft interpretiert wird. Dieser momentane Mindestwert b^r> ist kleiner als der vorher genannte, aus dem jeweils betragsmäßig größten Repräsentationswert ermittelte Minclestwerl, 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 Repräsentationswert 16 festgestellt, so genügt bei Annahme der weiter oben für den Repräsentationswert 16 als Beispiel genannten unteren Entscheidungsschwelle 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 Repräsentaiionswerte aus. 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 D PCM-System, bei dem der Bezugswert für die Ermittlung der zu übertragenden Differenzen (Differenzwerte, die zwischen dem jeweiligen Bezugswert, z. B. S₁-, und dem entsprechenden Abtast wert, z. B..s,,gebildet werden) jeweils durch Multiplikation eines oder mehrerer vorausgegangener bzw. von diesen statistisch abhängiger rekonstruierte Abtastwerte mit einem konstanten Faktor, dessen Zahlenwert zwischen Null und Eins liegt, i. allg. zusätzliche Schwankungen der rekonstruierten Abtastwerte. Wie bereits erläutert 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 Abtastzeitpunkt 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 Quantisierungskennlinie treten bei den größeren Differenzen zugeordneten zu übertragenden Repräsentationswerten größere Quantisierungsfehler und damit auch größere Schwankungen der rekonstruierten Abtastwerte auf. Für eine Fehlererkennung und -korrektur nach dem crfindurigsgemäßen 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 Toleranzgrenzen bei der Prüfung des Abklingvorgangs (z. B. ± K₁₁) möglichst vermieden werden. Außerdem werden z. B. im Mittel möglichst geringe Abweichungen zwischen der jeweiligen Höhe einer sprunghaften Abtastwertänderung (z.B. l.sf) und der Hcfhe der zugehörigen störungsbedinglen Rcpräscntat ionswertänderung (/. B. l·*) erzielt. Hierdurch ergehen sich u. a. günstige Bedingungen, wenn, wie beschrieben, unter den sprunghaften Abtasluertänderungen nur diejenigen auf das Vorhandensein eines nachfolucndcn

Abklingvorgangs geprüft werden sollen, die mit größter Wahrscheinlichkeit auf Übertragungsstörungen zurückzuführen sind. Andererseits können in diesem Fall auch die zur Ermittlung einer sprunghaften Abtastwertänderung benutzten Toleranzen 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 t,· bzw. !,·_,, dem der Bezugswert bzw. der der Gewinnung des Bezugswertes zugrunde gelegte rekonstruierte Abtastwert zuzuordnen und der durch den Index 1 bzw. /" - 1 bei den entsprechenden Formelzeichen gekennzeichnet ist (s, bzw. S-¹L₁), dient ebenfalls nur als Beispiel.

Die durch einen Dämpfungsfaktor b verursachten zusätzlichen Schwankungen der rekonstruierten Abtastwertekönnen z. B. dadurch gering gehalten werden, daß ein Wert von b gewählt wird, der möglichst rahe bei Eins liegt. Je mehr sich b jedoch dem Wert Eins nähert, desto größer ist die Zeitkonstante des Abklingvorgangs und damit die Anzahl der Abtastwerte, die beim Auftreten einer Übertragungsstörung ohne Anwendung einer Fehlerkorrektur fehlerhart rekonstru- J5 iert werden. In Verbindung mit dem Verfahren der Fehlererkennung und -korrektur tritt dieser Effekt z. B. dann störend in Erscheinung, wenn eine störungsbedingte Abtastwertänderung bzw. der entsprechende Repräsentationswert nicht als fehlerhaft erkannt und nicht korrigiert wurden.

Eine andere bekannte Möglichkeit, die durch den Dämpfungsfaktor b bedingten Schwankungen der rekonstruierten Abtastwerte zu verringern, besteht darin, den für die Differenzbildung verwendeten Bezugs- -n wert, z. B. s„ nicht durch Multiplikation eines vollständigen rekonstruierten Abtastwertes mit dem Dämpfungsfaktor b zu gewinnen, z. B. des unmittelbar vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwertes Sj¹L₁ wie in (4), sondern indem nur ein bestimmter Anteil dieses Abtastwertes, 7. B. der Anteil Sj¹L₁ - s, mit dem Dämpfungsfaktor h multipliziert wird. Statt (4) gilt dann die Gleichung

55

.V₁- = S_f +

(24)

Die Größe s_r ist dabei ein fester Wert. Für .s, = 0 geht (24) in (4) über. _b0

üblicherweise dient s_r dazu, die durch den Dämpfungsfaktor b verursachten Schwankungen der rekonstruierten Abtastwerte in dem Ampliiudenbcreich betragsmäßig möglichst geringzuhalten, in dem sie die Qualität des ungestörten rekonstruierten Signals b5 besonders nachteilig beeinflussen. Die durch den Dämpfungsfaktor b verursachten Abweichungen zwischen dem Bczugswert .s', und dem /ur Berechnuni:

des Bezugswertes s, verwendeten rekonstruierten Abtastwert, z. B. sf_i nach (24), sind betragsmäßig um so kleiner, je mehr sich Sj¹L₁ dem Festwert s_f nähert. 1st s_r 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.

I m Gegensatz dazu sind bei Berechnung des Bezugswertes S₁- nach (4) die Abweichungen zwischen dem Bezugswert s, und dem zur Berechnung des Bezugswertes verwendeten rekonstruierten Abtastwert sf-! Null Für sf-i = 0 und nehmen ihren betragsmäßig größten Wert an, wenn sf-j die obere Grenze des Aussteuerbereiches erreicht. Wird angenommen, daß sich der Aussteuerbereich 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 (s_f gleich der Mitte des Aussteuerbereiches) bei Anwendung von (24) ergibt.

Bei Gewinnung des Bezugswertes s_; nach (24) statt nach (4) und geeigneter Wahl von s_f kann also einerseits die maximal mögliche Abweichung zwischen einem rekonstruierten Abtastwert (z. B. s?_,) und dem aus diesem hervorgehenden Bezugswert (z. B. S₁) und damit der maximal mögliche Wert der durch den Dämpfungsfaktor b verursachten Schwankungen der rekonstruierten Abtastwerte betragsmäßig vermindert und andererseits das Minimum dieser Schwankungen in einen solchen Bereich (Amplitudenbereich) der rekonstruierten Abtastwerte gelegt werden, der für eine möglichst geringe Entscheidungsunsicherheit bei der Fehlererkennung und -korrektur vorteilhaft ist. Dies kann z. B. der Bereich sein, in dem das Maximum der Amplitudenverteihmg der von der Nachrichtenquelle abgegebenen bzw. der rekonstruierten Abtastwerte auftritt.

Die Häufigkeilsverteilung der zu übertragenden bzw. zu codierenden Differenzwerte, z. B. /, = s,- - .?,), die mit einem nach (4) gewonnenen Bezugswert I₁ ermittelt 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 Abtaslwerte 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 S₁ und dem entsprechenden Abtastwert s, auftreten. Im Gegensatz dazu kann bei Verwendung eines in der geschilderten Weise nach (24) ermittelten Bezugswertes erreicht werden, daß das Maximum der Häufigkeitsverteilung der zu übertragenden bzw. zu codierenden Differenzwerte bzw. der zugeordneten Repräsentationswerte bei dem Differenzwert Null bzw. dem dem Differenzwert Null zugeordneten Repräsentationswert oder annähernd bei diesem Wert auftritt. Hierdurch werden günstige Bedingungen für die Anwendung einer zum Differenzwert Null symmetrischen Stufung der Reprasentationswerle und der in Verbindung mit der Codierung dieser Werte beschriebenen Überlegungen geschaffen.

Bei Übereinstimmung der Lage des Maximums der Häufigkeitsverteilung der zu übertragenden bzw. /u codierenden Diffcronzwcrlo (bzw. der diesen xülo-

ordneten Repräsentationswerte) mit dem Bereich, in dem für die Zuordnung der Repräsentationswerte zu den Differenzwerten die feinste Stufung der Repräsentationswerte vorgesehen ist (bei einer zum Zahienwcrt Null symmetrischen Stufung ist dies i. allg. der Bereich in der Umgebung des Differenzwertes Null), wird für die üblichen Nachrichtenquellen u. a. erreicht, daß im Mittel möglichst kleine Quantisierungsfehler und möglichst kleine durch diese Fehler bedingte Ahtastwertschwankungen 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 Zahlenwert Null unsymmetrische Stufung der Repräsentationswerte 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 bezug auf den in der Mitte dieses Bereiches liegenden, von Null verschiedenen Differenzwert kann dann die Stufung der Repräsentationswerte i. allg. symmetrisch sein. Als Repräsentationswerte können z. B. solche verwendet werden, die sich durch einen gleichmäßigen Versatz um den obengenannten Differenzwert aus zum Wert Null symmetrisch gestuften Repräsentationswerten ergeben. Statt der Verwendung derartiger versetzter Repräsentationswertc können auch zum Zahlenwert Null symmetrisch gestufte Repräsentationswerte benutzt und diesen Repräsentationswerten statt des jeweiligen Differenzwertes zwischen Bezugswert und Abtastwert jeweils der Wert zugewiesen werden, der sich als die Summe aus dem jeweiligen Differenzwert und einer dem genannten 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 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 Differenzwert.

Im folgenden werden einige Methoden angegeben, nach denen die Fehlererkennung vorzugsweise in Gebieten solcher rekonstruierter Abtastwerte geschieht, in denen die signalbedingten, d. h. nicht störungsbedingten Änderungen dieser Werte bzw. die Repräsentationswerte oder Repräsentationswertänderungen nur klein sind. In diesen Gebieten mit ruhigen Signalverläufen kann i. allg. eine geringere Entscheidungsunsicherheit erzielt werden als in Gebieten aktiver Signalverläufe, die durch relativ große signalbedingte, d. h. nicht störungsbedingte Abtastwertänderungen bzw. relativ große Repräsentationswerte oder relativ große Repräsentationswertänderungen gekennzeichnet sind. So läßt sich z. B. die Prüfung, ob eine störungsbedingte sprunghafte Abtastwertänderung bzw. eine störungsbedingte Repräsentationswertänderung vorliegt, vorzugsweise auf Gebiete beschränken, in denen die z. B. in der räumlichen und/oder zeitlichen Umgebung der zu prüfenden Abtastwert- bzw. Repräsentationswertänderung befindlichen unverfälschten empfangenen Repräsentationswertc bzw. die entsprechenden signalbedingtcn Änderungen der rekonstruierten Abiastwerte bestimmte Höchstwerte nicht überschreiten. Hierdurch wild erreicht, daß eine nachfolgende Prüfung auf das Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvorgangs möglichst nur dann eingeleitet wird, wenn die Wahrscheinlichkeit, einen solchen Abklingvorgang vorzufinden, möglichst hoch ist. Die Beschränkung der Prüfung, ob eine störungsbedingte sprunghafte Abtastweitänderung vorliegt, vorzugsweise auf Gebiete

ίο mit nur geringen signalbedingten Abtastwertänderungen kann z. B. erreicht werden, indem beim Auftreten einer sprunghaften Abtastwertänderung jeweils untersucht wird, ob die Höhe dieser Änderung mit den Höhen der Abtastwertänderung gegenüber anderen rekonstruierten Äbtastwerten 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 Abtastwertänderung, deren absoluter Betrag die Toleranz K₁. überschreitet. Anschließend kann festgestellt werden, ob diese Änderung innerhalb einer kleineren Toleranz als K₁. mit der Änderung des zu prüfenden rekonstruierten Abtastwertes gegenüber einem oder mehreren räumlich und/oder zeitlich benachbarten rekonstruierten Abtastwerten übereinstimmt. Nur wenn auch diese Bedingung erfüllt ist, wird nachfolgend die Prüfung auf Vorhandensein eines slörungsbedingten Abklingvorgangs eingeleitet. (Zur Vereinfachung wird die

j5 Bezeichnung »räumlich und/oder zeitlich benachbarter rekonstruierter Abtastwerl« hier und im nachfolgenden Zusammenhang im Sinne eines rekonstruierten Abtastwertes verstanden, der dem entsprechenden räumlich benachbarten Bildelement zugeordnet ist.)

Ob die sprunghafte Abtastwertänderung gegenüber dem zeitlich vorausgegangenen rekonstruierten Abtastwert mit der sprunghaften Abtastwertänderung gegenüber einem oder mehreren räumlich und/oder zeitlich benachbarten rekonstruierten Abtastwerten innerhalb einer vorgegebenen Toleranz übereinstimmt, kann z. B. dadurch festgestellt werden, daß die Größe der für die Prüfung herangezogenen zeitlich vorausgegangenen Abtastwerte mit der Größe der übrigen für die Prüfung herangezogenen zeitlich und/oder räumlich benachbarten rekonstruierten Abtastwerte verglichen wird. Haben die auf diese Weise geprüften rekonstruierten Abtastwerte innerhalb einer vorgegebenen Toleranz jeweils die gleiche Größe, so stimmen auch die auf diese Werte bezogenen sprunghaften Abiastwerländerungcn innerhalb dieser Toleranz miteinander überein.

Zur Veranschaulichung der Zuordnung der genannten rekonstruierten Abtastwerte für das gewählte Bei-

bo spiel, in dem die Lage der rekonstruierten Abtastwerte der Lage der zugehörigen Bildelemente entspricht, dient Tabelle 5. Hier sind jeweils die benachbarten rekonstruierten Abtastwerte aus einem Abschnitt einer Bildzeile Z und die entsprechenden, d. h. vom Zeilenanfang glcichweit entfernten rekonstruierten Abtastwerte aus einer vorausgegangenen Bildzeile Z — 1 (z. B. der unmittelbar vorausgegangenen Bildzeile) angegeben.

Tabelle 5

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

Bildzeile Z - 1
Bildzeile Z

•vf

sf+i+i.

.Vf₊₁

Bildzeile Z + I usw. sowie Z — 2 usw. entsprechend

χ Mittelpunkt eines Bildelementcs

sf_+y bzw. .Sf₊₁.,,. {y = ..., -2, - 1, 0, 1, 2, ...)

dem Bildelement zugeordneter rekonstruierter Abtastwert

•Sf₊2

Der sprunghaft veränderte rekonstruierte Abtastwerl sei sf in Tabelle 5. Die Abtast- und damit Fortschreitungsrichtung 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 Bildelemente einer Bildzeile. In diesem Beispiel ist für L ein negativer Wert einzusetzen (L < 0), da die betreffenden rekonstruierten Abtastwcrtc s*₊v+;. in der der aktuellen Zeile (Bildzeile Z) vorausgegangenen Zeile (Bildzeile Z — I) liegen.

Bei Anwendung der vorher erläuterten PrüTmelhodc 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 Ablast wert sf._t größer ist als eine Toleranz K_t. Wenn dies zutrifft, wird außerdem untersucht, ob diese sprunghafte Änderung des rekonstruierten Abtastwertes .sf gegenüber dem zeitlich vorausgegangenen rekonstruierten Abtast wert .sf_, innerhalb einer Toleranz K₁ mit den Änderungen des rekonstruierten Abtastwertes sf gegenüber z. B. den räumlich benachbarten rekonstruierten Abtastwerten sf-1 +;., xf₊;. und x*₊ j +;. übereinstimmt. Dazu genügt es festzustellen.obdierekonstruiertenAbtastwertexf-, + ,., sf_+L und .sf₊, _+/ innerhalb der Toleranz K₁ die gleiche Größe haben wie der rekonstruierte Abtastwert sf_,.

Ist auch diese Bedingung erfüllt, so wird angenommen, daß die sprunghafte Änderung des rekonstruierten Abiastwertes sf in einem Bereich solcher BiIdclemcntc aufgetreten ist. deren Helligkcilswcrle (Ablast werte) sich im Mitlei relativ wenig ändern. In diesem Fall ist die Wahrscheinlichkeil groß, daß die sprunghafte Abtastwertänderung durch eine übcrtragungsstörung verursacht wurde, und es wird die Prüfung auf Vorhandensein eines störungsbedinglen Abklingvorgangs eingeleitet. Anderenfalls unterbleibt diese Prüfung, und im nächsten Abtastzeitpunkt, d. h. im Beispiel nach Tabelle5 für den rekonstruierten Ablaslwcrt sf₊₁ . wird die Prüfung wie für den rekonstruierten Abtastwerl sf beschrieben durchgeführt.

Zusätzlich zu den in dem Beispiel genannten, dem sprunghaft veränderten Abtastwert zeitlich undoder räumlich benachbarten Abtastwerten oder alternativ zu diesen Werten können andere rekonstruierte Ablast werte aus der räumlichen und oder zeitlichen Umgebung der sprunghaft veränderten Abiastwerte, wie z.B. einer der Werte sf_₂__L, sf_{+2 + L} oder sämtliche dieser Werte, oder rekonstruierte Abtaslwerle aus anderen Signalabschnitten bzw. aus solchen Ablastwerten berechnete Werte, die hohe statistische Bindungen zu dem dem sprunghaft veränderten Abtastwert zugeordneten ungestörten Abtastwert haben, auf Übereinstimmung mit dem rekonstruierten Abtastwert SfL₁ innerhalb der Toleranz K₁ untersucht und das Ergebnis dieser Untersuchung als Kriterium bzw. zusätzliches Kriterium benutzt werden, ob anschließend die Prüfung des Abklingvorgangs stattfinden soll. Andere Signalabschnittc sind im Sinne der weiter oben verwendeten Definition z. B. andere Bildzeilen desselben Bildes, wie etwa auch die nachfolgende Bildzeile, oder Bildzeilen eines anderen Bildes, zu dem statistische Bindungen bestehen.

Außer der beschriebenen Prüfung auf sprunghafte Änderung des rekonstruierten Abtastwertes sf gegenüber den genannten rekonstruierten Abtastwerten 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 Abtasiwcrtc sf_+y (v = 1,2,...) dienen. Dies können z. B. sprunghafte Änderungen eines oder mehrerer dieser rekonstruierten Abtastwerte (also z. B. der rekonstruierten Abtast werte sf₊, und/oder .sf₄₂ usw.)

so gegenüber räumlich benachbarten oder dem rekonstruierten Abtastwert sf zeitlich vorausgegangenen oder solchen Abtastwerten oder Abtastwertkombinationen sein, die anderen Signalabschnittcn entnommen wurden. Bei Einzelfehlern liegen die auf den

■33 slöi ungsbedingt sprunghaft veränderten rekonstruierten Abtastwert sf zeitlich folgenden rekonstruierten Abtast werte sf_+y (y = 1,2,...) bereits im Bereich des Abklingvorgangs. Wegen des i. allg. langsamen Abklingens tritt jedoch eine sprunghafte Änderung auch

bO eines solchen rekonstruierten Abtastwertes gegenüber einem der obengenannten oder anderer geeigneter rekonstruierter Abtastwertc oder Abtaslwcrlkombinationen auf.
Für das Beispiel nach Tabelle 5 kann also z. B. geprüft werden, ob sowohl zwischen sf und .sf., als auch zwischen sf_+l und s*_| eine sprunghafte Abtaslwcrländcrung vorliegt, d. h. ob sich sowohl der rekonstruierte Λ blast wert .sf als auch der rekonstruierte

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

Um festzustellen, ob sich ein rekonstruierter Abtastwert (z. B. der rekonstruierte Abtast wert sf) oder mehrere rekonstruierte Abtastweite (z. B. die rekonstruierten Abtastwerte sf und sf_+l) von den rekonstruierten Abtastwerten ihrer räumlichen und/oder zeitlichen Umgebung um mehr als eine vorgegebene Toleranz K₁. 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 statisiisch abhängiger Wert als Nachbarwert im obigen Sinne dienen.) Außerdem können die Grüße und das Vorzeichen der sprunghaften Änderung ermittelt werden. Liegt eine Überschreitung der Toleranz K₁. vor (oder auch unabhängig von einer solchen Toleranzüberschreitung) wird geprüft, ob der Nachbarwert innerhalb einer Toleranz K₁- mit weiteren Nachbarwerten übereinstimmt. Statt des rekonstruierten Abtastwertes sf_,, der in obigem Beispiel als Ausgangswert für die Prüfung der Änderung des rekonstruierten Abtastwertes sf, d. h. der Änderung Isf = sf — sf-i ,gewählt wurde, kann auch ein anderer Nachbarwert, wie z. B. der rekonstruierte Abtastwert sf+,. als Ausgangswert für eine entsprechende Prüfung verwendet werden. Im letzteren Fall, in dem also die Abtastwertänderung U.sf = sf — sf+,_ untersucht wird, kann z. B. zunächst ermittelt werden, obsich der rekonstruierte Abtastwert sf und gegebenenfalls auch der rekonstruierte Abtastwert sf_+l vom rekonstruierten Abtastwert sf_{+ L} im absoluten Betrag um mehr als eine vorgegebene Toleranz K₁. unterscheidet (k*+i. - sf I > K.undgegebenenfallslsf+t - sf₊,| > K₁). Falls diese Prüfung erfolgreich verläuft, d. h. die Toleranzüberschreitung festgestellt wird, wird weiterhin untersuch?, ob innerhalb der Toleranz K_f Übereinstimmung zwischen dem Wert sf_+L und den in die Prüfung einbezogenen übrigen Nachbarwerten besteht, z. B. den Werten sf-_x, sf-_t _+L undsf_{+l +L} im Sinne der Zuordnung nach Tabelle 5. Stimmen in diesem Beispiel die genannten Werte innerhalb der Toleranz K, überein, d.h. ist |sf_+/. - sf_,| < K, und

|sf+i.

f-i+tl < Kj- und Uf₊,. - sf_+i+L
wird anschließend die Prüfung auf Vorhandensein des stürungsbedingten Abklingvorgangs eingeleitet. Auch diese Prüfmethode entspricht einer Untersuchung der genannten, dem rekonstruierten Abtastwert sf benachbarten rekonstruierten Abtastwertc auf das Vorhandensein einer innerhalb der Toleranz K₁ gleich großen sprunghaften Änderung gegenüber dem rekonstruierten Abtastwert sf. Außer dem als Beispiel gewählten Nachbarwert .vf₊, kann Tür die Untersuchung z. B. auch ein rekonstruierter Abtastwert aus einem anderen Signalabschnitt oder ein aus einer Kombination von rekonstruierten Abtastwerten ermittelter Wert als Ausgangswert benutzt werden.

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

κι Prüfung einbezogenen Nachbarwerte dienen, also z. B. eine der Differenzen sf — sf_{ oder sf — s*+, oder sf — sf-i + i, oder sf — sf_+l+L. Ebenso kann die Anfangssprunghühe nach einer der anderen weiter oben behandelten Methoden, wie z. B. aus geeigneten empfangenen Repräs>entationswerten 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 Einzelfehlern ist nicht nur Tür Abtastwertfolgen mit mehrdimensionalen statistischen Abhängigkeiten wie im Beispiel nach Tabelle 5 anwendbar. Sie kann auch für Abtastwertfoigen mit eindimensionalen statistischen Abhängigkeiten angewendet werden. Statt der sprunghaften Änderung Isf des rekonstruierten Abtastwertes sf gegenüber dem zeitlieh unmittelbar vorausgegangenen rekonstruierten Abtast wert sf-_t (vgl. zum Beispiel F i g. 2) kann die Änderung eines oder weiterer nachfolgender rekonstruierter Abtast werte sf₊,. (y = 1.2 ), wie z.B.

der rekonstruierten Abtastwerte sf₊₁, sf₊₁ usw., auf Vorhandensein einer sprunghaften Änderung gegenüber dem rekonstruierten Abtastwert sf-χ untersucht werden. Dabei kann statt des rekonstruierten Abtastwertes .sf., z. B. auch ein dem rekonstruierten Ablastwert sf_, zeitlich vorausgegangener rekonstruierter Abtastwert oder ein für mehrere zeitlich vorausgegangene rekonstruierte Abtastwerte repräsentativer Wert verwendet werden, dessen Änderung gegenüber dem rekonstruierten Abtastwert sf innerhalb einer vorgegebenen Toleranz mit der sprunghaften Abtastwertänderung Isf übereinstimmt. Nur wenn alle oder die meisten der in die Prüfung cinbezogenen rekonstruierten Abtastwerte sf+,. innerhalb der vorgegebenen Toleranz eine gleichgroße sprunghafte Abtastwertänderung gegenüber dem als Bezug dienenden

so Wert (z. B. sf-,) haben, wird anschließend die Prüfung auf Vorhandensein eines sich an die erste sprunghafte Abtastwertänderung des betreffenden Prüfzyklus anschließenden Abklingvorgangs begonnen. Diese Methode kann zur Verminderung der Entscheidungs-Unsicherheit beitragen, z. B. wenn die Prüfung des Abklingvorgangs unter Verwendung eines für die Einzelabweichungen repräsentativen Wertes bei relativ großer Toleranz Kj für die zusätzliche Prüfung der Einzelabweichungen geschieht, wie im Zusammen-

bo hang mit der Schaltung nach F i g. 4 beschrieben. Bei den im Zusammenhang mit Tabelle 5 bisher erläuterten Beispielen wurden in die Nachbarwerte, gegenüber denen das Vorhandensein einer sprunghaften Änderung des rekonstruierten Abtastwertes sf

fe5 und/oder zeitlich darauffolgender rekonstruierter Abtastwertc geprüft wird, stets der dem rekonstruierten Abiastwert sf unmittelbar vorausgegangene rekonstruierte Abtastwert .sf,, und oder weitere zeitlich

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

Liegt bei der Abtastvvcrianordnung nach Tabelle 5 z. B. eine störungsbedingte sprunghafte Änderung des rekonstruierten Abtastwertes s*₊, gegenüber dessen zeitlich unmittelbar vorausgegangenem rekonstruierten Abtastwert sf__1+/, vor, die nicht erkannt und daher nicht korrigiert wurde, so tritt in den auf den rekonstruierten Abtastwert sf₊ ,. folgenden rekonstruierten Abtastwerten ein störungsbedingter Abklingvorgang auf. Dasselbe °ilt. wenn an dieser Stelle statt des siurungsbedingten 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 Helügkeitswerte und damit die signalbedingten Abtast Wertänderungen relativ klein sind (»ruhige« Zonen des Bildes), so tritt i. allg. auch zwischen dem rekonstruierten Abtastwert s* und dem rekonstruierten Abtastwert sf_{+ L} der Nachbarzeile sowie zwischen dem rekonstruierten Abtastwert sf und, innerhalb einer bestimmten Anzahl, jedem der auf sf_+L folgenden rekonstruierten Abtastwerte sf_+1+L, sf_{+2 + L} 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_{+ L} unterscheiden. Ebenso ist für jeden der rekonstruierten Abtastwerte s*₊₁, sf₊₂ und eine bestimmte Anzahl weiterer, zeitlich darauffolgender rekonstruierter Abtastwerte jeweils eine sprunghafte Änderung gegenüber den vorher genannten rekonstruierten Abtastwerten der vorausgegangenen Bildzeile vorhanden.

Wird im obigen Fall der rekonstruierte Abtastwert sf auf Vorhandensein einer sprunghaften Änderung gegenüber z. B. den rekonstruierten Abtastwerten sf-i und .sf_+L untersucht, so wird eine solche Änderung nur gegenüber dem rekonstruierten Abtastwert sf_+L festgestellt, nicht jedoch gegenüber dem rekonstruierten Abtastwert sf_,. Bei diesem, im betrachteten Beispiel in der vorausgegangenen Bildzeile liegenden rekonstruierten Abtastwert sf_+L ist nach Voraussetzung eine störungsbedingte oder eine einer solchen entsprechende, d. h. von einem Abklingvorgang gefolgte, signalbedingte Abtastwertänderung aufgetreten, die nicht als störungsbedingt 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 Abtastwert sf_, als auch gegenüber dem rekonstruierten Abtastwert sf_{+ L} notwendig ist, d. h. daß sich der absolute Betrag der Änderung des rekonstruierten Abtastwertes sf sowohl gegenüber dem rekonstruierten Abtastwert sf-j als auch gegenüber dem rekonstruierten sf_+L um mehr als eine vorgegebene Toleranz K₁. unterscheidet. Im als Beispiel gewählten Fall besteht die sprunghafte Änderung des rekonstruierten Abtastwertes sf nur gegenüber dem rekonstruierten Abtastwert sf_{+ L}, so daß die Prüfung auf Vorhandensein eines sich an die sprunghafte Abtastwertänderung anschließenden störungsbedingten Abklingvorgangs unterbleibt.

Statt dessen wird im nächsten Abtastzeitpunkt der

■■> ι ^konstruierte Abtastwert sf₊, in gleicher Weise untersucht wie für den rekonstruierten Abtastwert sf beschrieben. Dabei wird entsprechend eine sprunghafte Änderung des rekonstruierten Abtast wertes sf_+l nur gegenüber dem rekonstruierten Abtastwert s*_{+1 +;}, gefunden, nicht jedoch gegenüber dem dem rekonstruierten Abtastwert sf_+t zeitlich unmittelbar vorausgegangenen rekonstruierten Abtasiwen sf. Auch diesmal wird also die Prüfung auf Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvürgangs nicht ausgelöst.

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 Abtastwert sf weicht vom rekonstruierten Abtastwert sf_{+ L} betragsmäßig um mehr als die Toleranz K₁. ab. Zwischen diesen beiden rekonstruierten Abtastwerten liegt also eine sprunghafte Abtastwertänderung vor. Deshalb wird zusätzlich untersucht, ob die

jo rekonstruierten Abtastwerte sf-_{i + L} und sf_{+2 + L} innerhalb einer vorgegebenen Toleranz K₅ mit dem Wert sf_+L übereinstimmen. Im angenommenen Fall einer (z. B. störungsbedingten) nicht korrigierten sprunghaften Abtastwertänderung beim rekonstruierten Abtastwert sf_+L fehlt diese Übereinstimmung zwischen den rekonstruierten Abtastwerten sf_+L und sf-_l+l. Es unterbleibt also die Prüfung auf Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvorgangs für die auf den rekonstruierten Abtastwert if zeitlich folgenden rekonstruierten Abtastwerte sf_+l, sf₊₂ usw.

Im nächsten Abtastzeitpunkt wird entsprechend vorgegangen. Es wird eine sprunghafte Änderung des diesem Abtastzeitpunkt zugeordneten rekonstruierten Abtastwertes sf_+l gegenüber dem räumlich benachbarten rekonstruierten Abtast wert sf_+1+L gefunden. Deshalb wird weiter untersucht, ob der Wert s*_+1+L innerhalb der Toleranz K₅ mit den ihm zeitlich unmittelbar benachbarten rekonstruierten Abtastwerten sf_+L und sf_{+2 + L} übereinstimmt. Diesmal wird i. allg.

so das Vorhandensein dieser Übereinstimmung gefunden, da die rekonstruierten Abtastwerte sf_{+l + L} und sf_{+2 + L} im Anfangsbereich des auf den rekonstruierten Abtastwert sf_+L folgenden Abklingvorgangs liegen und sich daher unter den vorausgesetzten Verhältnissen von dem rekonstruierten Abtastwert sf_{+ L} i. allg. um weniger als die Toleranz K₅ unterscheiden.

Aufgrund dieSes Prüfergebnisses wird im Anschluß an die beschriebene Prüfung des rekonstruierten Abtastwertes sf+i das Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvorgangs untersucht. Da ein solcher Abklingvorgang in der vorausgegangenen Zeile als vorhanden angenommen wurde und die Prüfung voraussetzungsgemäß in einem Gebiet von Bildelementen erfolgt, in dem zwischen den Abtastwerten, die be-

<>5 nachbarten Bildelementen zugeordnet sind, nur relativ kleine Änderungen auftreten, wird der Verlauf der auf den rekonstruierten Abtastwert sf₊₁ folgenden rekonstruierten Abtastwerte so interpretiert, als ob

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hier der durch Vergleich mit den rekonstruierten Ab- tastwert und damit die auf diesen folgenden fchler-

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

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

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

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

tastwertes sf₊₁ herbeigeführt, z. B. indem der rekon- Signalabschnitts ersetzt wird, also z. B. durch einen

struierte Abtast wert s*₊₁ den räumlich benachbarten der Werte, gegenüber denen die sprunghafte Änderung

rekonstruierten Abtast wert sf₊ _L ₊₁ 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 Übertragungsstörungen unbeeinflußte verändert ermittelten rekonstruierten Abtastwert darekonstruierte Abtastwert sf_+i wurde durch den fehler- gegen nicht festgestellt, so beginnt erneut wie behaften rekonstruierten Abtastwert sf_+L+i ersetzt. Die schrieben die Prüfung auf sprunghafte Abtastwertauf den rekonstruierten Abtastwert s^i 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 Abiastzeitpunkt. 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 nachwertes s*_+L+i der dem rekonstruierten Abtast wert folgenden störungsbedingten Abklingvorgangs nolsf₊₁ zeitlich vorausgegangene rekonstruierte Abtast- wendige Anzahl von Prüfschritten in einem Bereich wert S-* benutzt, so tritt die Fehlkorrektur nicht ein. von Bildelementen liegen, denen sendeseitig Abtast-

Dem erläuterten Nachteil der Fehlerfortpflanzung, 25 werte zugeordnr'. sind, die gegenüber den benachwenn die Prüfung auf Vorhandensein einer sprung- harten (sendeseitigen) Abtastwerten 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 Ablast- 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 störungsbedingle 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 Ablaslwertänderung anschließenden störungsdie Abtastwertänderung in einem Gebiet von Bild- bedingten Abklingvorgangs festgestellt wurde', nur die elementen auftritt, in dem die signalbedingten Ab- auf diesen Wert folgenden fehlerhaften rekonstruierten tastwertänderungen relativ groß sind und/oder weil Abtastwerte 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 gc- 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 Abtaslwertes, dessen bedingten Abklingvorgangs einsetzen kann, solange Änderung gegenüber rekonstruierten Abiastwerten die Abweichung der im Bereich dieses Abklingvor- eines anderen Signalabschnitts als slörungsbedingle gangs befindlichen und damit fehlerhaften rekonslru- 50 sprunghafte Änderung ermittelt wurde und der im ierten Abtastwerte gegenüber den zum Vergleich Bereich eines bereits begonnenen störungsbedingten herangezogenen rekonstruierten Abtastwerten des be- Abklingvorgangs liegt, der Anfangswert dieses Abtreflenden anderen Signalabschnitts noch groß genug klingvorgangs korrigiert wird. Als Anfangswert des ist, um als störungsbedingte sprunghafte Abtastwert- 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 angeschen werden, ist als die Toleranz K_c. der dem rekonstruierten Abtaslwert, für den eine

Wurde ein rekonstruierter Abtastwert in diesem störungsbedingte 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- ω taslschritlcn vorausgehl und bei dem innerhalb dieser handelten Methoden, ob sich ein störungsbedingter Höchslzahl von Abtastschritten die Prüfung auf Abklingvorgang anschließt. Als Anfangssprunghöhe Vorhandensein eines slörungsbedingtcn Abklingvordicnt dabei z.B. der Wert der ermittelten sprung- gangs 7. 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.

störungsbcdinglen Abklingvorgangs festgestellt, so Wird /. B. bei dem rekonstruierten Abtaslwert s*

werden der im obigen Sinn als störungsbedingt (Abtaslzeitpunkt (,) eine sprunghafte Ablastwcrtiindc-

sprunghiift verändert ermittelte rekonstruierte Ab- πιημ mich einer der beschriebenen Methoden ei-

mittelt, so wird beim unmittelbar darauffolgenden rekonstruierten Abtastwert sf_+l (Abtastzeitpunkt t_i+1) die Prüfung auf Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvorgangs eingeleitet, z. B. indem der jeweils zu prüfende rekonstruierte Abtastwert von dem entsprechenden, d. h. vom Zeilenanfang gleichweit entfernten, rekonstruierten Abtastwert einer Nachbarzeile subtrahiert und die entstandene Differenz jeweils mit dem entsprechenden Wert des beim Vorliegen einer Übertragungsstörung zu erwartenden Fehlerverlaufs verglichen wird, also z. B. mit einem aus der Anfangssprunghöhe, z.B. A_Lsf = sf - sf_+L (nach Definition weiter oben), und dem Faktor b" berechneten Abklingvorgang A_Lsf- W{y = h=\, 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 K_e 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 // Abtastschritten eine Überschreitung der Toleranz K_e festgestellt und damit das Vorhandensein des störungsbedingten Abklingvorgangs in diesen Prüfschritten nicht bestätigt, so wird z. B. im letzten dieser Prüfschritte (Abtastzeitpunkt t_{i +} „ im gewählten Beispiel) oder z. B. im nächsten Prüfschritt (Abtastzeitpunkt i_{l + H +} i) der jeweils zugeordnete rekonstruierte Abtastwert s*_+H bzw. sf_{+ll + 1} 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_+i erläutert fortgesetzt, d. h., es wird erneut eine Prüfung auf Vorhandensein eines störungsbedingten 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 Einzciabwcichungcn repräsentativen Wertes kleiner ist als die vorgegebene Toleranz K_ä, so wird der rekonstruierte Abtastwert sf bzw. der entsprechende Repräsentationswert rf im Sinne einer der beschriebenen Methoden korrigiert, der rekonstruierte Abtastwert sf also z. B. durch den unmittelbar vorausgegangenen rekonstruierten Abtast wert s*_, oder der Repräsentationswert rf z. B. durch einen benachbarten Repräsentationswert ersetzt.

Würde im Gegensatz zu 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 I₁-. 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 Abtaslwertänderung und auf einen sich jeweils anschließenden störungsbedingten Abklingvorgang eine solche Prüfung erfolgreich, so wird in dem hier gewählten Beispiel die Korrektur jeweils bei dem (dem Abtastzeitpunkt i, 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 dütn ersten innerhalb der beschriebenen Prüffolge 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 Kor-· rekturmethode eine Fehlerfortpflanzung senkrecht zur zeitlichen Fortschreitungsrichtung zu vermeiden, kann die erste Prüfung auf sprunghafte Änderung eines rekonstruierten Abtastwertes (im gewählten Beispiel also des rekonstruierten Abtastwertes sf) sowohl ptgenüber 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 Signalabschriitl geschehen (im gewählten Beispiel also gegenüber den rekonstruierten Abtastwerten sf_, _+L, sf_+L und sf_{+l +} J. Wurde im Anschluß an die erste sprunghafte Änderung eines rekonstruierten Abtastwertes 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 Prüffolge (also z. B. beim rekonstruierten Abtast wert sf+„₊₁) diese Prüfung z.B. nur gegenüber den rekonstruierten Abtastwerten aus anderen Signalabschnitten (Definition im weiter oben erläuterten Sinn) durchgeführt, also z. B. gegenüber den rekonstruierten Abtastwerten sf_+H-_l+L und/oder sf_{+H +L} und/oder sf_+H+i+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. entsprechen, die 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 Priifzyklus zunächst untersucht, ob auf diese Abtast wert änderung ein störungsbedingter Abklingvorgang folgt. Wird in diesem Prüfzyklus ein solcher Abklingvorgang festgestellt, so wird wie vorher beschrieben die Fehlerkorrektur durchgeführt. Anderenfalls wird ein neuer

Prüfzyklus im Bereich des möglichen Abklingvorgangs eingeleitet, d. h. zum Beispiel die Prüfung auf sprunghafte Abtastwertänderung gegenüber Werten ■ aus anderen Signalabschnitten mit der Untersuchung, ob innerhalb einer vorgegebenen Anzahl sich am·· 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' au untersuchender rekonstruierter Abtastwerte 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 stc rungsbedingten 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 störungsbedingten 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 Aufeinanderfolge von Prüfzyklen, die für die Prüfung vorgesehen sind, ob eine sprunghafte Abtastwertänderung als störungsbedingt zu interpretieren ist, die den jeweils ersten Prüfzyklus einer selchen Aufeinanderfolge eingeleitet hat, hier als »Prüffolge« 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 Abtastwert 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 Abtastwert 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 störungsbedingten Abklingvorgang wird, wenigstens bis zu einer vorgegebenen Mindestanzahl von Prüfzyklen, unabhängig davon vorgenommen, ob in dem jeweils vorausgegangenen Prüfzyklus innerhalb der Prüffolge das Vorhandensein eines störungsbedingten Abklingvorgangs und gegebenenfalls zusätzlich jeweils auch das Vorhandensein einer sprunghaften Abtastwertänderung festgestellt d. h. bestätigt wurde. Wenn eine bestimmte 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 Repräsentationswert 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 Anzt.hl von fünf Wiederholungen vorgegeben und wird bereits in den drei ersten Prüfzyklen innerhalb der PriifTolge die sprunghafte Abtastwertänderung mit einem sich daran anschließenden Abklingvorgang festgestellt, so kann diese Anzahl erfolgreich durchlaufener Prüfzyklen als ausreichend angesehen werdea für 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 ? 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 Abtastwertänderung anschließenden störungsbedingten Abklingvorgangs durchgeführt wird, ermöglicht eine im Vergleich zu den vorher beschriebenen Methoden selektivere Erkennung dea 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 Abtast wertfolgen 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 an die sprunghafteAbtastwertänderung anschließenden 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 erhöhte 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 Ver£;röberung 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 rekonstruierten Abtastwerten oder z. B. gegenüber Werten, die von solchen rekonstruierten Abtastwerten abhängig sind. Die Vergröberung der Kriterien kann z. B. in einer Herabsetzung der Toleranz K_c (Bezeichnung im Sinne vorausgegangener Abschnitte der 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 ju 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 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 Konfiguration der für diese Prüfung vorgesehenen Werte jeweils nur Tür eine Mindestanzahl von Werten aus dieser Konfiguration gefordert wird. Es kann also z. B. festgelegt sein, daß eine sprunghafte Abtastwertänderung bei einem rekonstruierten Abtastwert sf dann vorliegt, wenn sich dieser rekonstruierte Abtastwert sf betragsmäßig mindestens von den räumlich benachbarten rekonstruierten Abtastwerten sf__{1 + L} und sf_{+ L} oder alternativ mindestens von den rekonstruierten Abtastwerten sf_+L und sf+_L+i um mehr als eine Toleranz K_c unterscheidet und die Abweichungen (Änderungen) des rekonstruierten Abtastwertes sf jeweils gegenüber den beiden genannten rekonstruierten Abtastwerten innerhalb einer vorgegebenen Toleranz (z. B. ± K₁) übereinstimmen. (Zur Konfiguration der genannten rekonstruierten Abtastwerte vgl. Tabelle 5.) Ebenso können statt der betragsmäßigen Abweichungen die Abweichungen u. a. jeweils auch unter Berücksichtigung des Vorzeichens festgestellt werden.

In obigem Beispiel wird das Vorhandensein einer 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 prüfenden Wert sf räumlich benachbarten rekonstruierten Abtastwerten größer ist als eine vorgegebene Toleranz K_c. Ebenso können andere Kombinationen rekonstruierter Abtastwerte oder Funktionen solcher Werte sowie andere (z. B. weiter oben beschriebene) Auswahlkriterien für den Vergleich der Abtastwerte oder entsprechender Werte herangezogen werden.

Die gewählten Kombinationen rekonstruierter Abtasrwerte, die der Prüfung auf sprunghafte Abtastwertänderung im obigan Sinne zugrunde gelegt werden, können je nach der Lage eines solchen Prüfschrittes innerhalb der Prüffolge und damit je nach der Lage des betreffenden, durch diesen Prüfschritt eingeleiteten Prüfzyklus unterschiedlich sein. So kana z. &., wie bereits früher erwähnt, beim ersten Prüfschritt der Prüffolge, in dem z. B. der rekonstruierte Abtastwert sf auf Vorhandensein einer sprunghaften

ίο 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. Sj¹L₁) geprüft werden.

Bei weiteren Prüfungen auf sprunghafte Abtastwertänderung, bei denen innerhalb der Priiflolge jeweils ein neuer Prüfzyklus eingeleitet wird, bleibt der zeitlich 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 Abtastwert (bzw. dem zugehörigen Repräsentationswert) 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 rekonstruierten Abtastwertes für zusätzliche Prüfungeio nicht betroffen, z. B. für die Prüfung, ob die Änderungen zwischen benachharten rekonstruierten Abtaistwerten bestimmte Höchstwerte nicht überschreiten.) Außerdem können den einzelnen Prüfungen auf sprunghafte Abtastwertänderung innerhalb der Prüffolge z. B. wechselnde Kombinationen und/oder Konfigurationen rekonstruierter Abtastwerte oder von diesen Werten abhängige Werte oder eine wechselnde Anzahl von Werten aus solchen Konfigurationen zugrunde gelegt werden. Es kann dadurch in den betreffenden Prüfschritten z. B. eine unterschiedlich kritische Prüfung erreicht werden.

Die beschriebene Prüfmethode, bei der zur Feststellung sprunghafter Abtastwertänderungen alternative Kombinationen rekonstruierter Abtastwerte als Bezug benutzt werden, ist nicht auf die vorher erläuterte Prüfung des Abklingvorgangs durch eine Prüffolge mit wiederholter Prüfung auf Vorhandensein eines störungsbedingten Abklirigvorgangs 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

μ einer sprunghaften Abtastwertänderung und eines sich jeweils anschließenden störungsbedingten Abklingvorgangs wird gegenüber einer einmaligen Prüfung eine größere Anzahl von Prüfitchritten für die Entscheidung benötigt, ob die jeweilige sprunghafte Abtasiwertänderung 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 PrüfTolgen eingeleitet.

Es ist daher i. allg. vorteilhaft, wenn beim erneuten Auftreten einer sprunghaften Abtastwertänderung innerhalb einer bereits begonnenen Prüffolge, d. h. bei einer Abtastwertänderung, die durch eine Ubertragungsstörung verursacht sein kann, die bisherige Prüffolge abgebrochen und eine neue Prüffolge begonnen wird. Dies kann z. B. nach vorausgegangenen Abschnitten der Beschreibung dadurch gewährleistet ι ο sein, daß die Überschreitung der Toleranz K_ä durch eine Einzelabweichung bei der Prüfung auf Vorhandensein des Abklingvorgangs (eine solche Überschreitung kann u. a. infolge einer störungsbedingten sprunghaften Abtastwertänderung eintreten) oder eine ent- is sprechende Repräsentationswertänderung den Beginn einer neuen Priiffolge auslöst.

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

Statt rekonstruierter Abtastwerte, die dem zu untersuchenden rekonstruierten Abtastwert 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 Repräsentationswerte 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.

8. Erläuterungen zu einigen Begriffen
Abtastwert

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Oberbegriff, der für einen dem sendeseitigen Quellensignal entnommenen Originalabtastwert, einen sendeseitig oder empfangsseitig rekonstruierten Abtastwert sowie den nach einer Fehlererkennung korrigierten Abtastwert benutzt wird.

Abtastzeitpunkt

Diese Bezeichnung wird nicht nur im Sinne des diskreten Zeitpunktes verwendet, dem ein Abtastwert zuzuordnen ist Sie schließt vielmehr die Zeit A t (Ab- ω tastintervall) ein, die bis zum Auftreten des nächsten Abtastwertes vergeht Zur Abkürzung wird auch die Bezeichnung »Zeitpunkt« benutzt, wenn Eindeutigkeit gewährleistet ist. Zwischen dem Zeitpunkt, dem ein Originalabtastwert bzw. d?e zugehörige, zu übertragende Differenz zuzuordnen ist, und dem Zeitpunkt, in dem empfangsseitig der entsprechende rekonstruierte bzw. korrigierte Abtastwert zur Verfügung steht, kann ein zeitlicher Versatz von mehreren Abtastintervallen bestehen.

Differenz

Oberbegriff, der allgemein für das Ergebnis der Subtraktion von Zahlen gilt, sowie der Daten, durch die das Ergebnis dargestellt wird, und speziell für den jeweiligen Repräsentationswert der zu übertragenden Differenz zwischen einem Abtastwert und einem Bezugswert. (In der Bedeutung des genannten Repräsentationswertes wird außerdem das Wort Differenzwert benutzt.) Sofern der Repräsentationswert auf der Empfangsseite betrachtet wird (empfangene Differenz), kann er bei Vorhandensein von Übertragungsstörungen von dem entsprechenden Repräsentationswert auf der Sendeseite verschieden sein.

Prüfzyklus

Systematische Aufeinanderfolge von Prüfschritten zur Fehlererkennung und -korrektur, die mit der Untersuchung eines rekonstruierten Abtastwertes auf das Vorhandensein einer sprunghaften Abtastwertänderung beginnt, und im Anschluß an die bei Vorliegen einer solchen Änderung gegebenenfalls, d. h. bei Prüfung auf Mehrfachfehler, nach gleichartiger Untersuchung unmittelbar folgender rekonstruierter Abtastwerte, das Vorhandensein eines vorgegebenen Abklingvorgangs geprüft wird. Wird eine sprunghafte Abtastwertänderung nicht festgestellt, so besteht der betreffende Prüfzyklus nur aus einem Prüfschritt.

Rekonstruierter Abtastwert

Abtastwert, der durch die aus Addierer, Verzögerungsglied und Multiplizierer bestehende Rekonstruktionseinrichtung aus der Folge der in die Schaltung eingespeisten (Repräsentationswerte der) Differenzen gewonnen wurde. Als »rekonstruierter Abtastwert« wird in den Abschnitten 5 bis 7 zur Abkürzung insbesondere auch der empfangsseitig rekonstruierte Abtastwert bezeichnet.

Störungsbedingter Fehler

Durch Störungen auf dem Übertragungskanal verursachter Unterschied zwischen den empfangsseitig rekonstruierten Abtastwerten und den entsprechenden Abtastwerten auf der Sendeseite.

Verzögerungsglied

Dieser Begriff wird auch im Sinne der Begriffe »Verzögerungsausgleichsglied« und »Speicherglied« benutzt. Das heißt, es werden nicht nur eine Verzögerungszeit von einem Abtastintervall, sondern auch Bruchteile und Vielfache davon zugelassen.

Vollständiger Prüfzyklus

Systematische Aufeinanderfolge von Priifschritten zur Fehlererkennung und -korrektur, die mit der Feststellung einer sprunghaften Abtastwertänderung einsetzt, gegebenenfalls, d. h. bei Prüfung auf Mehrfachfehler, das Vorhandensein weiterer, sich anschließ Bender sprunghafter Abtastwertänderungen untersucht und nach Durchlaufen der für die Untersuchung des zugehörigen Abklingvorgangs vorgesehenen H Prüfschritte endet

Wert

Oberbegriff, der im Sinne eines Zahlenwertes sowie als allgemeine Bezeichnung für die jeweils betrach-

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 Weiten sollen auch Wertgruppierungen verstanden sein, in denen die einzelnen Werte mit Faktoren gewichtet sind.

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

Der Zeitpunkt f,- 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 betragsmäßigen Größen der Abtastwerte bzw. Repräsentationswerte oder anderer Werte können auch die diese Werte darstellenden Code-Wörter oder Elemente von Code-Wörtern der Datenprüfung und/oder -verarbeitung zugrunde gelegt werden.

Die beschriebenen Erkennungs- und KorrekUirmethoden sind selbstverständlich auch logisch umkehrbar.

Die für den Dämpfungsfaktor 0 < b < 1 getroffenen

ίο 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 = 1 lassen sich z. B. durch Wegfall der Multiplikation schaltungstechnische Vereinfachungen erreichen. Bei b = 1 führt der Abklingvorgang zu einem Parallelversatz als einer Grenzbedingung des Abklingvorganges.
Die Kriterien Sprung- und Abklingvorgang sollen nur als Spezialfälle für Impulsantworten in Systemen mit Differenzwertübertragung verstanden werden, die auch modifizierte DPCM-Systeme mit gesteuertem Quantisierer oder allgemein mit nichtlinearem Coder einschließen sollen. Der Prüfung z. B. des Auftretens 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 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, 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 Zeichnungen

Claims

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 räumlieh und/oder zeitlich benachbarten Abtastwert und/oder einem von solchen Abtasi werten 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 Impulsanfwortfunktion des Systems erfüllen, daß bei 2» Ermittlung 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, 2ί 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 unterdrückten Abtastwert folgenden Abtastwerlc der Ersatzwert bzw. die Ersatzfunktion oder -kombination zugrunde gelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sprungprüfung jeder Ab- r> tastwert darauf geprüft wird, ob seine Änderung gegenüber dem vorhergehenden Ablaslwcrt vorgegebene Beträge überschreitet und/oder innerhalb vorgegebener Tolcranzbereiche liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 4<> kennzeichnet, daß die auf einen als sprunghaft geändert ermittelten Abtastwert folgenden Abtastwertc wenigstens einmal darauf geprüft werden, ob sie nach wenigstens einer vorbestimmten Funktion verlaufen. 4>

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfung des Funktionsverlaufs der folgenden Abtastwertc dadurch erfolgt, daß ermittelt wird, ob diese Abtastwertc innerhalb eines Toleranzbereichs mit vorbestimm- w ten Funktionsverläufen übereinstimmen.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebenen Beträge Für die Ermittlung sprunghafter Abtastwertänderungen und/oder die Toleranz- v> bereiche 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, to 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 Kornbination der Einzelabweichungen 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 Abtastwerte unterdrückt und durch diesen Abtastwerten benachbarte bzw. von diesen Abtastwerten abhängige nicht als gestört ermittelte Abtastwerte oder eine von diesen Abtaslwerten 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 Fehlermustern verglichen und bei Feststellung einer Übereinstimmung mit einem Fehlermusler der sprunghaft veränderte Abtastwert durch benachbarte Abtastwerte oder davon abhängige Abtastwertc 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. deien Repräsentationen oder Codewörtern die empfangenen Differenzwerte 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 I, 10 oder II, dadurch gekennzeichnet, daß die Repräsentationen der zu übertragenden Differenzen und/oder die Aufeinanderfolge dieser Repräsentationen, Codewörter oder Codewörterclemcnte bzw. der Prüfschrittc 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 bündeiförmigen 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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