FI77757C - Felraettande foerfarande foer dataoeverfoering och anordning foer genomfoerande av foerfarandet. - Google Patents

Description

1 77757

Virheen korjaava tiedonsiirtomenetelmä ja laite menetelmän soveltamiseksi Tämä keksintö kohdistuu tiedonsiirtomenetelmään, 5 jolla on tehokas virheenkorjauskyky sekä purskevirheisiin että satunnaisiin virheisiin nähden. Aikaisempi ehdotus sellaista tiedonsiirtomenetelmää varten, johon sisältyy kyky purskevirheiden korjaamiseksi on käyttänyt ns. "ris-tikkäin limitysominaisuutta" (="cross-interleave feature"). 10 Tässä ristikkäinlimityksessä syötetään määrätty PCM- (pulse code modulated) sana kustakin joukosta rinnakkaisia kanavia järjestettynä tiettyyn ensimmäiseen järjestelytilaan ensimmäiseen virheenkorjauskooderiin, jotta niistä muodostettaisiin ensimmäisten tarkastussanojen sarja. Tämä en-15 simmäisten tarkastussanojen sarja sekä PCM-tietojen sarja näiltä useilta kanavilta muunnetaan tiettyyn toiseen järjestelyllään ja yksi sana, joka sisältyy kuhunkin PCM-tietosarjoista näillä useilla kanavilla tässä toisessa järjestelytilassa syötetään toiseen virheen korjauskoode-20 riin, jotta täten aikaansaataisiin toisten tarkastussano-jen sarja, jolloin on suoritettu kaksinkertainen limitys (uudelleen järjestely) kutakin sanayksikköä kohti. Tämän limityksen tehtävänä on pienentää niitten virheellisten sanojen lukumäärää, joita sisältyy yhteiseen virheenkor-25 jauslohkoon, kun tähän yhteiseen virheenkorjauslohkoon sisältyvä tarkastussana ja PCM-tiedot lähetetään sen jälkeen, kun ne on muotoiltu ja kun ne sitten palautetaan alkuperäiseen järjestykseensä vastaanottavalla puolella. Toisin sanoen, kun lähetyksen aikana muodostuu purskevirhe, voidaan 30 tämä purskevirhe poistaa. Mikäli yllämainittu limitys toteutetaan kahdesti, muodostaa ensimmäinen ja toinen tarkastussana kumpikin virheen korjaavan lohkon. Esimerkkitapauksessa silloinkin, mikäli virhettä ei voida korjata ensimmäisten tarkastussanojen avulla, voidaan virhe korja-35 ta toisten tarkastussanojen avulla ja päinvastoin. Tämän johdosta paranee järjestelmän virheenkorjauskyky. Silloin- 2 77757 kin, kun edellämainitussa tiedonsiirtomenetelmässä tietty sana sisältää ainoastaan yhden virheellisen bitin, katsotaan koko sana virheelliseksi. Tämän johdosta kun täytyy käsitellä vastaanotettua tietoa, joka sisältää suhteelli-5 sen suuren lukumäärän satunnaisia virheitä, ei yllämainitulla ristiinlimityksen periaatteella aina ole riittävää virheenkorjauskykyä. Tämän keksinnön tarkoitus on aikaansaada virheen korjaava tiedonsiirtomenetelmä, joka omaa sekä purskevirheen ja satunnaisvirheen korjauskyvyn. Tä-10 mä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella tiedonsiirtomenetelmällä siten, että sen vaiheina: a) vastaanotetaan tietovirta vastaanottamalla kerrallaan tietosanasarjän yksi tietosana kultakin ensimmäisestä joukosta keskenään rinnakkaisia kanavia ensimmäisen 15 järjestelytilan mukaisesti, b) syötetään yksi sana kultakin näistä ensimmäisestä joukosta rinnakkaisia kanavia ensimmäiseen virheen korjaavaan koodauslaitteeseen niin, että aikaansaadaan ensimmäinen tarkastussanasarja, 20 c) viivytetään tätä ensimmäistä tarkastussanasarjaa sekä tietosanasarjän sanoja ensimmäiseen virheen korjaavaan koodauslaitteeseen syöttämisen jälkeen keskenään erilaisten aikaviiveitten verran, jotta nämä muunnettaisiin tiettyyn toiseen järjestelytilaan, '25 d) syötetään yksi sana kultakin ensimmäisen joukon kanavista ja ensimmäinen tarkastussanasarja toisessa jär-jestelytilassaan toiseen virheen korjaavaan koodauslaitteeseen niin, että aikaansaadaan toinen tarkastussanasarja, e) lähetetään aina kerrallaan yksi tietosana kuhun-30 kin joukosta ulostulokanavia, joiden lukumäärä on yhtä suuri kuin ensimmäisen joukon lukumäärä, sekä yksi ensimmäinen tarkastussanasarja ja yksi toinen tarkastussanasar-ja kuhunkin toisesta joukosta ulostulokanavia, f) jolloin tarkastussanasarjän muodostaminen kaik- • * 35 kiaan k tarkastussanasta perustuu alempana esitettävään pariteetin ilmaisumateriaaliin H, jolloin ensimmäisen ja li 3 77757 toisen korjaavan koodauslaitteen sisällä kukin sana muodostuu m bitistä ja koodauslaitteessa muodostettu tarkastussa-nasarja täydentää virheiltään korjattavissa olevan lohkon suuruudeltaan kaikkiaan n sanan suuruiseksi, jolloin 5 n < 2m_1: — >.

^ i 1 1 ----- 1 1 '^1 '^2 oc 3 _____ ,χ, n-1 n 0.2 .^4 oc 6 _____ ^.2(n-1) ^2n 10 h -H " • · · .

• * · · · k—l it (k—1) 2 .^(k-l) 3 _____ ^(k—1) (n—1) ^(k—1) n 15 tai "lii ----- 11 jL cy, 1 Ob 2 _____ oc n~2 n-1 l oo2 004 _____ o^2(n-2) r^2 (n-1) 20 H - “ · · · t a * · · · · · ♦ * 1 o6k~* Oo(k-1)2_____ ^(k-1) (n-2) ^(k-1) (n-1) 25 v " missä oi on juuri, joka tyydyttää yhtälön F(x) = O, kun F(x) on pelkistämättömissä oleva ja primitiivinen mrnnen asteen polynoomi kentästä GF(2).

Ilmeisestikin on toista virheen korjaavaa koodaus-30 laitetta varten n suurempi kuin mitä se oli ensimmäistä virheen korjaavaa koodauslaitetta varten.

Nyt on havaittu, että tämän keksinnön mukainen tiedonsiirtomenetelmä (tyypiltään nk. "vierekkäisten koodien" tai "b-vierekkäisen koodin" tyyppiä) omaa hyvän virheenkor-35 jauskyvyn ja pystyy korjaamaan jopa kaksi sanavirhettä kustakin lohkosta. Samoin voidaan korjata kolme sanavirhettä 4 77757 4 tai neljä sanavirhettä, kun virheen asema voidaan tietää, mikäli tämä yhdistetään yllämainittuun moninkertaiseen limitykseen. Edelleen, kun virheenkorjauskoodia käytetään korjaamaan ainoastaan yhden sanan virhettä, voi tätä tar-5 koitusta varten käytetty dekooderi olla rakenteeltaan huomattavasti yksinkertaisempi.

Tämä keksintö kohdistuu myös laitteeseen, johon sisältyy yllä kuvattu virheen korjaava tiedonsiirtomenetelmä. Laitteelle on tunnusomaista, että siihen kuuluu: 10 ensimmäiset elimet äänisignaalin vastaanottamiseksi ja parittomien ja parillisten digitoitujen näytteiden sarjan kehittämiseksi siitä, toiset elimet kunkin parillisen digitoidun näytteen jakamiseksi kahdeksi parilliseksi tietosanaksi ja kunkin 15 parittoman digitoidun näytteen jakamiseksi kahdeksi parittomaksi tietosanaksi, kolmannet elimet mainittujen parittomien ja parillisten tietosanojen tuomiseksi rinnakkaisten kanavien ensimmäiseen joukkoon, 20 ensimmäisen virheen korjaava kooderi, jota syöttää mainittu rinnakkaisten kanavien ensimmäinen joukko tieto-sanan ottamiseksi vastaan kussakin näistä kanavista ensimmäisessä järjestelytilassa ja ensimmäisen tarkistussana-sarjan kehittämiseksi siitä, 25 viive-elimet, joita syöttää mainittu ensimmäinen virheen korjaava kooderi tietosanojen ja niihin kuuluvien tarkistussanojen viivyttämiseksi keskenään eri viiveajoil-la niiden muuttamiseksi toiseen järjestelytilaan, toisen virheen korjaava kooderi, jota syöttävät 30 mainitut viive-elementit rinnakkaisten kanavien joukon yh-Y; den sanan ja ensimmäisen tarkistussanasarjän määrää vastaa- γ. van tarkistussanamäärän vastaanottamiseksi toisen tarkis- • ·_ tussanasarjän kehittämiseksi niistä, ja antoelimet kulloinkin yhden tietosanan antamiseksi 35 antokanavien joukkoon, joka vastaa lukumäärää mainitussa ensimmäisessä joukossa sekä mainittujen ensimmäisen ja toi- k 77757 5 sen tarkistussanasarjän antamiseksi, jolloin ensimmäisen ja toisen, virheen korjaavan kooderin generaattorimatrii-sit määrittävät vastaavat Reed-Solomon-koodit.

Keksintö kohdistuu myös tietovälineeseen, joka on 5 saatu suorittamalla yllä kuvatun kaltainen menetelmä, ja joka sisältää sarjan lohkoja. Tietovälineelle on tunnusomaista, että kukin lohko sisältää peräjälkeen: kolmannen joukon sanoja, joka joukko on suuruudeltaan yhtä suuri kuin puolet ensimmäisestä joukosta, ja jotka sanat on muo-10 dostettu parillisista tietosanoista mainitussa tietosana-sarjassa, neljäs sanojen joukko, joka on muodostettu ensimmäisestä tarkastussanasarjasta sekä vielä kolmas joukko sanoja muodostettuna parittomista tietosanoista tässä tietosanasarjassa sekä vielä neljäs joukko sanoja muodos-15 tettuna toisesta tarkastussanasarjasta.

Tällä tavoin on siis muodostettu tietoväline virheitä korjaavaa tietojen varastointia varten, esim. erittäin korkealuokkaisten audiosignaalien varastointia varten.

Keksintö kohdistuu myös dekooderiin, joka on tar-20 koitettu käytettäväksi yllä kuvatussa virheitä korjaavassa tiedonsiirtomenetelmässä. Dekooderille on tunnusomaista, että se käsittää: a) sisääntulo-osan, jotta kulloinkin vastaanotetaan joukolla kanavia, joiden lukumäärä on yhtä suuri kuin ensim-25 maisen vastaanottokanavajoukon lukumäärä, tietosanasarja, ja rinnakkain tämän kanssa joukolla kanavia, joiden lukumäärä on yhtä suuri kuin toisen vastaanottokanavajoukon lukumäärä, ensimmäinen tarkastussanasarja sekä toinen tarkastussanasar ja, 30 b) ensimmäisen dekooderin, joka toisen tarkastussa- nasarjan säädön alaisena kulloinkin muodostaa uudelleen ensimmäisen joukon tietosanoja ja ensimmäisen tarkastussana-: sarjan tietyn ensimmäisen pelkistinluvun avulla, joka täs sä muodostetaan, 35 c) viivelaitteet, joilla kohdistetaan uudestaan mai nitut tietosanat ja ensimmäinen tarkastusanasarja keskenään erilaisten aikaviiveiden verran, 6 77757 d) toisen dekooderin, joka ensimmäisen tarkastus-sanasarjan säädön alaisena kulloinkin muodostaa uudelleen ensimmäisen joukon tietosanoja toisen pelkistinluvun avulla, joka siinä muodostetaan, 5 e) ulostulo-osan, josta kulloinkin kerrallaan syö tetään ulos joukolle kanavia, joiden lukumäärä on yhtä suuri kuin ensimmäisen ulostulokanavajoukon lukumäärä, tietosana tietosanojen sarjasta, tietosanojen jonon edustaessa tietojen virtaa.

10 Tällä tavoin on aikaansaatu edullinen ja toiminnal taan suoraviivainen dekooderi.

Keksintö kohdistuu myös laitteeseen, johon sisältyy ylläkuvatun kaltainen dekooderi. Laitteistolle on tunnusomaista se, että siihen liittyy edelleen: neljännet 15 osat sarjamuotoisen tietovirran vastaanottamiseksi ja rinnakkaisten tietojen muodostamiseksi siitä kuhunkin vastaavista kanavista sisääntulo-osassa, rinnakkaisesta sarjamuotoon uudelleen muuntavat laitteet niin, että muunnetaan sarjamuotoon tietosanat, jotka on syötetty ulos ulostulo-20 kanaviin sekä digitaali/analogia-muuntimet, jotta sanoista muodostettaisiin jatkuva äänitaajuinen signaali.

Y- Tällainen laitteisto saattaa olla esim. hifi-levy- soitin, joka on laadultaan korkealuokkaisempi kuin tähän mennessä yleisesti käytössä olevat mallit.

25 Seuraavassa tullaan ensiksi kuvaamaan virheen kor jaava koodi, joka soveltuu käytettäväksi tässä keksinnössä. Tämän jälkeen tullaan keksintöä kuvaamaan yksityiskohtaisemmin ja laajemmin myöhemmin esitettävien kaavamaisten piirustusten avulla, jotka esittävät seuraavia edulli-30 sena pidettyjä suoritusmuotoja ilman, että tämän tarkoi-Y; tettaisiin tuovan minkäänlaisia ra j oituksia keksinnön puit- ·.·. teisiin: - - kuvio 1 esittää lohkokaaviota esittäen esimerkkiä virheen korjaavasta kooderista, johon tätä keksintöä on 35 sovellettu, kuvio 2 esittää lohkokaaviota, joka esittää järjes- 7 77757 telyä tiedonsiirron yhteydessä, kuvio 3 esittää lohkokaavioesimerkkiä virheen korjaavasta dekooderista, kuviot 4 ja 5 ovat vastaavasti kaavioita, joita 5 käytetään selittämään virheen korjaavan dekooderin toimintaa , kuvio 6 on lohkokaavio toisesta kooderista, kuvio 7 on lohkokaavio toisesta dekooderista, kuvio 8 on lohkokaavio kolmannesta kooderista, 10 kuvio 9 on lohkokaavio kolmannesta dekooderista, kuvio 10 on lohkokaavio neljännestä kooderista, ja kuvio 11 on lohkokaavio neljännestä dekooderista. Selitettäessä nyt virheen korjaavaa koodia käytetään hyväksi vektoriesitystä tai syklisen ryhmän esitys-15 tapaa. Ensinmainitussa tapauksessa tarkastellaan supista-mattomissa olevaa ja primitiivistä m:nnen kertaluokan po-lyminomia F(x) Galois'in kentässä GF(2). Galois'in kenttien teoria on sinänsä tunnettu asia, eikä sitä tulla tässä uudestaan tarkastelemaan. Kenttä GF(2) muodostuu ainoas-20 taan osista "0" ja "1". Oletetaan nyt, että on olemassa juuri , joka tyydyttää ehdon F(x) = 0. Nyt voidaan muodostaa jatkettu kenttä GF(2m), johon sisältyy 2m erilaista osaa suureiden <>i^, ^ avulla, joista kukin on erilainen juuren ·τί potenssi (näiden tekijöiden joukkoa 25 kutsutaan kentän GF(2m) "juureksi"). Nyt tulee todeta, että kenttä GF(2m) sisältää myös nollannen tekijän. Jatkettu kenttä GF(2m) on polyminomirengas, jossa on mznnen kertaluokan pelkistämättämissä oleva polynomi F(x) moduliyk-sikkönä. Kukin kentän GF(2m) osa voidaan lausua oi? = 1 , 30 <7?= lx^,---<*m 1 = ixm ^ lineaarisena yhdistelmänä. Tä män lausekkeen yleinen muoto on: a0 + al^ + a2&2]+---+ am-l^xm_1i = an + a.ol + a~oC 2 +---am -X m_1 tai 012 m-1 (am-l' am-2»···a2' ai' ao) 8 77757 missä am_2> ---a^, ovat GF(2) kentän osia. Esi merkkinä tarkastellaan tapausta GF(2®), missä primitiivinen ja pelkistämättömissä oleva polyminomi F(x) on esimerk- 8 4 3 2 kitapauksessa F(x) = xö + x4+ xJ + + 1. Kaikki kahdek- 5 san bitin tietosanat voidaan ilmaista seuraavasti: 7 6 5 4 3 2 a_x + a,x + acx + a.x + a0x + a«x + a.x + aA tai 76543210 (ay^ / a^, ^3' ^2r # aQ) * Tässä esimerkissä osoitetaan a? MSB:n (merkityksellinen bitti = most significant bit) puolelle ja a^ osoitetaan LSB:n (vähiten merkityksellinen bitti = least significant bit) puolelle. Koska a^ kuuluu GF(2) kenttään, on sen osa joko 0 tai 1.

Edelleen voidaan polyminomista F(x) saada seuraava m x m matriisi T: 0 0 ------ 0 a^ 1 o ------ 0 al o 1 ------ o a, 20 T = ...

• i « · · • · · * · 0 0 la.

^ m-1 25 m

Vaihtoehtoisesti voidaan kentän GF (a ) osa lausua jaksottaisen ryhmän avulla ottaen huomioon, että GF(2m):n loppuosa nollatta tekijää lukuunottamatta muodostaa kerran-naisryhmän, jonka kertaluokka on 2m Mikäli kentän GF(2m) tekijät lausutaan tällaista jaksottaista ryhmää 30 käyttämällä, saadaan seuraavaa: n i 2m-l. ,2 ,3 2m-2 0 / 1 (— θί ) f ^ f ^ r oC 9

Nyt kyseessä olevassa keksinnössä, jossa m bittiä muodostavat yhden sanan ja n sanaa muodostavat yhden loh-* 35 kon, muodostetaan k tarkastussanaa perustuen seuraavaan *.: pariteetin tarkistusmatriisiin H.

9 77757 S' 1 1 1 ----- t 1 «' *3 ----- «"·' Λη a2 *" oc6 ----- ft2<n-’> ,X2n H" · · · · · · 5 * * · · <xk“1 a(k~l)2 a(k"l)3_____ ^(k-l)(n-l) ^(k-l)n • Pariteetin tarkistusmatriisi H voidaan yhtä hyvin lausua käyttämällä matriisia T seuraavasti: /· «

10 I I I ----- I I

T1 T2 T3 _____ τη-1 χη _____ <j>2 (n— 1 ) T2n H= · « · · + • · · » · 15 · · ♦ · · I Tk-1 T(k-1)2 T(k-1)3 ___ <j>(k- 1 ) ( n- 1 ) x(k-l)n missä I on yksikkömateriaali, missä on (m x m) osaa.

Kuten yllä on kuvattu, ovat lausekkeet, joissa käy-20 tetään juurta 06 periaatteellisesti samoja kuin ne, joissa : käytetään emämatriisia. Tässä tapauksessa on mahdollista, että kaikki ensimmäisen sarakkeen osat kussakin matriisissa valitaan olemaan 1 tai I ja viimeinen sarake kustakin matriisista voidaan jättää pois.

25 Virheen korjaavaa koodia tullaan kuvaamaan yksityis kohtaisesti esimerkkitapauksessa, jossa käytetään neljää (k = 4) tarkastussanaa. Tässä tapauksessa, mikäli vastaanotettujen tietojen yksi lohko katsotaan sarakevektoriksi V = (W^, W2, .... WR), muodostetaan neljä tunnusmuotoa 30 S1, S2, S3, S4 vastaanottavalle puolelle seuraavien yhtä löiden mukaisesti: 10 77757 ft] s3 = H.VT k J n (V = C w 5 1 i= 1 i s2 = Σ1 txw.

1=1 x s = j— t2iv.

3 ΙΞ1 1

S. = ^— T"^XV

10 L4* ίϋ ±

Kukin lohko sisältää neljä tarkastussanaa (p = Wn_v q = W , r = W , s = W ) . Nämä tarkastus-sanat muodostetaan lähettävällä puolella käyttäen yhtä-15 löitä: r .

p + q + r + s =2—V±

Tn_3p + Tn“2q + Tn“1r + Tns = ETtV

T2n_6p + T2n“^q + T2n_2r + T2ns =7~ T2lW 20 „ i T3n-9p + T3n-6q + T3n-3r + T3ns =.IlT3i¥.

•N ± p + q+ r + s= ΣΖ W = a P + Tq + T2r + T3s = .5 ' Ti”n+3 w _ b λ— x 25 p + T2q + Τ*γ + T6s =Z>2(l_n+3)Wt = c p + T3q + T^r + T^s s 5 = d - 1 ^ n-4 missä *>~ on ^_ ”· i=l 30 Tarkastussanat voidaan saada ratkaisemalla nämä V rinnakkaiset yhtälöt. Nämä laskutoimenpiteet määritellään : : GF(2m) kentässä ja tulos on seuraava: n 77757 P _ Tba + (T3+T*VT5)b + (T+T2+T3) c + d (1+T) (1+T2) (1+T3) T3a + (T2+T3+T5)b + (1+T2+T3)c + d T2(l+T4) r T^a + (T+T3+T^b + (l+T+T3)c + d " T3(1+T*) s _ T3a + (T+T2+T3)b + (l+T+T2)c + d ^ T3(1+T) (1+T2) (1+T3) 10 p =(τ6Χν. + (1+T+T2) .[ZlT:L"n+6vi + y-T2(i-n+3) + 1 w±3+' + ^T3(i-n+3)Wij # (^+T)-\ (1+T2)"1 . ( 1+X3) ”1 ; q s[t5Jw + (ι+τ+τ3)Γ·τ1"η+5 + (1+T2+T3) .

15 ^T2(i-n+3) ^^(1-^+3) WJ . T-2. ( 1+T^)“1 ; r = (t^W + (l+T2+T3)lT1_n+!t . V. + (1+T+T3) .

.Σ’τ2^1_η+3^ V± +ΧΤ3(Χ~η+3) V.] T”3 .(1+T4)"1 ; 20 s =[j321wi + W± + H T2(i*-n+3) + + ^;T3(i-n+3) WJ ^ T"3. (1+T)“1 . ( 1+T2)"1 . ( 1+T3)“1 .

Seuraavaksi tullaan kuvaamaan virheen korjaamista, 25 kun tiedot, jotka sisältävät myös tarkastussanat, on muodostettu yllä olevan mukaisesti sekä lähetetty ja vastaanotettu. Tässä tapauksessa oletetaan, että ei käytetä osoitin-merkkiä, joka ilmaisisi virheen aseman.

(1) Mikäli ei esiinny mitään virhettä = S2 = S3 = 30 S. = 0.

4 (2) Mikäli on yksi sanavirhe (tietty virhe kuvio on muodossa ei) pätee = ei, S2 = Txei, = T2lei ja S4 = _3i · T ei.

12 77757 Täten saadaan määriteltyä seuraavat yhtälöt: f TS -

Tis2 = s3 5 LTS = s* Tässä vaiheessa tunnusmuoto on virhekuvio ei itsessään.

(3) Kun kyseessä on kaksi sanavirhettä (ei ja ej) 10 r 51 = ei + ej 52 = Tiei + TJej 2 i 2 1 53 = r ei + T Jej 15 [jS^ = T3iei + T3jej

Ylläolevat yhtälöt voidaan muuntaa seuraavaan muotoon:

Vsi + S2 = (T1 + TJ) ei 20 TJS2 + S3 = Ti(Ti + Tj) ei [TjS3 + Sk = T2i(Ti + TJ) ei Tämän mukaisesti, mikäli seuraavat yhtälöt on luotu, voidaan ilmaista kaksi sanavirhettä: 25 + s2) = tjs2 + s3 jx(t*s2 + s3) = Tjs3 + 30 : : Virhekuviot ilmaistaan tässä vaiheessa seuraavas.- ti: .i , hJ T'Js2 ,· 3S , + Ti-J J , + TJ-i

II

i3 77757 (4) Kun kyseessä on kolme sanavirhettä (ei, ej ja ek): 51 = ei + ej + ek 52 s T±ei + TJej + Tkek 5 S = T2iei + T2jej + T2kek ^ = T3iei + T3Jej + T3kek .

Ylläolevat yhtälöt voidaan muuntaa seuraavaan muotoon : 10 "tKS1 + S2 = (T1 + Tk)ei + (TJ + Tk) ej

TkS0 + S = T1(T1 + Tk)ei + (Tj + Tk) ej TkS^ + = T2l(T1 + Tk)ei + T2j (Tj + Tk) ej 15 Tämän mukaisesti, mikäli seuraava yhtälö luodaan, voidaan kolme sanavirhettä ilmaista, koska tilanteet S1 / 0, S2 Φ 0, S3 Φ 0 on tyydytetty.

20 Tj(Tks1+s2)+(Tks2+s3) = (TkS2 + s3) + (Tks3 + SZ()

Vastaavat virhekuviot ovat tässä vaiheessa lausuttavissa seuraavasti: f S + (T"J + T-k).S0 + T“j-k.S_ 25 ! ei = —-:-:--2 | (i+T1_J)(i+T1-k) j s1 + (T"k + τ“χ) s2 + T'k_:Ls (1+Tj_i) (1+Tj_k)

30 Si + (Τ'1 + T"J)S + T-1"jS

0 = —----- - - - - - L ( 1+Tk_:L) ( 1 + Tk·^ )

Kuten yllä on kuvattu, voidaan kaikki kolmen sana-virheen virheet korjata käyttämällä osoitinta.

Mikäli käytetään osoitinta ja tämän avulla tunne-35 taan virheen asemat (i, j, k, 1), voidaan myös korjata neljä sanavirhettä.

i4 77757

Edelleen, mikäli tarkastussanojen lukumäärä k on lisättävissä, voidaan virheenkorjauskykyä parantaa vieläkin edelleen.

Esimerkkinä nyt kyseessä olevasta keksinnöstä tul-5 laan sitä kuvaamaan viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa keksintöä on sovellettu äänitaajuisen PCM-signaalin tallentamiseen ja toistamiseen.

Kuvio 1 esittää kokonaisuutenaan virheen korjaavaa kooderia, joka on varustettu tallentavalla järjestelmällä, 10 jonka sisääntulopuolelle syötetään äänitaajuinen PCM-sig-naali. Tämä äänitaajuinen PCM-signaali syötetään siten, että vasemmanpuoleisesta ja oikeanpuoleisesta stereosig-naalista otetaan näytteet näytteenottotaajuudella f (esim. 44,1 kHz), ja kukin näytearvo muunnetaan kuuden-15 toista bitin numeroksi, joka on ilmaistu kakkosen komple-menttimerkinnöillä. Tämän mukaisesti vasemmanpuoleinen äänikanava aikaansaa sarjan 16 bitin PCM-tietoja (LO, LI, L2...) ja oikeanpuoleinen äänikanava aikaansaa vielä toisen sarjan 16 bitin PCM-tietoja (RO, Rl, R2...). Vasem-20 manpuoleisen ja oikeanpuoleisen äänitaajuisen kanavan PCM-tiedot multipleksoidaan kumpikin sanoittain laitteella, jota ei ole esitetty jaksottaisesti kuuden koodikana-van vastaavaan joukkoon. Tämän johdosta syötetään sisääntulona kaiken kaikkiaan 12 kanavaa PCM-tietoja sarjamuo-25 dossa virheen korjaavaan kooderiin. Tiettynä tai ennakolta määriteltynä hetkenä syötetään sisään esimerkiksi 12 numeroa, jotka ovat L6n, R6n, L^, R6n+1, L6n+2, R6n+2, L6n+3' R6n+3' L6n+4' R6n+4> L6n+5' R6nt5‘ TäSssä esimerkis- sä jaetaan kukin 16 bitin numero kahdeksaan merkitykselli- 30 sempään bittiin ja kahdeksaan vähemmän merkitykselliseen bittiin. Nämä kahdeksan bitin ryhmät ovat tämän jälkeen - nimeltään sanoja. Tämän seurauksena käsitellään nämä kak sitoista lukua kahdenkymmenenneljän rinnakkaisen kanavan järjestelmässä. Nyt voidaan yhtä 16 bitin numeroa tästä 35 PCM-tietojen sarjasta merkitä ja sen suurempien kahdek-san bitin osaa merkitään W. a ja sen alempia bittejä mer-

1, A

15 7775 7 kitään vastaavasti β. Esimerkiksi numero Lgn jaetaan kahdeksi sanaksi 2n A ja w^2n B' Tulee myös huomata aikaisempi suureen n käyttäminen matriisien H rivimuuttujana .

5 Ensinnä syötetään 24 kanavan PCM-tietosarja paril listen ja parittomien limittimeen 1. Mikäli n = 0, 1, 2---, muodostavat sanat L, (toisin sanoen W,„ , ja

on l2n,A

W12n,B>' R6n (toisin san°an W12„+1,A Sa W12n+1,B)' L6n+2 (toisin sanoen («12η+4(Α ja »12n+4(Bl. R6n+2 (toisin sa- 10 noen W12n+5,A 3a W12n+5,B>' L6n+4 ,toisin aa"°®n Wl2n+8,A 5a W12n+8,B) 3a R6n+4 (toisin sanoen »12n+9(A J» W12n+9(B) parillisen kertaluokan sanat kun taas muut sanat ovat parittomia sanoja. PCM-tietosarjät, jotka koostuvat parillisista järjestyssanoista viivästetään vastaavasti paril-15 listen ja parittomien limittimen 1 viivepiireissä tai vii-velinjoilla 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, 5Af 5B, 6A, 6B, 7A ja 7B yhden sanan aikavälin verran. Edelleen parillisten ja parittomien limittimessä 1 toteutetaan tämä muuntaminen siten, että 12 tietosarjaa, jotka muodostuvat järjestyk-20 seltään parillisista sanoista sijaitsevat lähetyskanavilla 1-12 ja 12 tietosarjaa, jotka muodostuvat järjestykseltään parittomista järjestyssanoista sijaitsevat vastaavasti kanavilla 13-24.

Tällä parillisten ja parittomien limittimellä 1 on 25 tehtävänään välttää se tilanne, missä useampi kuin kaksi peräkkäistä lukua kummalta tahansa äänitaajuiselta kanavalta (vasemmanpuoleiselta tai oikeanpuoleiselta) olisi virheellistä, ja nämä virheet eivät olisikaan korjattavissa. Tämä voidaan ymmärtää seuraavan tarkastelun avulla.

30 Kolmea vierekkäistä lukua L. ,, L. ja L.^. tarkastellaan nyt esimerkkitapauksina. Kun luku on virheellinen eikä ole korjattavissa, tulisi luvun Li+l ta-*· molem“ pien näistä olla oikein. Tällä tavoin voidaan virheellinen numero palauttaa oikeaksi korvaamalla se sitä välittö-35 mästi edeltävällä numerolla tai välittömästi sen jälkeen seuraavalla numerolla tai lukujen sekä ie 77757

Li+1 keskiarvolla. Useissa tapauksissa tämä aikaansaa hyväksyttävissä olevan likimääräistyksen L^:n "todellisesta" arvosta. Viivelinjat 2A, 2B...7A ja 7B parillisten ja parittomien limittimestä 1 on aikaansaatu, jotta peräkkäi-5 set sanat sijoitettaisiin eri virheen korjaaviin lohkoihin. Edelleen se syy, miksi tiedonsiirtokanavat kutakin sellaista tietosarjaa kohden, joka sisältää parillisen kertaluokan sanoja ja sellaista tietosarjaa kohden, joka muodostuu parittoman kertaluokan sanoista kootaan yhteen 10 on se, että kun nämä tietosarjat asetetaan vuorotellen, valitaan etäisyys tallennuspaikkojen välillä vierekkäisille parillisille ja parittoman järjestysluvun sanoille niin suureksi kuin se on mahdollista.

Parillisten ja parittomien limittimen 1 ulostulos-15 sa tulee 24 kanavan PCM-tietosarja näkyviin sen tietyssä ensimmäisessä järjestelytilassa. Ne sanat, joita on viivytetty yhden sanan aikavälin verran ovat nyt osoitettuna indeksillä, joka on kaksitoista pykälää alempi limittimen 1 ulostulossa. Vastaavia PCM-tietosarjoja ajatellen muo-20 dostetaan joka kerta neljä ensimmäistä tarkistussanaa Q12n' Q12n+1' °12n+2' °12n+3 tietosanojen virheenkorjaus-lohkosta. Tämä virheen korjauslohko sisältää tämän takia ; : seuraavat eri sanat: (W12n-12,A; V12n-12,B; W12n+1-12,A; W12n+1-12,B5 25 ^ 1 2n+k-1 2 , A * Wl2n+l*-12tB? W12n+5-12,A; W12n+5-l2,B? W12n+8-12,A; W12n+8-12,B5 W12n+9-12,A; W12n+9-12,B; W . V · W · V · w , 12n+2,A* 12n+2,B’ 12n+3,A» 12n+3,B’ 12n+6,A’ 30 W12n+6,B; V12n+7,A; W12n+7,B; W12n+10,A; W12n+10,B; f; W12n+11,A; W12n+11,B{ Q12n5 Q12n+1’ Q12n+2’ Q12n+3^*

Ensimmäisessä kooderissa 8 koodataan tämän johdosta aina - kaksikymmentäneljä tietosanaa, joissa kussakin on kahdek- . . 35 san bittiä niin, että saadaan neljä tarkastussanaa. Tämän seurauksena ovat tässä koodia varten käytettävät kiinteät i7 77757 parametriarvot koodia n = 28, ra = 8 ja k = 4.

24 PCM-tietosarjaa sekä 4 tarkistussanasarjaa syötetään toiseen limittimeen 9. Tässä limittimessä 9 muutetaan lähetyskanavien asemia siten, että tarkastussanasar-5 ja sijaitsee sen PCM-tietosarjän, joka muodostuu parillisen järjestysluvun sanoista ja sen PCM-tietosarjan, joka muodostuu parittoman järjestelyluvun sanoista, välissä, ja tämän jälkeen suoritetaan viiveprosessi tätä limitystä varten. Tämä viiveprosessi on sellainen, että 27 lähetys-10 kanavaa ensimmäistä lähetyskanavaa lukuunottamatta viivytetään viivelinjoissa vastaavasti viivemäärien ID, 2D, 3D, 4D --- 26D sekä 27D verran (missä D on yksikköviiveen suuruinen).

Limittimen 9 ulostulossa tulee näkyviin 28 tieto-15 sarjaa toisessa järjestelytilassaan. Vastaavista tieto-sarjoista aikaansaadaan tietosanat yksitellen. Sitten nämä sanat syötetään kooderiin 10, joka sitten aikaansaa toiset tarkastussanat P12n, P12n+1, P12n+2 ja P12n+3· Virheenkorjauslohko, joka sisältää toiset tarkastussanat 20 ja joka koostuu 32 sanasta luetellaan tässä alla. Tulee huomata, että viive jD tietyllä koodikanavalla pienentää sanan W indeksin arvoa määrällä 12.j.D, jolloin saadaan: W12n-12,A ; W12n-12(D+1),B; 25 W12n+1-12(2D+1),A; W12n+1-12(3D+1),B; W12n+4-12(4D+1),A? W12n+4-12(5D+1),B; W12n+5-12(6D+1),A;____ • 30 w * w * 12n+9-12(10D+1),A' 12n+9(11D+1),B' °12n-12(12D);Q12n+l-12(13D);Q12n+2-12(14D);Q12n+3-12(15D); 35 W12n+2-12(16D),A;---- is 7775 7 W12n+ll-12(26D),A; W12n+ll-12(27D),B; P12n; P12n+1; P12n+2; P12n+3*

Mukana on limitin 11, joka sisältää viivelinjat, 5 jotka aikaansaavat 1 sanan viivejakson parillisen järjestysluvun siirtokanaville, joita on 32 tietosarjaa, jotka sisältävät myös ensimmäisen ja toisen tarkastussanan, ja joka limitin sisältää myös invertterit 12, 13, 14 ja 15 toista tarkastussanasarjaa varten. Limittimen 11 tehtävä-10 nä on välttää sellainen vika, että purskevirheen aikaväli, joka lähetyksen aikana ylittäisi rajaosuuden vierekkäisten lohkojen välillä, vaikuttaisi myös herkästi niin moneen sanaan virheen korjauslohkossa, että sen korjaaminen muuttuisi mahdottomaksi. Invertterit 12, 13, 14 ja 15 15 toimivat välttääkseen sellaisen virheellisen toimenpiteen, että kaikki tiedot tietystä lohkosta tehdään "nolliksi" tiedonsiirron aikana tapahtuvan häipymän johdosta, ja tämä arvioidaan oikeaksi toistojärjestelmässä, eli esimerkkitapauksessamme siis hiljaiseksi aikaväliksi äänitaajui-20 sessa toistossa. Tällainen hiljainen aikaväli aikaansaisi täten toisen tarkastussanasarjän, joka poikkeaa nollasta. Lopullisesti aikaansaadut koodisanat luetellaan kuvion viimeisessä sarakkeessa, niiden sisältäessä myös vastaa-vat viiveet, joita on aiheutettu.

; 25 Lopullisesti muodostettu 24 PCM-tietosanan ja 8 .. tarkastussanan lohko saatetaan sarjamuotoon rinnakkais/ '' sarja-muuntimella, jota ei ole esitetty. Synkronointisig- naali, jossa on 16 bittiä lisätään tämän alkuun muodostamaan yksi tiedonsiirtolohko, kuten on esitetty kuviossa 30 2, ja täten aikaansaatu lohko lähetetään. Kuviossa 2 on i:nneltä tiedonsiirtokanavalta aikaansaatu sana merkitty : : lyhyyden vuoksi viitteellä u^.

Käytännön esimerkkejä tiedonsiirtojärjestelmästä saattaa olla esim. magneettinen tallennus- ja toistolait-35 teisto, pyörivää levyä hyväksikäyttävät laitteistot jne.

Il i9 77757

Ylläoleva koodauslaite 8 kohdistuu ylläkuvattuun virheen korjaavaan koodiin, jossa kiinteiden koodien parametrien arvot ovat m = 8, n = 28 ja k = 4. Kooderia 10 varten ovat vastaavat kiinteät koodin parametrit suuruu-5 deltaan m = 8, n = 32 ja k = 4. Täten täysi kuvion 2 lohko sisältää 32 x 8 + 16 = 272 bittiä.

Dekooderissa poistetaan ensiksi synkronointietu-osa kuviossa esittämättä jätetyllä laitteella. Jäljellä olevat toistetut 32 koodisanaa kustakin tiedonsiirtoloh-10 kosta syötetään virheen korjaavan dekooderin sisääntuloon, mikä laite on esitetty kuviossa 3. Toistomenettelyn ansiosta on mahdollista, että toistetut tiedot sisältävät virheen. Mikäli yhtään virhettä ei esiinny, ovat dekooderin sisääntuloon syötetyt 32 sanaa identtisiä niille 32 15 sanalle, jotka esiintyivät virheen korjaavan koodilait- teen ulostulossa. Virheen korjaavassa dekooderissa suoritetaan uudestaan limityksen poisto, joka on päinvastainen menettely kooderin limitykselle, jotta uudestaan palautettaisiin tiedot alkuperäiseen järjestykseensä, minkä jäl-20 keen suoritetaan virheen korjausmenettely.

Ensimmäiseksi on järjestetty, kuten kuviossa 3 on esitetty, limityksenpoisto 16, jossa viivelinjoja, joista kullakin on 1 sanan viiveaika, on järjestetty parittoman järjestysluvun omaavia tiedonsiirtokanavia varten, ja jo-25 hon on järjestetty invertterit 17, 18, 19 ja 20 toista tarkastussanasarjaa varten. Ulostulot limityksen poistajasta 16 ja inverttereistä 17-20 syötetään ensimmäiseen dekooderiin 21. Tässä dekooderissa 21 muodostetaan tunnusluvut S^, S^2» ja si4 pariteetin ilmaisumatriisista 30 Hc^ ja 32 sanan V sisääntulosta, mikä on esitetty kuviossa 4, ja ylläkuvatun virheen korjaaminen suoritetaan perus- 0 tuen näihin tunnuslukuihin. Kuviossa 4 on H kentän GF(2 ) osa tämän ollessa primitiivisen ja pelkistämättömissä olevan polynomin juuri, joka on kertaluokkaa m ollen esim.

35 F(x) = x® + x^ + x"* + x^ + 1. Dekooderista 21 aikaansaadaan 24 PCM-tietosarjaa sekä 4 tarkastussanan sarjaa.

2o 77757

Kuhunkin sanaaan tietosarjassa lisätään osoitin (suuruudeltaan vähintäin yksi bitti), joka esittää sen, onko mukana virhettä vai ei. Osoitinbitti tai -bitit siirretään samaan tapaan kuin tietosanojen loputkin bitit ja tarkas-5 tussanat.

Ulostuleva tietosarja syötetään dekooderista 21 limityksenpoistajaan 22, jonka tehtävänä on poistaa sen viivemenettelyn vaikutukset, joka suoritettiin limitti-men 9 virheen korjaavassa dekooderissa, ja missä viive-10 linjat, joilla on erilaiset viivejaksot suuruudeltaan 27D, 26D, 25D, --- 2D sekä ID on järjestetty ensimmäises tä kahdenteenkymmenenteenseitsemänteen tiedonsiirtokanavaan saakka. Ulostulo limityksenpoistajasta 22 syötetään toiseen dekooderiin 23, jossa tunnusluvut S22' ^23 se^ä 15 S». muodostetaan pariteetin tarkastusmatriisin H _ sekä 2 ^ ip ^ 2 sisääntulon 28 sanojen V perusteella kuten on esitetty kuviossa 5, ja yllämainittu virheenkorjaus toteutetaan perustuen näihin tekijöihin. Dekooderissa 23 se osoitin, joka liittyy tiettyyn sanaan, jonka virhe on korjattu, 20 poistetaan, mutta osoitinta, joka kohdistuu sellaiseen sanaan, jonka virhettä ei voida korjata dekooderilla 23 ei poisteta.

: : Se tietosarja, joka tulee dekooderin 23 ulostuloon, syötetään parillisten ja parittomien limityksenpoistajaan ··.] 25 24, jossa PCM-tietosarja, joka muodostuu parillisen jär- jestysluvun omaavista sanoista ja PCM-tietosar ja, joka muodostuu parittoman järjestysluvun omaavista sanoista, järjestetään uudestaan siten, että ne on sijoitettu vuo-rottaisille lähetyskanaville, ja 1 sanan viivemääräisiä 30 viivelinjoja on järjestetty PCM-tietosarjoille, jotka muodostuvat parittoman järjestysluvun omaavista sanoista. Parillisten ja parittomien limityksenpoista jän 24 ulostu-losta saadaan ulos PCM-tietosar jät, joiden järjestely ja ennakolta määritelty vuoro järjestys tiedonsiirtokanavil-- - 35 la on täysin sama kuin se mikä syötettiin virheen korjaa van kooderin sisääntuloon. Vaikkakaan asiaa ei ole esitet- 2i 77757 ty kuviossa 3, on korjaava piiri järjestetty seuraavaan vaiheeseen parillisten ja parittomien limityksenpoista-jasta 24 suorittamaan korjaus, esim. keskiarvon interpolation avulla, niin että virhe, jota ei koodereilla 21 5 ja 23 ole voitu korjata, saadaan vähemmän näkyväksi.

Kuviossa 3 esitetyssä virheen korjaavassa dekoode-rissa suoritetaan virheen korjaaminen käyttäen ensimmäisiä tarkastussanoja Ρχ2, P12n+1. P12n+2 ja P12n+3 ja virheen korjaaminen käyttäen toisia tarkastussanoja Q^2n* 10 ^12n+l' ^12n+2 ®12n+3f kumpikin vastaavasti kerrallaan.

Mikäli ylläolevat virheen korjaukset toteutetaan vastaavasti useammin kuin kahdesti, lisääntyy virheen korjaus-kyky, ja vähemmän virheitä jää korjaamatta.

Kuvatussa suoritusmuodossa poikkeavat viiveaika-15 välit limittimessä 9 toinen toisistaan kulloinkin määrän D verran peräkkäisillä kanavilla, mutta on mahdollista käyttää epäsäännöllistä vaihtelua viiveen määrässä siten, että se on erilainen kuin ylläolevassa säännöllisessä vuorottelussa. Edelleen samalla tavoin kuin toiset tar-20 kastussanat P^, jotka lasketaan käyttämällä ei pelkästään PCM-tietoja, vaan myös ensimmäisiä tarkastussanoja Q^, niin voidaan myös ensimmäiset tarkastussanat määritellä yhdessä toisten tarkastussanojen P^ kanssa. Tämä voidaan toteuttaa syöttämällä toiset tarkastussanat takaisin 25 sen kooderin sisääntuloon, joka aikaansaa ensimmäiset tarkastussanat.

Ylläkuvattu virheen korjauskoodi saattaa korjata esimerkkitapauksessa jopa kaksi sanavirhettä käyttämättä silti osoitinta, joka merkitsisi virheen sijaintipaikan 30 ja purskevirhe hajaantuu ristikkäisen limityksen ansiosta niin, että sekä satunnaisia virheitä että purskevirheitä voidaan tehokkaasti korjata.

Sitä paitsi, sitä mukaa kun korjattavissa olevan virhesanojen lukumäärä kasvaa, muuttuu dekoodausalgoritmi 35 yhä monimutkaisemmaksi. Kun ainoastaan yksi sanavirhe on korjattavissa, riittää hyvin yksinkertainen dekooderira- 22 7 7 7 5 7 kenne. Tämän johdosta käy selväksi/ että voidaan rakentaa virheen korjaavia dekoodereita, joilla on vastaavat kor-jauskyvyt pienistä virheen korjauskyvyistä alkaen aina korkeaan virheenkorjauskykyyn saakka.

5 Sitä laitteistoa ja menetelmää, joka on esitetty ja selitetty tässä edellä, voidaan muuntaa useilla eri keinoilla, jotka saattavat tarjota erityisiä etuja: a) Kuviossa 1 pariteettisanat Q(12n), Q(12n+1), Q(12n+2), Q(12n+3) ovat invertoitavissa samaan tapaan 10 kuin pariteettisanat P(12n) - P(12n+3), kuitenkin kooderi 10 vastaaottaisi invertoimattomat pariteettisanat Q(12n) - Q(12n+3). Vastaavalla tavalla kuvion 3 dekooderi vastaan-ottaisi pariteettisanat Q12n_12(12D) - Q12n+3_12U5D-1)' Nämä invertoidaan uudelleen ennen niiden joutumista 15 dekooderiin 21.

b) Kuviossa 4 voidaan toinen rivi muuttaa muodosta U , c< , — .X , cc^) muotoon (c* , of , — of, * , D · Ku viossa 5 voidaan vastaavalla tavalla toinen rivi muuttaa , , ,28 27 3 2 1. . ,27 26 21 muodosta (x , oc , · ·.<*., Λ , c*. ) muotoon (<* ,e< ,... en. ,σ<. , 20 1). Edelleen molemmissa kuvioissa 4 ja 5 saattaa matriisi juuressa o< olla etusarakkeeltaan ja takasarakkeeltaan vaihdettavissa. Tällä tavoin rivit 2-4 alkaisivat pienil- • lä juuren oi potensseilla ja päättyisivät korkeisiin o( :n :· : potensseihin.

25 c) Laitetta ja menetelmää voidaan edullisesti käyt- tää korkealuokkaisessa hi-fi järjestelmässä. Koodaus suoritetaan ensin. Tiedot voidaan varastoida äänilevylle, -nauhalle tai vastaavalle. Vaihtoehtoisesti, tai yhdistelmänä tämän kanssa, voidaan tiedot lähettää tiedonsiirtokanavan 30 tai yleisradion välityksellä. Vastaanottavassa päässä käy-tetään dekoodausmenetelmää ja -laitteistoa ja mahdolliset virheet korjataan. Lopuksi suoritetaan korkealuokkainen ;--j vahvistus ja toisto.

Kuviot 6 ja 7 esittävät lohkokaaviota toisesta koo-35 derista ja vastaavasti toisesta dekooderista. Pääasiallisin ero kuvion 1 ja kuvion 6 välillä sijaitsee limittimes- 23 7 7 7 5 7 sä 30, jolla nyt on vastaavat viiveet kahden sanan aikavälin suuruisina, kuten on osoitettu viitemerkinnöillä "2". Lisäksi on koodikanavien jaksottainen asettelu erilaista. Sisääntulopuolella järjestetään aina kaksi kana-5 vaa uudestaan keskenään, ja 8 kanavan jälkeen aloitetaan seuraava jakso. Täten on mukana kolme kahdeksan kanavan jaksoa. Ulostulopuolella aloitetaan uusi jakso 6 kanavan jälkeen. Täten on läsnä neljä kuuden kanavan jaksoa. Toinen ero esiintyy kooderin 32 kohdalla, joka sijaitsee 10 keskellä kahden koodikanavaryhmän välissä. Tällä tavoin ristiinkulkemisien määrä pienenee; osa 34 sisältää nyt pelkästään viive-elementtejä. Esimerkiksi D = 6 sanavä-liä. Viive-elementti 38 aikaansaa viiveen parittomille kanaville, vastakohtana kuvion 1 tapaukselle. Lopuksi in-15 vertoidaan kaikki tarkastussanat. Kuvio 7 seuraa jälleen suoraan kuvion 6 järjestelystä.

Kuviot 8 ja 9 esittävät lohkokaaviota kolmannesta kooderista ja vastaavasti kolmannesta dekooderista. Kuvio 8 on identtinen kuvioon 6 nähden limitintä 40 lukuunotta-20 matta. Tässä viivästetään ensimmäistä kuutta kanavaa kahden sanan aikavälin verran ja myös kolmatta kuuden kanavan ryhmää kahden sanan aikavälin verran. Muita koodikanavia ei viivästetä limittimessä 40. Lisäksi on koodikanavien sijoittelu erilainen. Sisääntulopuolella järjestetään 25 kulloinkin kaksi kanavaa keskenään yhteen, ja seuraava jakso aloitetaan vasta kahdentoista koodikanavan jälkeen. Täten on läsnä kaksi kahdentoista kanavan jaksoa.

Ulostulopuolella aloitetaan uusi jakso neljän kanavan jälkeen. Täten on läsnä kuusi neljän kanavan jaksoa.

30 Jälleen seuraa kuvion 9 järjestely suoraan kuvion 8 järjestelystä.

Kuviot 10 ja 11 esittävät lohkokaaviona neljättä kooderia ja vastaavasti neljättä dekooderia. Kuvio 10 on identtinen kuvioon 8 nähden limitintä 42 lukuunottamatta. 35 Tässä on koodikanavat jaeltu kolmeen ryhmään. Ensimmäisen ryhmän koodikanavia ei limitimessä 42 viivytetä. Toisen 24 77757 ryhmän kanavat sisältävät viiveosan yhden sanavälin suuruisena. Kolmannen ryhmän koodikanavat sisältävät kahden sana-aikavälin suuruisen viiveosan. Minkäänlaisia kanavan uudelleen järjestelyjä ei suoriteta. Jälleen seuraa ku-5 vion 11 järjestely suoraan kuvion 10 järjestelystä.

Tällä tavoin vaatii vaihtaminen kuvioiden 7, 9, 11 tai kuvioiden 6, 8 ja 10 välillä ainoastaan osan järjestelystä muuntamista.

Kuviot 6 ja 7 esittävät järjestelyä, joka on kaik-10 kein soveliain käytettäväksi kahdella audiokanavalla (stereofonisessa käytössä), kuviot 8 ja 9 esittävät järjestelyä, joka on kaikkein soveliain käytettäväksi kolmella audiokanavalla, ja kuviot 10 ja 11 esittävät järjestelyä, joka on kaikkien soveliain käytettäväksi neljällä 15 audiokanavalla (kvadrofoninen käyttö). Kussakin näistä tapauksista tarjoaa oikeiden audiosignaalien välissä olevien menetettyjen audiosignaalien interpolointi edullisen korjausmenettelyn.

Claims (18)

1. 25 7 7 7 5 7
2. 1. Virheen korjaamaan kykenevä tiedonsiirtomenetelmä, tunnettu siitä, että sen vaiheina: 5 a) vastaanotetaan tietovirta vastaanottamalla kerral laan tietosanasarjän yksi tietosana kultakin ensimmäisestä joukosta keskenään rinnakkaisia kanavia ensimmäisen järjes-telytilan (1) mukaisesti, b) syötetään yksi sana kultakin näistä ensimmäisestä joukosta rinnakkaisia kanavia ensimmäiseen virheen korjaavaan koodauslaitteeseen niin, että aikaansaadaan ensimmäinen tarkastussanasarja (8), c) viivytetään tätä ensimmäistä tarkastussanasarjaa sekä tietosanasarjän sanoja ensimmäiseen virheen korjaavaan 15 koodauslaitteeseen syöttämisen jälkeen keskenään erilaisten aikaviiveittein verran, jotta nämä muunnettaisiin tiettyyn toiseen järjestelytilaan (9), d) syötetään yksi sana kultakin ensimmäisen joukon kanavista ja ensimmäinen tarkastussanasarja toisessa järjes- 20 telytilassaan toiseen virheen korjaavaan koodauslaitteeseen niin, että aikaansaadaan toinen tarkastussanasarja (10), e) lähetetään aina kerrallaan yksi tietosana kuhunkin joukosta ulostulokanavia, joiden lukumäärä on yhtä suuri kuin ensimmäisen joukon lukumäärä, sekä yksi ensimmäinen tarkastus- 25 sanasarja ja yksi toinen tarkastussanasarja kuhunkin toisesta joukosta ulostulokanavia (11), £) jolloin tarkastussanasarjän muodostaminen kaikkiaan k tarkastussanasta perustuu alempana esitettävään pariteetin ilmaisumatriisiin H, ja jolloin ensimmäisen ja toisen korjaa- 30 van koodauslaitteen sisällä kukin sana muodostuu m bitistä ja koodauslaitteessa muodostettu tarkastussanasarja täydentää virheiltään korjattavissa olevan lohkon suuruudeltaan kaikkiaan n sanan suuruiseksi, jolloin n f. 2m 26 77757 's» " 1 1 1 ----- 1 1 oC 1 o02 00 3 _____ oo n-1 o<^ n 062 ^4 006 _____ o02(n-l) ^2η
3. 5 H = • · · · » I • I · · · · ^o6 k-1 ^^-1)2^-1)3_____ ^(k-lMn-l) ^(k-lln 10 tai ' 1 1 1 ----- 1 1 <yij 1 06 2 _____ *x> n—2 cxj n—1 ^ x, 2 064 _____ oC.2(n-2) oo2 (n-1)
4. 15 H = . . . . . • * · i » • · · · · · x ^k-1 oJk-l) 2_____ ^(k-1) (n-2) ^(k-1) (n-1) v 20 missä di on juuri, joka tyydyttää yhtälön F(x) =0, kun F(x) on pelkistämättömissä oleva ja primitiivinen m:nnen asteen • / polynoomi kentästä GF(2). : 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n - 25. e t t u siitä, että toinen tarkastussanasarja invertoi-·’ - daan ennen lähettämistä (12, 13, 14, 15).
5. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä., tunnettu siitä, että ensimmäinen sanasarja invertoidaan sen jälkeen kun se on syötetty toiseen virheen korjaavaan 30 koodauslaitteeseen, mutta ennen sen lähettämistä.
6. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n - - - n e t t u siitä, että vaiheessa c) tietosanasarjän ensim mäisellä ryhmällä on viiveajat tietystä ensimmäisestä jou-kosta viiveaikojen arvoja, ensimmäisellä tarkastussanasar- 35 jalla on viiveajat toisesta joukosta viiveaikojen arvoja ja lisäsanojen, joita lukumäärältään on yhtä monta kuin II 27 7 7 7 5 7 sanoja on ensimmäisessä tietosanasarjän ryhmässä, omatessa viiveajat kolmannesta viiveaika-arvojen joukosta, kunkin jäsenen tästä kolmannesta joukosta ollessa arvoltaan suuremman kuin kukin jäsen toisesta joukosta ja kunkin jäsenen 5 tästä toisesta joukosta ollessa arvoltaan suuremman kuin mitä on kukin ensimmäisen joukon jäsen.
7. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vastaanottamisen jälkeen, mutta ennen syöttämistä ensimmäiseen virheen korjaavaan koodauslait- 10 teeseen, aiheutetaan yhden sana-aikavälin suuruinen suhteellinen viive tietosanasarjän vastaavien parillisten ja parittomien sanojen välille (2A-7B).
8. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ennen lähettämistä ensimmäiselle ja 15 toiselle joukolle ulostulokanavia aiheutetaan yhden sana-aikavälin suuruinen suhteellinen viive parillisissa kanavissa (2, 4, ...) ja vastaavissa parittomissa kanavissa (1, 3,...) olevien tietojen välille.
9. 7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, t u n -20 n e t t u siitä, että vastaanottamisen jälkeen, mutta ennen ensimmäiseen virheen korjaavaan koodauslaitteeseen syöttämistä, aiheutetaan lisäsanoihin verrattuna vähintäin yhden sana-aikavälin suuruinen, keskinäisiltä arvoiltaan yhtä suuri suhteellinen viive niihin sanoihin, jotka muodostavat osan 25 tästä ensimmäisestä ryhmästä.
10. 8. Laite jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukaisen menetelmän mukaan tapahtuvaa virheen korjaavaa tiedonsiirtoa varten, tunnettu siitä, että siihen kuuluu ensimmäiset elimet äänisignaalin vastaanottamiseksi 30 ja parittomien ja parillisten digitoitujen näytteiden sarjan kehittämiseksi siitä, toiset elimet kunkin parillisen digitoidun näytteen jakamiseksi kahdeksi parilliseksi tietosanaksi ja kunkin parittoman digitoidun näytteen jakamiseksi kahdeksi paritto-35 maksi tietosanaksi, kolmannet elimet mainittujen parittomien ja parillisten tietosanojen tuomiseksi rinnakkaisten kanavien (1) ensimmäiseen joukkoon, 28 7 7 7 5 7 ensimmäisen virheen korjaava kooderi (8), jota syöttää mainittu rinnakkaisten kanavien ensimmäinen joukko tie-tosanan ottamiseksi vastaan kussakin näistä kanavista ensimmäisessä järjestelytilassa ja ensimmäisen tarkistussanasar-5 jän kehittämiseksi siitä, viive-elimet (9), joita syöttää mainittu ensimmäinen virheen korjaava kooderi (8) tietosanojen ja niihin kuuluvien tarkistussanojen viivyttämiseksi keskenään eri viive-ajoilla niiden muuttamiseksi toiseen järjestelytilaan, 10 toinen virheen korjaava kooderi (10), jota syöttävät mainitut viive-elementit (9) rinnakkaisten kanavien joukon yhden sanan ja ensimmäisen tarkistusanasarjän määrää vastaavan tarkistussanamäärän vastaanottamiseksi toisen tarkistus-sanasarjan kehittämiseksi niistä, ja 15 antoelimet (11) kulloinkin yhden tietosanan antamisek si antokanavien joukkoon, joka vastaa lukumäärää mainitussa ensimmäisessä joukossa sekä mainittujen ensimmäisen ja toisen tarkistussanasarjän antamiseksi, jolloin ensimmäisen ja toisen, virheen korjaavan kooderin generaattorimatriisit 20 määrittävät vastaavat Reed-Solomon-koodit.
11. 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että ensimmäiset elimet soveltuvat käsittelemään stereotyyppistä äänitaajuista signaalia ja sen kumpaakin toi-sen korvan signaalia, ja aikaansaamaan parillisten ja vas- ; 25 tavasti parittomien, digitoitujen näytteiden sarjat.
12. 10. Tietoväline, joka on saatu toteuttamalla minkä ' · tahansa patenttivaatimuksista 1-7 mukainen menetelmä ja jo hon sisältyy lohkojen sarja, tunnettu siitä, että kukin lohko sisältää peräjälkeen: komannen joukon (U1-U12) 30 sanoja, joka joukko on suuruudeltaan yhtä suuri kuin puolet .·\· ensimmäisestä joukosta, ja jotka sanat on muodostettu paril- : : lisistä tietosanoista mainitussa tietosanasarjassa, neljäs ] I sanojen joukko, joka on muodostettu ensimmäisestä tarkas- tussanasarjasta sekä vielä kolmas joukko (U17-U28) sanoja . . 35 muodostettuna parittomista tietosanoista tässä tietosanasar- jassa sekä vielä neljäs joukko (U29-U32) sanoja muodostettuna toisesta tarkastussanasarjasta. Il 29 7 7 7 5 7
13. 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen tietoväline, tunnettu siitä, että kukin lohko sisältää edelleen synkronisointietuosan (SYNC).
14. 12. Dekooderi käytettäväksi virheiltään korjattavis-5 sa olevaa tietojensiirtoa varten minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-7 mukaisella menetelmällä, tunnettu siitä, että dekooderi käsittää a) sisääntulosan (16), jotta kulloinkin vastaanotetaan joukolla kanavia, joiden lukumäärä on yhtä suuri kuin ensim- 10 mäisen vastaanottokanavajoukon lukumäärä, tietosanasarja, ja rinnakkain tämän kanssa joukolla kanavia, joiden lukumäärä on yhtä suuri kuin toisen vastaanottokanavajoukon lukumäärä, ensimmäinen tarkastussanasar ja sekä toinen tarkastussanasar ja, b) ensimmäisen dekooderin (21), joka toisen tarkastus-15 sanasarjan säädön alaisena kulloinkin muodostaa uudelleen ensimmäisen joukon tietosanoja ja ensimmäisen tarkastussanasar jän tietyn ensimmäisen pelkistinluvun avulla, joka tässä muodostetaan, c) viivelaitteet (22), joilla kohdistetaan uudestaan 20 mainitut tietosanat ja ensimmäinen tarkastussanasarja keske- nään erilaisten aikaviiveiden verran, c) toisen kooderin (23), joka ensimmäisen tarkastussa-nasarjan säädön alaisena kulloinkin muodostaa uudelleen ensimmäisen joukon tietosanoja toisen pelkistinluvun avulla, ; 25 joka siinä muodostetaan, d) ulostulo-osa (24), josta kulloinkin kerrallaan syötetään ulos joukolle kanavia, joiden lukumäärä on yhtä suuri kuin ensimmäisen ulostulokanavajoukon lukumäärä, tietosa-na tietosanojen sarjasta, tietosanojen jonon edustaessa tie- 30 tojen virtaa.
15. 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen dekooderi, eri- : tyisesti käytettäväksi patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukaises ti menetelmässä, tunnettu siitä, että sisääntulo-osa (16) sisältää uudelleen invertoinnin laitteet (17,18,19,20), 35 jotka toimivat vastaanotettujen invertoitujen tarkastussano-jen perusteella.
16. 14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen dekooderi käytet- 30 7 7 7 5 7 täväksi erityisesti patenttivaatimuksen 6 mukaisessa menetelmässä, tunnettu siitä, että sisääntulo-osa (16) sisältää toiset viivytysosat, joilla kompensoidaan sitä suhteellista viivettä, joka on aiheutettu parillisten tieto-5 kanavien ja parittomien tietokanavien välille.
17. 15. Patenttivaatimuksen 12 mukainen dekooderi käytettäväksi erityisesti patenttivaatimuksen 5 mukaisessa menetelmässä, tunnettu siitä, että ulostulo-osiin (24) sisältyy kolmannet viivytyslaitteet, joilla kompensoidaan 10 sitä suhteellista viivettä, joka on aiheutettu parillisten tietosanojen ja parittomien tietosanojen välille.
18. 16. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 12-15 mukaisen dekooderin sisältävä laitteisto, tunnettu siitä, että tähän laitteistoon edelleen liittyy: neljännet 15 osat sarjamuotoisen tietovirran vastaanottamiseksi ja rinnakkaisten tietojen muodostamiseksi siitä kuhunkin vastaavista kanavista sisääntulo-osassa, rinnakkaisesta sarja-muotoon uudelleen muuntavat laitteet niin, että muunnetaan sarjamuotoon tietosanat, jotka on syötetty ulos ulostulo- 20 kanaviin sekä digitaali/analogia-muuntimet, jotta sanoista muodostettaisiin jatkuva äänitaajuinen signaali. 31 77757