DE3526914A1 - Verfahren zur gegen buendelfehler unempfindlichen blockweisen rbertragung digitaler daten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gegen Bündelfehler unempfindlichen blockweisen Übertragung digitaler Daten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Die Übertragung von Daten von einem Sender an einen Empfänger erfolgt durch Codewörter. Diese Codewörter bestehen aus einer Anzahl von Bits. Treten bei der Übertragung von solchen Codewörtern Fehler auf, so kann sich dies sehr störend auswirken. Aus diesem Grunde sind viele Methoden zur Fehlererkennung und Fehlerkorrektur ausgedacht worden. Die einfachste Methode besteht darin, daß jedes Wort einmal wiederholt wird. Um jedoch entscheiden zu können, welches der beiden Wörter das fehlerhafte ist, muß man doch weitere Maßnahmen treffen. Bei einigen anderen Verfahren erzeugt man zyklisch redundante Kontrollwörter, indem man zwei Datenwörter summiert und so ein neues Wort erhält. Mit jedem Datenwort werden zwei Kontrollwörter gebildet, die sich unterscheiden. Sind zwei von diesen drei Wörtern unbeschädigt, so kann das dritte Wort berechnet werden. Diese Methode erfordert jedoch einen großen Rechenaufwand.

Ein anderes Verfahren besteht in der Paritätskontrolle. Hierbei werden zwei Wörter Bit für Bit addiert, wobei man ein Wort erhält, das die gleiche Anzahl von Bits besitzt wie die Originalwörter. Sollte man später festellen, daß eines der drei Wörter fehlerhaft ist, so kann es aus den beiden anderen berechnet werden.

Ein weiteres Verfahren zur Fehlerkontrolle ist das Überzahl- oder Redundanz- Verfahren. Bei diesem Verfahren wird jedes Bit mehrmals gesendet.

Es ist nach den vorhergehenden Ausführungen nicht besonders schwierig, einen Einzelfehler zu korrigieren. Betrifft der Fehler jedoch ein ganzes Bündel von Daten, so ist die Rekonstruktion des urspünglichen Datenwortes nicht mehr möglich. Deshalb werden die Daten nach einem vorgegebenen Muster verschachtelt. Üblicherweise werden die Codewörter so verschachtelt, daß neue Codewörter gleicher Länge entstehen, in denen ein bestimmtes Bit i des Eingangscodewortes sich als i-tes Bit des i-ten darauf folgenden Codewortes wiederfindet. Auf der Empfängerseite werden die Daten dann nach demselben Muster wieder entflochten, so daß man dann sofort einen eventuellen Fehler erkennen kann. Infolge der Redundanz der Codewörter wirkt sich dieser Fehler jedoch nicht aus (Spektrum der Wissenschaft, Februar 1985, Seite 99, Bild 7). Damit können aber nur Bündelfehler geringer Länge korrigiert werden und das Verfahren ist sehr aufwendig.

Die Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur blockweisen Übertragung digitaler Daten, bei dem die Daten wortweise mit einem Einfach- oder Mehrfachfehler erkennenden bzw. korrigierenden Verfahren codiert werden und die Übertragung der Codewörter so erfolgt, daß die Einzelbits eines Codewortes nicht unmittelbar aufeinanderfolgend, sondern sendeseitig nach einem regelmäßigen oder zufälligen Verfahren im Datenübertragungsblock verteilt gesendet und empfängerseitig nach einem reziproken Verfahren in der ursprünglichen Anordnung zusammengestellt werden, das gegen Bündelfehler unempfindlich ist und mit einfachen technischen Mitteln anzugeben ist. Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im Patentanspruch angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel an Hand von Zeichnungen näher erläutert.

Bei der üblichen Übertragung von Daten werden Bits i _n . . . i _m eines Codewortes i unmittelbar aufeinanderfolgend übertragen, so daß durch Bündelfehler im allgemeinen mehr als ein Bit, unter Umständen eines oder mehrere Codewörter zur Gänze gestört werden.

Bei dem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs wird darauf geachtet, daß aufeinanderfolgend übertragene Bits zu unterschiedlichen Codewörten gehören, so daß die Wahrscheinlichkeit, daß ein Bündelfehler mehr als ein Bit eines Codewortes oder gar ein ganzes Codewort stört, außerordentlich klein ist, wodurch die üblichen fehlerkorrigierenden Codes zur Korrektur der entstandenen Fehler wirksam eingesetzt werden können.

Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, sollen bei der digitalen Datenübertagung m Wörter zu n Bits übertragen werden. Das erste Wort besteht beispielsweise aus den Bits i ₁, j ₁, k ₁, . . . n ₁. Das zweite Wort besteht aus den Bits i ₂, j ₂, k ₂ . . . n ₂.

Nach dem gleichen Schema folgen das dritte und die folgenden Wörter bis zum m-ten mit den Bits i _m , j _m , k _m . . . n _m . Diese Wörter liegen bereits in einer Form vor, die gegen Einzelfehler schützt.

Nach der Erfindung werden n Übertragungswörter zu m Bits gebildet, wobei das erste Wort aus den i-Bits aller Datenwörter, d. h. i ₁, i ₂, i ₃ . . . i _m besteht. Das folgende besteht aus allen j-Bits, also j ₁, j ₂, j ₃ . . . j _m ; das dritte aus allen k-Bits, also K ₁, K ₂, K ₃ . . . k _m . So wird weiter verfahren bis zu dem Wort, das aus den n-Bits besteht, also n ₁, n ₂, n ₃ . . . n _m . Auf der Empfängerseite werden die Übertragungswörter wieder in reziproker Weise in Datenwörter entflochten. Ein Bündelfehler innerhalb der Übertragungswörter, der nicht mehr als m übertragene Bits betrifft, führt höchstens zu einem Einzelfehler pro Datenwort und bleibt nunmehr ohne Bedeutung, da ein fehlerhaftes Bit pro Wort rekonstruierbar und damit korrigierbar ist.

Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß einfache fehlerkorrigierende Codes, die zum Beispiel über ROM codierbar bzw. decodierbar sind, angewendet werden können. Das Verflechtungs/Entflechtungsverfahren ist durch Bauelemente mit regelmäßiger Strukturierung realisierbar und daher sehr kostengünstig.

Claims (1)

1. Verfahren zur gegen Bündelfehler unempfindlichen blockweisen Übertragung digitaler Daten, bei dem die Daten wortweise mit einem Einfach- oder Mehrfachfehler erkennenden bzw. korrigierenden Verfahren codiert werden und die Übertragung der Codewörter so erfolgt, daß die Einzelbit eines Codewortes sendeseitig nach einem regelmäßigen oder zufälligen Verfahren im Datenübertragungsblock verteilt gesendet und empfängerseitig nach einem reziproken Verfahren in der ursprünglichen Anordnung zusammengestellt werden,
   dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Codewörter bitspurweise erfolgt, bis aus jedem Codewort jedes Bit übertragen ist.