DE2251677A1

DE2251677A1 - Schaltungsanordnung zur bestimmung von zonen hoher ereignisdichte

Info

Publication number: DE2251677A1
Application number: DE19722251677
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Haller; Hans Juergen Dipl Ing Matt; Max Dipl Ing Proegler
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1972-10-21
Filing date: 1972-10-21
Publication date: 1974-04-25
Also published as: NL7314454A; FR2204089A1; FR2204089B1; GB1406549A; IT995984B

Description

"Schaltungsanordnung zur Bestimmung von Zonen hoher Ereignisdichte"

Die Erfindung "betrifft eine

Schaltungsanordnung zur Bestimmung von Dichtezonen in einem Digitalsignal, wobei d und mehr Ereignisse in einer Folge von IT Ziffern anzeigen, daß die gesuchte Dichte erreicht oder überschritten ist.

Ua. den Einfluß von Störungen bei Nachrichtenübertragungen über gestörte Kanäle auf die eigentliche Nachricht so klein /ie möglich zu halten, werden verschiedene Maßnahmen angev/endst. Zum einen werden die Nachrichten mit EiIfe der Recundans gseigneter Codes geschützt und zum anderen versucht

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nan, mit analog arbeitenden Geräten Aussagen über den momentanen Kanalzustand zu gewinnen, um zusätzliche Sicherheit bzw. höhere Informationsraten zu gewinnen. Bisher werden beide Methoden bevorzugt bei allgemeinen Rückmelde-systemen angewendet.

Ia Bereich der 7orwärtskorrektursysteme finden gelegentlich auch analoge Meßmethoden Anwendung für Kanäle, die gauß'sches Rauschen aufweisen, um dem Decoder die Entscheidung unter mehreren Korrekturmöglichkeiten zu erleichtern bzw. um die Sicherheit einer Entscheidung zu vergrößern. Diese unter dem liamen "soft-decision^tf bekannt gewordenen Systeme verwenden im Empfänger einen Analog-Digitalwandler, der den zu jedem ümpfangsbit zugehörigen analogen Empfangspegelwert quantisiert und in einem Speicher ablegt. Der Decoder sucht nun unter allen möglichen Codeworten_t die in der liähe des Empfangswortes liegen, dasjenige aus, was dem analogen Empfangswort am meisten ähnelt. Diese Verfahren der "maximum-likelihood-detection" sind jedoch nur auf Kanälen mit gauß'schem Rauschen und aus Aufwandsgründen bei relativ kurzen Code-Blocklängen verwendbar.

Kanäle, die eine sehr inhomogene Störstruktur aufweisen und

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Fehler somit sowohl statistisch verteilte/als auch Fehlerbündel zeigen, sind mit einer einzigen Codierstufe · kaum beherrschbar. Deshalb werden hier verwiegend Codespreizung oder mehrstufige Codierungsverfahren angewendet. Die einzelnen Decoderstufen in einem System mit mehrstufiger Codierung können nun auf Grund der Beschaffenheit der verwendeten Codes aus den Empfangsworten indirekt Informationen über die momentanen Eigenschaften des' verwendeten Kanals abgeben. Solche Anzeigesignale sind

bei einem Decoder für statistische Fehlerkorrektur:

51 Block erkennbar fehlerhaft (Syndrom / 0)

52 Block korrigierbar, η Bits wurden geändert

53 Block unkorrigierbar, weil die Korrekturkapazität des Code überfordert ist

bei einem Decoder für Fehlerbündelkorrektur:

54 Block erkennbar fehlerhaft (Sydrom / 0)

55 Block korrigierbar, ein Fehlerbündel der Länge L und der Fehlerdichte ρ ·, wurde korrigiert.

56 Block unkorrigierbar, weil die Korrekturkapazität • des Code überfordert ist.

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m Falle, daß ein fehlerhafter Block exakt eines Coöewort entspricht, kann ein Decoder keine Aussagen mehr machen. Dies tritt jedoch nur ganz selten auf, so daß eine Häufung eben genannter Anzeigen eine Aussage über den Kanalzustand gestattet. Ferner kann eine Codestufe auch so ausgelegt

Fehler sein, daß sie sowohl statistische/als aucn Fehlerbündel korrigiert, wobei dann Aussagen für beide Decodieralgorithnien vom Decoder abgegeben werden können. Als weitere Informationsquelle über die momentanen Störungen im Kanal dienen alle analogen Signalüberwachungsgeräte und Verfahren, die feststellen, ob ein Empfangssignal im Toleranzbereich eines Sollwertes liegt (Empfangspegel, -frequenz, - amplitude, - phase, -schrittdauer) und die, wenn dies nicht der Fall ist., eine Störungsanzeige liefern. Solche Geräte werden im folgenden kurz als Störungsdetektoren bezeichnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, mit der es möglich ist, Zonen bestimmter Ereif~nisdichte festzustellen und hieraus Steuersignale abzuleiten.

Lie Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein N-stelliges Schiebe-

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register, ein mod 2-Addierer, ein Vorwärts-Rückwärtszähler und eine Abfrage, ob der Zählerstand gleich oder größer d ist, sowie eine Steuerung vorgesehen sind, wobei die Steuerung bewirkt, daß in Zähler immer exakt die Zahl steht, die der Anzahl der Ereignisse im Schieberegister entspricht und daß ein Ausgangssignal abgegeben wird, wenn die Anzahl dieser Ereignisse größer oder gleich d ist.

Die Erfindung erlaubt es, die in Datenübertragung^systemen mit vorzugsweise mehreren unverketteten Codierungsstufen vorhandene Systemredundanz mit relativ geringem Aufwand nutzbar zu machen und damit die Ausnutzung der Coderedundanz zu verbessern und die Sicherheit der Übertragung zu vergrößern.

Die Erfindung ist jedoch auch bei nur einer Codierungsstufe vorteilhaft anwendbar, wenn diese Stufe so aufgebaut ist, daß sie wahlweise statistisch verteilte Fehler oder Fehlerbündel korrigieren kann. Die erfindungsgemäße Schaltung liefert hierbei die Entscheidung, ob nach der einen oder anderen Art die-Fehler zu korrigieren sind.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

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Die- Eraignisme!düngen S1 werden einen Schieberegister R1, d e.^c; ye η Gtellonzahl gleich der Zonenlänge i* ist urx einen ersten Eingang eines UIvD-Gliedes 2 zugeführt. Aa Ausgang des Schieberegisters befindet sich der erste Eingang eines UND-Gliedes 3> dessen Ausgangsignal den ersten Eingang eines mod 2-Addierers 4· zugeführt wird. Der zweite Eingang dieses nod 2-Addierers ist mit dem Ausgang des UIiD-GIiedes verbunden.Die Ausgangssignale des nod 2-Addierers gelangen zu einen UND-Glied 5» dessen Ausgangsimpulse ein Zähler 7 zählt. Dieser Zähler kann vorwärts und rückwärts zählen, und wird von Ausgangssignal des UND-Gliedes 3 in der Zählrichtung gesteuert. Gleichzeitig wird das Ausganessignal des UIiD-Gliedes 3 dem ersten Eingang eines UND-Gliedes 6 zugeführt, dessen Ausgangsimpulse ein Zähler 8 stets rückwärts zählt. Der Ausgang des Zählers 7 ist mit einen Konparator 9 und den Zähler 8 verbunden.Ferner sind der Ausgang des Konparators 9, der Ausgang des UKD-Gliedes 3 und der Ausgang des Zählers an ein Steuerwerk 10 angeschlossen. Steuerleitungen führen voi Steuerwerk zun zweiten Eingang des UITD-Gliedes 2, zun zweiten Eingang des üIvD-Gliedes 3 und zun Zähler 3. Ein ΓortεchaIttakt T1 liegt an Schieberegister, am zweiten Eingang des UI'ID-Gliedes 5 und an zweiten Eingang ces TJIO-C-Iiec-3c

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sowie an den Steuerwerk.

Die Arbeitsweise der Schaltung ist folgende: Das Ereignissignal, beispielsweise ein Digitalsignal aus ITullen und Einsen, wobei "i" ein Ereignis darstellt, wird in das Schieberegister Hi eingegeben. Dieses Signal gelangt gleichzeitig über das UND-Glied 2 in den mod 2-Addierer Der Zähler 7 zählt dabei die an seinem Eingang auftretenden Einsen und zwar vorwärts, wenn das Ausgangssignal S7 des UND-Gliedes 5 eine Hull und rückwärts, wenn S7 gleich i ist.

Beginnt die Schaltung au arbeiten, so sind zunächst am zweiten Eingang des UND-Gliedes 3 das Steuersignal S'8 gleich Null und aia zweiten Eingang des UND-Gliedes 2 das Steuersignal S9 gleich Eins. Dadurch gelangen während IT Takte Ti

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die Signale Si am Eingang des /TRT~"unverandert über das UND-Glied 2 und den mod 2-Addierer auf den Zähler 7· Da S7 gleich 2vu.ll, zählt dieser Zähler vorwärts und zeigt nach IT Takten die Anzahl der Einsen an, die im Signal Si enthalten waren.

Nach dem Einlaufen der ersten N Meldungen, schaltet die Steuerung das Signal S8 auf "i".

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Dadurch, wird das UND-Glied 3 für aus dem Schieberegister auslaufende Einsen durchlässig. Nun werden weitere Bits des Signals S1 verarbeitet. Wenn hierbei eine Eins zusätzlich in das Register aufgenommen wird, so erhöht sich der Zählerstand des Zählers 7 um Eins, bleibt die Anzahl der Einsen im Register konstant, so bleibt auch der Zähler auf seinem Wert stehen und wird die Zahl der Einsen im Register um eine Eins verringert, so erniedrigt sich auch der Zählerstand um eine Eins. Der Zählerstand des Zählers 7 gibt somit immer die Anzahl der Einsen im Register R1 an.

Der Zählerstand des Zählers 7 wird über ein Leitungsbündel einem Komparator 9 und dem Zähler 8 zugeführt, überschreitet nun der Zählerstand des Zählers 7 eine vorgegebene Zahl d , die eine relativ hohe Dichte von Ereignissen kennzeichnet, so schaltet das Steuerwerk 10 bei der nächst folgenden Eins im Signal S7 das Ausgangsignal S12 der Steuerung 10 auf Eins. Dadurch wird der Anfang einer Zone hoher Ereignisdichte angezeigt.

Im weiteren zeitlichen Ablauf wird der Zähler 7 infolge

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einer Abnahme der Ereignisse den. Wert d wieder unterschreiten. Zu diesem Zeitpunkt veranlaßt das Steuerwerk durch ein Signal S10, daß der Wert des Zählers 7 über das Leitungsbündel 71 in den Zähler 8 eingeschrieben wird. Der Zähler 8 zählt nun bei jeder Eins im Signal S7 abwärts, bis er den Vert O erreicht hat. Damit ist das Ende der Zone .vorgegebener Ereignisdichte gefunden. Der Zähler 8 signalisiert durch ein Signal S11 dem Steuerwerk seinen.Zählerstand 0 und das Steuerwerk setzt dadurch sein Ausgangssignal S12 wieder auf 0.

Kurz darauf kann eine neue Überschreitung des Grenzwertes d den Beginn einer neuen hohen Dichte anzeigen. Der gleiche Arbeitsvorgang wie beschrieben wird dann wiederholt.

In einem Nachrichtensystem mit zwei Decodierern, von denen der erste zum Verarbeiten relativ kurzer Blocklängen (etwa 20 bis 120 Bit) und zur Korrektur statistisch verteilter 3'ehler ausgebildet ist und der zweite Decodierer größere Blocklängen (etwa 3000 bis I5OOO Bit) verarbeitet und vorzugsweise J?ehlerbündel korrigiert, kann beispiels'.feise das Signal S1 = 1 vom ersten Decodierer für einen fehlerhaft erkannten Datenblock abgegeben werden. Eür fehlerfreie

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Datenblöcke wird dann S1 » 0 gemeldet. Als Takt T1 ist in diesem Fall der Blocktakt zu wählen. Der Grenzwert d ergibt sich al? Erfahrungswert bein Decodiervorgang und wird so eingestellt, daß S12 den Ort und die Länge eines Fehlerbündels für den zweiten Decodierer meldet.

Ist der erste Decodierer umschaltbar von Korrektur statistisch verteilter Fehler auf Fehlerbündel-Korrektur, so kann alt einem niedriger eingestellten Grenzwert d eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung auch dazu benutzt werden, um die Entscheidung für die Umschaltung durch das Signal S12 zu treffen. Auch hierbei wird das Signal S1 = 1 für jeweils einen gestörten Datenblock des ersten Decodierers und der dazugehörige Blocktakt T1 der Schaltungsanordnung ac Eingang zugeführt.

Das Signal Si für einen gestörten Datenblock kann auch von eine- Störungsdetektor der Schaltungsanordnung zugeführt werden.

Ebenso ist es möglich, mit der erfindungsgecäSen. Schaltungsanordnung eine eventuelle Fehlerbündelkorrektur des ersten

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Decodierers zu steuern. Hierzu können als Signal S1 die "bitweisen Störungsiaeldungen eines Stördetektors verwendet werden, wo"bei T1 darin gleich dem Kanaltakt sein muß.

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Claims

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Pat e η t a η s prü c h e ·'■

Schaltungsanordnung zur Bestimmung von DichteZonen in einen: DigitalGignal, wobei d und mehr Ereignisse in einer Folge von N Ziffern anzeigen, daß die gesuchte Dichte erreicht oder überschritten ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein K-stelliges Schieberegister, ein mod 2-Addierer, ein Vorv/ärts-Rückv.'ärts-Zähler und eine Abfrage, ob der Zählerstand gleich oder größer d ist, sowie eine Steuerung vorgesehen sind, wobei die Steuerung bewirkt, da£ in Zähler immer exakt die Zahl steht, die der Anzahl der Ereignisse im Schieberegister entspricht und daß ein Ausgangssignal abgegeben wird, wenn die Anzahl dieser Ereignisse größer oder gleich d ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Verwendung als Einrichtung zur Fehlerdichtenessung in einem Datensicherungsempfänger, wobei die Meldungen eines ersten Decodierers und/oder eines Stördetektors über fehlerhafte Datenblöcke ausgewertet werden Lind aas Ergebnis der Auswertung zur Fehlerbündelkorrektur in eiaeia zweiten Decodierer verwendet wird.:

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