DE3527726A1 - Verfahren zur gesicherten datenuebertragung - Google Patents
Verfahren zur gesicherten datenuebertragungInfo
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- H03M13/27—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes using interleaving techniques
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gesicherten
Datenübertragung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 2.
Zur Übertragung von digitalen Daten werden üblicherweise
für die Korrektur von statistisch verteilten Fehlern
zyklische Blockcodes verwendet. Diese Codes weisen einen
linearen systematischen Blockaufbau auf und sind mittels
rückgekoppelter Schieberegister relativ unaufwendig zu
realisieren.
Bei schwergestörten Datenkanälen, insbesondere bei Burst-
Fehlern, ist die Sicherung einer Datenübertragung problematisch.
Es wurde hierfür eine Mehrfachübertragung vorgeschlagen,
wobei ein Bose-Chaudhuri-Hocquenghem (BCH)-Code
127,78 verwendet wird und die Übertragung des Rahmens orthogonal
zur Blockstruktur erfolgt (Draft EUROCOM D/1, IA9 vom
Mai 1981). Durch dieses Vorgehen werden die Burst-Fehlerbits
auf mehrere Blöcke verteilt und können somit regeneriert
werden, wodurch eine wesentlich größere Burstlänge als 7 Bit,
welche der genannte 127,78-BHC-Blockcode zu verarbeiten
imstande ist, zugelassen werden kann. Dieses Bit-Interleaving-
Verfahren hat aber bei einer kleinen Anzahl N zu übertragenden
Blöcke den Nachteil, daß bei sehr großen Burstlängen
mehrere Spalten-Bits gestört sein können, wodurch die
Vorwärtskorrektur nicht mehr möglich ist. Man hat deshalb eine
Mehrfachübertragung (Block Interleaving) vorgeschlagen, die
es gestattet, eine Mehrheitsentscheidung durchzuführen und
das am häufigsten erkannte Wort als richtig übertragen
decodiert wird.
Dieses Verfahren des Block-Interleavings erlaubt allerdings,
daß bei einer gezielten Anwendung von Hochenergiestörern mit
kritischer Frequenz der Burst-Folge bzw. bei einer gezielten
periodischen Störung mit einer Folgefrequenz, die der Anzahl
oder einem ganzen Vielfachen der verwendeten "Zeilenzahl"
entspricht, alle bitpositionsgleichen Informationen gleichartig
verfälscht werden und damit im Falle eines Nicht-Bit-
Interleaving-Verfahrens ganze Blöcke gestört oder gelöscht
werden oder im Falle des Bit-Interleaving-Verfahrens auf
jeden Fall die Mehrheitsentscheidung falsche Werte liefert.
Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren anzugeben, das es erlaubt, die Restfehlerrate
bei der eingangs genannten Datenübertragung mit Vorwärtskorrektur
(FEC) auch bei sehr stark gestörten Datenkanälen
weiter zu senken. Eine Mehrfachübertragung ist hierbei
Grundvoraussetzung. Jedoch sollten zusätzlich die Aufwände für
ein solches Verfahren reduziert werden können.
Die Lösung erfolgt mit den gekennzeichneten Merkmalen des
Anspruchs 1 oder 2. Optimale Ausgestaltungen ergeben sich
durch die Unteransprüche.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen darin,
daß durch die Verwendung von relativ kurzen BCH-Codes der
Rechneraufwand sowohl auf der Sender- als auch auf der
Empfangsseite wesentlich verkleinert werden kann. Auch können
aufgrund der verwendeten kurzen BCH-Codes größere Burstlängen
verarbeitet werden, da die Anzahl N der Blöcke entsprechend
vergrößert wird. Durch die zyklische Vertauschung der
zeitlichen Lage der N Blöcke oder der Block-Bits innerhalb
des Blockes ergibt sich der Vorteil, daß Burst-Störungen
jeweils andere Bitpositionen treffen und damit eine höhere
Wahrscheinlichkeit besteht, mit Mehrheitsentscheidung
erkannt und eleminiert werden zu können.
Durch die "Tactical Communications Systems" von EUROCOM (D/1,
IA9 vom September 1984) ist zwar ein Mehrfachübertragungsverfahren
mit Block-Interleaving vorgeschlagen worden, bei
dem ebenfalls ein relativ kurzer BCH-Code verwendet, das
Bit-Interleavingverfahren jedoch nicht angewendet wird. Das
vorgeschlagene Verfahren weist jedoch ebenfalls die zuvor
genannten Nachteile auf.
Es folgt nun die Beschreibung der Erfindung anhand der
Figuren.
Die Fig. 1 zeigt die Matrix-Block-Struktur einer zu
übertragenden Information, ebenso die Fig. 2.
In Fig. 1 ist die zeilenweise Anordnung der Blöcke N, Block
N-1 usw. bis Block 1 erkennbar. Hinter jedem Block ist ein
Synchronisationswort SN bis S 1 angeordnet. Die Blöcke
enthalten jeweils ein Daten- oder Informationsfeld und ein
Redundanzfeld. In vorliegendem Fall wurde ein 36/24-BCH-Code
zugrunde gelegt, welcher 24 Informations-Bits D 1 bis D 24
bei 12 Redundanz-Bits R 1 bis R 12 vorsieht. Die unterste
Zeile des Blockes 1 zeigt die Anordnung der 12 Redundanz-Bits
vor den 24 Daten-Bits. Der darüberliegende nächste Block 2
zeigt eine andere, nämlich eine Verschiebung der Redundanz-
und Daten-Bits, wobei zunächst die Redundanz-Bits R 3 bis
R 1, dann die 24 Daten-Bits D 24 bis D 1 und anschließend die
Positionierung der restlichen Redundanz-Bits R 12 bis R 4
erfolgt. Hier ist also eine Verschiebung um 9 Bits durchgeführt
worden, welche auch beim nächsten Block, dem Block 3,
erkennbar ist. Hier sind zunächst die Daten-Bits D 18 bis D 1,
anschließend die Redundanz-Bits R 12 bis R 1 und zum Schluß
die restlichen Daten-Bits D 24 bis D 19 positioniert. Wiederum
um 9 Bits versetzt sind die Bits des nächsten Blockes, dem
Block 4, bei dem zunächst die Daten-Bits D 9 bis D 1 angeordnet
sind, welchen die Redundanz-Bits R 12 bis R 1 und schließlich
die restlichen Daten-Bits D 24 bis D 10 folgen. Damit ist
eine erste Sequenz beendet, der Block 5 weist wiederum dieselben
Bitpositionen auf wie der Block 1, der Block 6
entsprechend wiederum die gleichen Bitpositionen wie der Block
2 usw.. Eine solche zyklische Verschiebung um eine 9er-Bit-Gruppe
ist relativ einfach zu realisieren. Es ist leicht
einzusehen, daß bei orthogonalem Auslesen der zu übertragenden
Information bei Burst-Fehlern immer wieder andere
Bitpositionen getroffen werden.
In Fig. 2 ist eine ebenfalls matrixförmige Blockstruktur
der zu übertragenden Information dargestellt, wobei zeilenweise
jeweils N Blöcke angeordnet sind. Den Blöcken gehen
jeweils 2 Rahmen-Bits F 1 und F 2 voraus. Die Zeilen 2, 3 und
4 enthalten dieselben Blöcke 1 bis N, d. h. es liegt ein
4fach Block-Interleavingverfahren vor. Danach erfolgt die
Übertragung der Blöcke N+1 bis 2 N. Die Rahmen-Bits der
Erstübertragung der Blöcke haben den Wert 00, während die Zweit-,
Dritt- und Viertübertragung jeweils den Wert 10 aufweisen.
Gemäß der Erfindung sind nun nicht wie bei den üblichen
Block-Interleavingverfahren die Blöcke 1, 2 usw. jeweils
untereinander positioniert, sondern die Blöcke sind in ihrer
Position zyklisch verschoben, wobei im Beispiel der Fig. 2
die Verschiebung jeweils um einen Block erfolgt. Selbstverständlich
können auch andere Verschiebungen gewählt werden.
Zusätzlich können die einzelnen Bitpositionen innerhalb der
Blöcke ebenfalls verschoben sein, beispielsweise bei dem
zugrunde gelegten 31,21 BCH-Code mit Übertragung nur der Bits
4 bis 31, also 28 Bits, durch eine Verschiebung um ein 7-
Bit-Paket. Wird N jeweils mit einem durch 4 teilbaren Wert
gewählt, so hat man in den verschiedenen Blockspalten
jeweils die Bitpositionen 4 bis 31 in der ersten Blockspalte,
11 bis 31, 4 bis 10 in der zweiten Blockspalte und 25 bis
31, 4 bis 24 in der letzten Blockspalte, wie es in Fig. 2
dargestellt ist.
Wird die Blockanzahl N zu einem anderen Wert gewählt, so
sind den einzelnen Blockspalten die Bitpositionen nicht fest
zugeordnet, sondern jeweils verschieden. Eine solche Kombination
von Verschiebungen ist nicht nur relativ
unaufwendig, sondern bringt auch die weiter oben erwähnte
Verbesserung der Datenübertragung.
Claims (5)
1. Verfahren zur gesicherten Datenübertragung unter
Verwendung eines zyklischen Blockcodes, wobei die Information
in N Blöcken übertragen wird, die jeweils aus D
Bits Information und R Bits Redundanz bestehen, wobei
die R Redundanz-Bits durch arithmetische Verknüpfung
aus den D Informations-Bits mit einem Generator-Polynom
erzeugt werden, und wobei die Übertragung der N Blöcke
ein- oder mehrfach wiederholt wird und wobei die Übertragung
jeweils in Rahmen erfolgt, denen eine Präambel
vorausgeht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Blockcode
kleiner Länge, beispielsweise 31/21 oder 36/24, verwendet
wird, und
daß bei der Wiederholung der Übertragung der N Blöcke die zeitliche Lage dieser N Blöcke zyklisch geschiftet wird.
daß bei der Wiederholung der Übertragung der N Blöcke die zeitliche Lage dieser N Blöcke zyklisch geschiftet wird.
2. Verfahren zur gesicherten Datenübertragung unter
Verwendung eines zyklischen Blockcodes, wobei die Information
in N Blöcken übertragen wird, die jeweils aus D
Bits Information und R Bits Redundanz bestehen, wobei
die R Redundanz-Bits durch arithmetische Verknüpfung
aus den D Informations-Bits mit einem Generator-Polynom
erzeugt werden, und wobei die Übertragung der N Blöcke
ein- oder mehrfach wiederholt wird und wobei die Übertragung
jeweils in Rahmen erfolgt, denen eine Präambel
vorausgeht, wobei die zu übertragenden Daten in N Zeilen,
die jeweils einen oder mehrere Blöcke zu jeweils
D Informations-Bits (Informationsfeld) und R Redundanz-
Bits (Redundanzfeld) sowie einem Synchronisationsfeld
enthalten, matrixförmig zwischengespeichert werden und
orthogonal (spaltenweise) ausgelesen und anschließend
in dem Rahmen übertragen werden (Bit Interleaving),
dadurch gekennzeichnet, daß ein Blockcode kleiner Länge,
z. B. 31/21 oder 36/24, verwendet wird und
daß bei der Wiederholung der Übertragung der N Blöcke die zeitliche Länge dieser N Blöcke zyklisch geschiftet wird.
daß bei der Wiederholung der Übertragung der N Blöcke die zeitliche Länge dieser N Blöcke zyklisch geschiftet wird.
3. Verfahren nach einem der beiden Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß als zyklischer Blockcode ein
primitiver Bose-Chaudhuri-Hocquenghem-Code verwendet
wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Blockanzahl N jeweils
Werte in dem Bereich von beispielsweise 125 bis 255 annimmt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der Empfangsseite die
zyklische Vertauschung der zeitlichen Lage der N Blöcke
wieder zurückgenommen wird und somit die N Blöcke
aufgrund der ein- oder mehrfachen Wiederholung mehrfach
zur Verfügung stehen und daß ein Mehrheitsentscheidungsdetektor
(Running Majority Voting Detector) eingesetzt
wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853527726 DE3527726A1 (de) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | Verfahren zur gesicherten datenuebertragung |
DE19853539592 DE3539592A1 (de) | 1985-08-02 | 1985-11-08 | Verfahren zur gesicherten datenuebertragung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853527726 DE3527726A1 (de) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | Verfahren zur gesicherten datenuebertragung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3527726A1 true DE3527726A1 (de) | 1987-05-21 |
DE3527726C2 DE3527726C2 (de) | 1989-07-13 |
Family
ID=6277483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853527726 Granted DE3527726A1 (de) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | Verfahren zur gesicherten datenuebertragung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3527726A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2627650A1 (fr) * | 1988-02-24 | 1989-08-25 | Crouzet Sa | Procede et dispositif de transmission de donnees |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4470142A (en) * | 1981-03-11 | 1984-09-04 | Sony Corporation | Data processing |
-
1985
- 1985-08-02 DE DE19853527726 patent/DE3527726A1/de active Granted
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Non-Patent Citations (1)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3527726C2 (de) | 1989-07-13 |
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