DE3523247A1 - Einrichtung zur datenreduktion binaerer datenstroeme - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Datenreduktion binärer Datenströme bei stark unterschiedlichen Symbolwahrscheinlichkeiten.

Bei messtechnischer Erfassung von Übertragungsfehlern bei der Datenübertragung entstehen große Datenmengen, die nur schwer speicherbar sind. Da bei wenig Übertragungsfehlern das Symbol für einen Fehler wesentlich seltener vorkommt als das Symbol für keinen Fehler, ist man bemüht, hierbei die Datenmenge zu reduzieren. Dieses Problem tritt bei allen großen Datenmengen auf, die stark unterschiedliche Symbolwahrscheinlichkeiten haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung anzugeben zur Reduzierung der Datenmengen im Falle stark unterschiedlicher Symbolwahrscheinlichkeiten.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einer Einrichtung mit einem in den Datenweg eingefügten Coder zur Codierung der Abstände des weniger häufig auftretenden Symbols, in dem ein Abstand in eine Anzahl Codewörter umgesetzt wird.

In vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß die Zahl der Codewörter pro Abstand variabel ist, und daß von den acht zu einem Byte zusammengefaßten Bits des seriellen Datenstroms sieben Bits für die binäre Codierung des Abstandes verwendet werden und das achte Bit die Information für ein gegebenenfalls erforderliches weiteres Byte zur Codierung des Abstandes enthält. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 die Einrichtung in einem Blockschaltbild und

Fig. 2 in einer grafischen Darstellung den Datenreduktionsfaktor der Abstandscodierung.

Im Blockschaltbild nach Fig. 1 ist mit 1 eine Nachrichtenquelle bezeichnet, mit 2 ein dieser nachgeschalteter Coder und mit 3 eine Nachrichtensenke. Die Nachrichtenquelle 1 erzeugt binäre Daten (Symbole P und Q ) mit den Wahrscheinlichkeiten p und q=1-p. Für stark unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten, d.h. p»q oder q»p wird durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen, nämlich die Codierung der Abstände des weniger häufig auftretenden Symbols und Umsetzung eines Abstandes in eine Anzahl Codewörter eine erhebliche Reduzierung der Datenmenge erreicht. Die Zahl der Codewörter pro Abstand ist variabel und wird dadurch der Größe des Abstandes angepaßt.

Acht Bits des seriellen Datenstroms werden bei direkter Aufzeichnung zu einem Byte zusammengefaßt. Danach gilt für n Bits

Folgende Betrachtungen gelten für den Fall, daß p«1-p ist: Es werden nicht alle Datenbits gespeichert oder übertragen, sondern nur die codierte Abstandslänge zweier Symbole P. Dabei wird folgendermaßen codiert: pro Byte werden sieben Bits für die binäre Codierung des Abstands verwendet. Das achte Bit enthält die Information, ob ein weiteres Byte zur Codierung des Abstandes notwendig ist oder nicht. Es werden so viele Bytes verwendet wie zur Codierung des Abstandes notwendig ist. Mit fünf Bytes kann folgender Abstand A codiert werden:

Das Verhältnis der Zahl der Bits nach der Codierung zur Zahl der Bits vor der Codierung wird als Datenreduktionsfaktor definiert. Bei gleichverteilten Symbolen P der Wahrscheinlichkeit p ergibt sich die Abstandsverteilung zu:

F(A) gibt dabei die Wahrscheinlichkeit an, daß der Abstand zweier Symbole P größer oder gleich A ist.

Aus den Gleichungen (2) und (3) läßt sich der Datenreduktionsfaktor R in Abhängigkeit der Wahrscheinlichkeit p berechnen.

Er ergibt sich zu:

Aus dieser Gleichung ergibt sich, daß bei Gleichverteilung der Symbole P eine Datenreduktion für p ≦ωτ 10% erfolgt. Sind die Symbole P nicht gleichverteilt, sondern kommen gebündelt vor, ist der Datenreduktionsfaktor bei gleicher mittlerer Symbolwahrscheinlichkeit p erheblich günstiger, da lange Abstände vorkommen, bei denen der Reduktionsfaktor sehr günstig ist.

Fig. 2 zeigt die grafische Darstellung des Datenreduktionsfaktors R in Abhängigkeit von der Wahrscheinlichkeit p entsprechend Gleichung (4), wobei beide Werte im logarithmischen Maßstab aufgetragen sind.

Claims (3)

1. Einrichtung zur Datenreduktion binärer Datenströme bei stark unterschiedlichen Symbolwahrscheinlichkeiten, gekennzeichnet durch einen in den Datenweg eingefügten Coder zur Codierung der Abstände des weniger häufig auftretenden Symbols, in dem ein Abstand in eine Anzahl Codewörter umgesetzt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Codewörter pro Abstand variabel ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von den acht zu einem Byte zusammengefaßten Bits des seriellen Datenstroms sieben Bits für die binäre Codierung des Abstandes verwendet werden und das achte Bit die Information für ein gegebenenfalls erforderliches weiteres Byte zur Codierung des Abstandes enthält.