DE2848945C3

DE2848945C3 - Vorrichtung zum Übertragen stochastischer Informationen

Info

Publication number: DE2848945C3
Application number: DE2848945A
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Prof. Hoffmann; Jean-Pierre Cazeres Toulouse Verdier
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1977-11-09
Filing date: 1978-11-09
Publication date: 1982-08-26
Also published as: US4245341A; DE2848945A1; DE2848945B2; GB2009566A; GB2009566B; FR2408951B1; FR2408951A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen von stochastisch kodierten Informationen zwischen zwei entfernten Punkten.

Die stochastische Kodierung einer analogen oder numerischen Information χ besteht darin, daß diese Information einer willkürlichen diskreten Variablen X entspricht, deren statistischer Mittelwert P gleich χ ist. Eine besondere Anwendung des Prinzips ist der Fall, bei dem X eine aus Zuständen 0 und 1 gebildete binäre Zahl ist. In diesem Fall ist P die Wahrscheinlichkeit für 1.

Eine solche stochastische Kodierung wird bei bestimmten Recheneinrichtungen und Einrichtungen zum Umwandeln gegebener Zahlen sowie auch zum Übertragen von Informationen benutzt. Es sind bereits Vorrichtungen zum stochastischen Kodieren (oder Umwandeln) einer analogen oder numerischen Information bekannt, die eine Vergleichseinrichtung mit zwei Eingängen oder Anordnungen von Eingängen besitzen, von denen einer diese Information und der andere ein willkürliches Geräusch derselben Art (d. h. analog oder numerisch) aufnimmt, das aus einem Geräuschgenerator stammt. Ein solcher Geräuschgenerator besteht im allgemeinen aus einer Geräuschquelle wie einem Widerstand, einer Geräusch-Diode, einer Zenerdiode usw. Daher erscheint eine stochastisch kodierte Größe in der Form einer Impulsfolge. Diese Impulse sind solche, deren zeitlicher Mittelwert gleich der Anfangsgröße vor dem Kodieren ist.

Zum Übertragen stochastischer Informationen von einem Punkt zu einem anderen besitzt jede dieser Informationen eine eigene Leitung. Infolgedessen besitzt im Fall einer großen Zahl von zu übertragenden Informationen die Übertragungsstrecke eine genau so große Leitungszahl wie die Anzahl der Informationen, was mit Kosten verbunden ist und zu einer komplexen physikalischen Übertragungsstrecke führt.

Bei der Übertragung mehrerer analoger oder numerischer Informationen zum Vermeiden einer Übertragungsstrecke mit ebensoviel Leitungen wie zu übertragenden Informationen wird die Zeitmultiplexierung oder die Zeit-Demultiplexierung dieser Informationen zwischen dem Emissionspunkt und dem Aufnahmepunkt dieser Informationen vorgenommen. Daher werden die Informationen parallel eingegeben, in Serie übertragen und in parallele Informationen zurückver-

wandelt Die für eine solche ÜDertragung bestimmten Multiplexer und Demultiplexer enthalten jeweils Mittel zum synchronen Adressieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Übertragung durch Multiplexen von stochastischen

ίο Informationen zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Infolge der Adressierung durch das willkürliche Geräusch mit der Wahrscheinlichkeit von 0,5 wird jede stochastische Information willkürlich während einer Zeit übertragen, die dem Quotienten entspricht, der aus der zur Übertragung dieser Informationen bestimmten Gesamtzeit und die Zahl der zu übertragenden Informationen gebildet ist Wenn der korrespondierende Informationsverlust im Ergebnis in der Übertragungsqualität nachteilig ist, kann der Sache mindestens zum Teil durch Erhöhen der Frequenz des Geräuschgenerators abgeholfen werden, der zum stochastischen Kodieren dient, was ein Erhöhen der Zahl der diese Informationen darstellenden Bits bedeutet.

Vorzugsweise sind die Adressiereinrichtungen Schieberegister.

Die Figuren der Zeichnung dienen der Erläuterung der Erfindung. In diesen ist

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zum Übertragen stochastischer Informationen, und Fig.2 ein Diagramm der Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1.

Die Vorrichtung zum Übertragen stochastischer Informationen, die in F i g. 1 gezeigt wird, enthält an der Emissionsseite einen numerischen Multiplexer I mit mehreren parallelen Eingängen 2 und einen einzigen Ausgang 3. Am Multiplexer liegt eine Adressiereinrichtung 4, die aus einem Schieberegister besteht. An der Aufnahmeseite enthält die Vorrichtung einen numerischen Demultiplexer 5 mit einem einzigen Eingang 6 und mehreren parallelen Ausgängen 7. Zum Demultiplexer 6 gehört eine Adressiereinrichtung 8, die aus einem Schieberegister besteht.

Der Eingang 6 des Demultiplexers 5 ist mit dem Ausgang 3 des Multiplexers I durch eine einzige Verbindungsleitung 9 verbunden. In gleicher Weise sind die Zeitgebereingänge der Schieberegister 4 und 8 untereinander durch eine einzige Zeitgeberleitung tO verbunden, die selbst mit einem ein willkürliches Geräusch mit der Wahrscheinlichkeit von 0,5 erzeugenden Generator 11 verbunden ist. Somit ist jeder der Eingänge 2 oder der Ausgänge 7 willkürlich und mit gleicher Wahrscheinlichkeit wirksam gemacht. Das Wirksammachen eines Eingangs 1 ist immer von dem desselben Ausgangs 7 begleitet.

Die Diagramme nach F i g. 2 zeigen die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1, wenn drei stochastische Eingangssignale A, B und C an den Eingängen des

Multiplexers 1 liegen und entsprechend zu drei

stochastischen Ausgangssignale A', B' und C" werden, die an den Ausgängen 7 des Demultiplexers 5 auftreten.

Bei dem betrachteten Beispiel besitzen die drei stochastischen Signale entsprechende Werte, die gleich i6/₃₆₎ i8/_{36 unc}i i2/₃₆ Sj_nJ₁ die beim Teilen der Zahl der Zustände von 1 jedes Signals durch die größte Zahl der Wahrscheinlichkeiten des Zustands 1 in diesem Signal

erhalten werden.

An den Ausgängen 7 des Demultiplexers 5 werden die Signale A', B'und C erhalten, von denen jedes einem Drittel der Übertragungszeit entspricht Das Signal A' entspricht der Übertragung des Signals A während des ersten Drittels der Übertragungszeiten, das Signa! B' der Übertragung während des zweiten Drittels der Übertragungszeit und das Signal C der Übertragung des Signals C während des letzten Drittels der Übertragungszeit Natürlich wird, obgleich zum Ve· einfachen der Erläuterung und der Zeichnungen die Zeit-Multijjiexierung in geordneter Weise dargestellt worden ist, diese willkürlich durchgeführt.

Daher sind wegen der multiplexen Übertragung die Amplituden der Signale A', B' und C die Drittel der Signalamplituden, die A, B und C vor dem Multiplexen entsprechen.

Die Übertragung eines stochastischen Signals durch Multiplexen, dem ein Demultiplexen folgt, ergibt daher die Teilung der Amplitude dieses Signals durch die Zahl der zu übertragenden Signale. Dieser Nachteil kann durch entsprechendes Erhöhen der Frequenz des Geräuschgenerators beseitigt werden, der der Kodierung der analogen oder numerischen Signale dient, die einmal kodiert die Signale A, Sund Cergeben.

Die stochastische Kodierung eines analogen oder numerischen Signals kann durch Einführen dieses Signals in eine Vergleichseinrichtung bewirkt werden, die auch ein willkürliches Geräuschsignal aufnimmt Somit wird beim Erhö.ien der Frequenz des willkürlichen Geräusches vom Kodieren auch die Zahl der die Information darstellenden Bits erhöht, d. h. es wird eine

^rj sehr feine Kodierung erhalten.

Die Verbindung von Informationen erfordert kein Paritätsbit und die Informationen müssen die Informationen ihrer eigenen Adressierung nicht tragen.
Wenn auf die Verbindungsleitung 9 eine Störung

ι ο gelangt, wird nur die Genauigkeit des Signals beeinflußt Der Wert des Signals wird nicht vollständig verfälscht, wie dies bei einer numerischen Übertragung sein könnte. Wenn die Taktgeberleitung 10 von einem Störsignal beeinflußt wird, kann es eine Verschiebung zwischen den Adressen von dem Multiplexer und Demultiplexer bewirken. Beispielsweise ist das Signal A an seinem Eingang 2 vorhanden, während der wirksame Ausgang 7 dem Signal B oder C entspricht. Das Signal Λ'wird somit auf einer anderen Zeitung liegen. Da aber der Störimpuls aus dem Schieberegister 4 oder 8 heraustritt, wird die Situation normal. Dies erfolgt sehr rasch, weil die Arbeitsfrequenzen des Geräuschgenerators 11 sehr hoch sind, d. h. in der Größenordnung von einigen MHz liegen.

Die Vorrichtung erlaubt eine präzise und originaltreue Informationsübertragung, wie sie z. B. an Bord von Flugzeugen erforderlich ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Übertragen von stochastisch kodierten Informationen, dadurch gekennzeichnet, daß ein numerischer Multiplexer und Demultiplexer vorgesehen sind, die durch eine Serienübertragungsleitung verbunden sind und je von einer Adressiereinrichtung gesteuert werden, und daß die Adressiereinrichtung des Multiplexers und die des Demultiplexers selbst von einem gemeinsamen, ein zufälliges Geräusch mit der Wahrscheinlichkeit von 0,5 erzeugenden Generator gesteuert werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressiereinrichtungen Schieberegister sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die zu übertragenden Informationen mittels eines iCodiergeväuschgenerators stochastisch kodiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz dieses Kodiergeräuschgenerators zum Kompensieren des Teils der Amplitude der Informationen geregelt wird, die sich aus der Übertragung ergeben.