NL1009618C2

NL1009618C2 - Digital message signal transmission and evaluation method - concatenating signals with bit sequence and combining each word of alphabet with sequence by bit nonequivalence operation and transmitting word with synchronised time reference

Info

Publication number: NL1009618C2
Application number: NL1009618A
Authority: NL
Inventors: Hermann W Woerrlein
Original assignee: Lfk Gmbh
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2001-10-09
Also published as: NL1009618A1

Abstract

The method involves taking the desired bit sequence on the transmitter side from a catalogue digital signals with fixed sequences. The following signal is generated and digitally modulated. The signals are concatenated with the bit sequence which minimises the number of bit errors. Each word of the alphabet is combined and modified with the sequence by a bit nonequivalence operation. The word is transmitted to a receiver with a synchronised time reference. The sequence is divided into a sequence of words with a selectable length. Each received word is concatenated with the alphabet using the modulo-2-addition before concatenating with a synchronisation sequence. A synchronisation code is formed from the difference of alphabet and sequence and is correlated with the synchronisation sequence.

Description

Titel: Werkwijze en inrichting voor het overdragen en analyseren van digitale communicatiesignalen.Title: Method and device for transferring and analyzing digital communication signals.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het overdragen en analyseren van digitale communicatiesignalen volgens de aanhef van conclusie 1.The invention relates to a method and an apparatus for transmitting and analyzing digital communication signals according to the preamble of claim 1.

5 Dergelijke werkwijzen zijn bijvoorbeeld bekend uit de literatuur door Robert B. Ash: "Information Theory". In hoofdstuk 4 van dit boek wordt het begrip "Hamming-afstand" beschreven, waaronder men het aantal bits verstaat waarin zich twee woorden uit een opsomming van de afzonderlijke 10 codewoorden, het zogenaamde alfabet van een code, onderscheiden. Een goede code wordt gekenmerkt, doordat deze Hamming-afstand zo groot mogelijk is.Such methods are known, for example, from the literature by Robert B. Ash: "Information Theory". Chapter 4 of this book describes the term "Hamming distance", which is understood to mean the number of bits in which two words are distinguished from a list of the individual 10 code words, the so-called alphabet of a code. A good code is characterized in that this Hamming distance is as large as possible.

De bekende werkwijzen voor het decoderen en 15 foutencorrectie omvatten de analyse van een foutvector - het zogenaamde syndroom. Hierbij wordt echter uitgegaan van het feit dat de communicatieontvanger steeds correct, dat betekent met de juiste fase gesynchroniseerd is met de klokpuls van de zender.The known methods of decoding and error correction include the analysis of an error vector - the so-called syndrome. However, this assumes that the communication receiver is always correctly synchronized, that is to say with the correct phase, with the clock pulse of the transmitter.

2020

Uit andere literatuur, het werk van Dimitri Wiggert:"Codes.for Error Control and Synchronization", is bekend, dat voor het oplossen van het synchronisatieprobleem een Barker-code of een PN-code, 25 d.w.z. een lineaire schuifregistersequentie met een maximale lengte kan worden ingebed in de transmissie.From other literature, the work of Dimitri Wiggert: "Codes.for Error Control and Synchronization", it is known that to solve the synchronization problem a Barker code or a PN code, ie a linear shift register sequence with a maximum length embedded in the transmission.

Afgezien van het algemene idee, ontbreken hier echter nauwkeurige aanwijzingen voor de verwezenlijking.However, apart from the general idea, accurate indications of its implementation are lacking here.

1009618- 21009618-2

Aan de onderhavige uitvinding ligt de opgave ten grondslag om te voorzien in een werkwijze en een inrichting van de reeds genoemde soort, waarbij een syndroomanalyse wordt vermeden en het synchronisatieprobleem op 5 betrekkelijk eenvoudige wijze zonder problemen wordt opgelost.The present invention is based on the task of providing a method and an apparatus of the aforementioned type, in which a syndrome analysis is avoided and the synchronization problem is solved in a relatively simple manner without problems.

Deze opgave wordt opgelost door de in conclusie 1 weergegeven maatregelen. In de volgconclusies zijn 10 uitvoeringsvormen en verdere uitvoeringen aangegeven en in de volgende beschrijving zijn uitvoeringsvoorbeelden uiteengezet. In de figuren van de tekeningen worden deze uiteenzettingen aangevuld. Getoond zijn: 15 in fig. 1 een uitvoeringsvoorbeeld met betrekking tot een schuifregistercodegenerator, in fig. 2 een weergave van de kruiscorrelatiefunctie van (7) met (3), 20 in fig. 3 een weergave van de kruiscorrelatie met de verkeerde woordvolgorde met (3), in fig. 4 een weergave van de correlatiefunctie van 25 het met fouten behept signaal (9) met (3), in fig. 5 een blokschema van de zender, in fig. 6 een blokschema van de ontvanger.This task is solved by the measures shown in claim 1. In the subclaims, 10 embodiments and further embodiments are indicated and in the following description exemplary embodiments are set out. These explanations are supplemented in the figures of the drawings. Shown are: 15 in Fig. 1 an embodiment with respect to a shift register code generator, in Fig. 2 a representation of the cross-correlation function of (7) with (3), 20 in Fig. 3 a representation of the cross-correlation with the wrong word order with ( 3), in Figure 4 a representation of the correlation function of the error-managed signal (9) with (3), in Figure 5 a block diagram of the transmitter, in Figure 6 a block diagram of the receiver.

3030

Hierna wordt de werkwijze volgens de uitvinding aan de zendzijde beschreven, waarbij de zender beschikt over een alfabet van digitale signalen, d.w.z.a priori vastgelegde sequenties uit nullen en enen, welke gekenmerkt 35 worden door een grote onderlinge Hamming-afstand en de zender zendt deze woorden, zoals de serievolgorde van de letters van de over te dragen "tekst" verlangt, waarbij de 1 o o C ’ 1 O V-* *· 3 aanduiding "tekst" louter en alleen dient voor het eenvoudig uiteenzetten van de essentie van de uitvinding. Synoniem met het alfabet van digitale signalen kan ook worden gesproken van een signaalcatalogus of van een code.Hereinafter the method according to the invention is described on the transmission side, wherein the transmitter has an alphabet of digital signals, ie predetermined sequences from zeros and ones, which are characterized by a large mutual Hamming distance and the transmitter transmits these words, as the serial order of the letters of the "text" to be transferred requires, the 1 ° C '1 O V- * * · 3 designation "text" being merely for the purpose of simply explaining the essence of the invention. Synonymous with the alphabet of digital signals, it is also possible to speak of a signal catalog or a code.

55

Als voorbeeld wordt aangenomen, dat het over te dragen bericht bestaat uit de volgende octale cij fervolgorde: 10 0 4 7 1 1 0 (1)As an example, it is assumed that the message to be transmitted consists of the following octal digit sequence: 10 0 4 7 1 1 0 (1)

Dit bericht moet volgens de uitvinding worden gezonden en gereconstrueerd in een ontvanger.According to the invention, this message must be sent and reconstructed in a receiver.

15 Fysisch gezien kunnen deze getalwaarden willekeurige meetwaarden weergeven, bijvoorbeeld temperatuurmetingen, lottogetallen of instelwaarden voor een regeling.Physically, these numerical values can represent arbitrary measured values, for example temperature measurements, lottery numbers or control setting values.

Het alfabet moet vastgelegd en bekend zijn. Voor het 20 uiteenzetten van de werkwijze wordt nu het volgende uitvoeringsvoorbeeld van een alfabet voor het weergeven en overdragen van octale getallen gegeven: CO = 110 1000 0111 0011 0011 0001 1110 1110 25 Cl = 010 0100 1110 1101 0100 1010 1000 1111 C2 = 011 1001 1100 1010 1000 0110 0111 0110 C3 = 111 0101 0101 0100 1111 1101 0001 0111 C4 = 101 1111 1011 0111 1101 0010 1110 0001 C5 = 001 0011 0010 1001 1010 1001 1000 0000 30 c6 = 000 1110 0000 1110 0110 0101 0111 1001 c7 = 100 0010 1001 0000 0001 1110 0001 1000 (2)The alphabet must be recorded and known. To explain the method, the following embodiment of an alphabet for displaying and transferring octal numbers is now given: CO = 110 1000 0111 0011 0011 0001 1110 1110 25 Cl = 010 0100 1110 1101 0100 1010 1000 1111 C2 = 011 1001 1100 1010 1000 0110 0111 0110 C3 = 111 0101 0101 0100 1111 1101 0001 0111 C4 = 101 1111 1011 0111 1101 0010 1110 0001 C5 = 001 0011 0010 1001 1010 1001 1000 0000 30 c6 = 000 1110 0000 1110 0110 0101 0111 1001 c7 = 100 0010 1001 0000 0001 1110 0001 1000 (2)

Bij dit alfabet onderscheidt zich elk woord van elk ander woord op tenminste 17 bitposities. Dit werd gekozen 35 met het oog op het feit dat het aantal bits in elk woord -gelijk aan 31 - met de lengte van een bekende lineaire schuifregistercode (PN-code) overeenstemt, die op bekende 4 wijze voor elke willekeurige lengte gegenereerd kan worden, d.w.z. bijvoorbeeld voor de lengte 31 of 63 of 127 enz.With this alphabet, every word is different from every other word at at least 17 bit positions. This was chosen in view of the fact that the number of bits in each word - equal to 31 - corresponds to the length of a known linear shift register code (PN code), which can be generated in known manner for any length, ie for the length 31 or 63 or 127 etc.

Pig. 1 van de tekening toont een bekende schakeling voor het genereren van de PN-code door middel van digitale 5 componenten - zogenaamde schuifregisters - voor het geval n = 5, d.w.z. codelengte 31.Pig. 1 of the drawing shows a known circuit for generating the PN code by means of digital components - so-called shift registers - for the case n = 5, i.e. code length 31.

Deze schakeling genereert de volgende sequentie, die zich na 31 klokpulsen continu herhaalt: 10 110 0011 1110 0110 1001 0000 1010 1110 (3)This circuit generates the following sequence, which repeats continuously after 31 clock pulses: 10 110 0011 1110 0110 1001 0000 1010 1110 (3)

Een dergelijke sequentie kenmerkt zich door een zeer zuivere autocorrelatiefunctie met zeer lage en constante 15 nevenlobben en is derhalve voor synchronisatiedoeleinden bijzonder geschikt.Such a sequence is characterized by a very pure autocorrelation function with very low and constant side lobes and is therefore particularly suitable for synchronization purposes.

Volgens de uitvinding wordt nu elk woord van het alfabet (2) met de sequentie (3) verbonden door een 20 bitsgewijs uitsluitend-of-verbinding. Hierdoor ontstaat een nieuwe volgorde van woorden in het alfabet voor de digitale communicatieoverdracht: do = 000 1011 1001 0101 1010 0001 0100 0000 25 dl = 100 0111 0000 1011 1101 1010 0010 0001 d2 = 101 1010 0010 1100 0001 0110 1101 1000 d3 = 001 0110 1011 0010 0110 1101 1011 1001 d4 = 011 1100 0101 0001 0100 0010 0100 1111 d5 = 111 0000 1100 1111 0011 1001 0010 1110 30 d6 = 110 1101 1110 1000 1111 0101 1101 0111 d7 = 010 0001 0111 0110 1000 1110 1011 0110 (4)According to the invention, each word of the alphabet (2) is now connected to the sequence (3) by a 20-bit-only-or-connection. This creates a new order of words in the alphabet for digital communication transfer: do = 000 1011 1001 0101 1010 0001 0100 0000 25 dl = 100 0111 0000 1011 1101 1010 0010 0001 d2 = 101 1010 0010 1100 0001 0110 1101 1000 d3 = 001 0110 1011 0010 0110 1101 1011 1001 d4 = 011 1100 0101 0001 0100 0010 0100 1111 d5 = 111 0000 1100 1111 0011 1001 0010 1110 30 d6 = 110 1101 1110 1000 1111 0101 1101 0111 d7 = 010 0001 0111 0110 1000 1110 1011 0110 (4)

Dit dusdanig gemodificeerde alfabet wordt nu toegepast voor de communicatie. Uitgaande van 35 het bovengenoemd onder (1) gebracht bericht genereert de zender het volgende signaal in de vorm van een digitale modulatie, die op een hoogfrequente drager op een op zich 1 0096 1 8-1 5 bekende wijze wordt opgedrukt. Bijvoorbeeld vindt de modulatie plaats als fasemodulatie of in de vorm van FSK (Frequency Shift Keying) of als pulspositiemodulatie (PPM) of als pulscodemodulatie (PCM) of er wordt een 5 "Manchester II Bi-Phase Level"code tussen geschoven. In dit geval ziet de datastroom als bitsequentie er als volgt uit:This modified alphabet is now used for communication. Starting from the above-mentioned message under (1), the transmitter generates the following signal in the form of a digital modulation, which is printed on a high-frequency carrier in a manner known per se. For example, the modulation takes place as phase modulation or in the form of FSK (Frequency Shift Keying) or as pulse position modulation (PPM) or as pulse code modulation (PCM) or a 5 "Manchester II Bi-Phase Level" code is inserted. In this case, the data stream as bit sequence looks like this:

dO d4 d7 dl dl dOdO d4 d7 dl dl dO

10 of in volle lengte uitgeschreven: 000 1011 1001 0101 1010 0001 0100 0000 011 1100 0101 0001 0100 0010 0100 1111 010 0001 0111 0110 1000 1110 1011 0110 15 100 0111 0000 1011 1101 1010 0010 0001 100 0111 0000 1011 1101 1010 0010 0001 000 1011 1001 0101 1010 0001 0100 0000 (5) de schrijfwijze zonder tussenruimten ziet er als volgt uit: 20 0001011100101011010000101000000011110001010001010 0001001001111010000101110110100011101011011010001 110000101111011010001000011000111000010111101101010 or written out in full length: 000 1011 1001 0101 1010 0001 0100 0000 011 1100 0101 0001 0100 0010 0100 1111 010 0001 0111 0110 1000 1110 1011 0110 15 100 0111 0000 1011 1101 1010 0010 0001 100 0111 0000 1011 1101 1010 0010 0001 000 1011 1001 0101 1010 0001 0100 0000 (5) the spelling without gaps looks like this: 20 0001011100101011010000101000000011110001010001010 00010010011110100001011101101000111011011010001 110000101111011010001000011000111000010111

OOIOOOOiOOOlOlllOOlOlOllOlOOOOlOlOOOOOOOOIOOOOiOOOlOlllOOlOlOllOlOOOOlOlOOOOOO

2525

Aan de zijde van de ontvanger voorziet de uitvinding nu in het feit dat de sequentie (6) in een volgorde van woorden wordt ontbonden, waarvan de lengte telkens door de woordlengte van het toegepaste alfabet is gegeven, 30 bijvoorbeeld 31 bits in het alfabet (2) of (4). Deze ontbinding gaat ervan uit, dat in de ontvanger een tijdreferentie de juiste klokpuls aangeeft, d.w.z. telkens het juiste tijdstip markeert, wanneer een woord in de quasi-eindeloze volgorde (6) begint of eindigt.On the receiver side, the invention now provides that the sequence (6) is decomposed in a sequence of words, the length of which is given by the word length of the alphabet used, for example 31 bits in the alphabet (2 ) or (4). This decomposition assumes that in the receiver a time reference indicates the correct clock pulse, i.e. always marks the correct time when a word starts or ends in the almost endless sequence (6).

35 1 0 n y f - 635 1 0 n y f - 6

Het terugwinnen van het klokpulssignaal, dat onderdeel is van de werkwijze volgens de uitvinding, wordt nu beschreven:The recovery of the clock pulse signal, which is part of the method according to the invention, is now described:

Onder aanname dat de tijdreferentie van de ontvanger 5 correct is gesynchroniseerd, d.w.z. dat de ontvanger bekend is, op welk tijdstip de zender een nieuw woord begint, wordt elk ontvangen signaalwoord volgens de regels van de Modulo-2-additie met elk woord uit het alfabet (2) verbonden, d.w.z. het alfabet voor de verbinding met de 10 synchronisatiesequentie.Assuming that the time reference of the receiver 5 is correctly synchronized, ie the receiver is known, at which time the transmitter starts a new word, each received signal word according to the rules of the Modulo-2 addition with each word from the alphabet (2) connected, ie the alphabet for the connection to the 10 synchronization sequence.

Bij dez$ verbinding blijft als rest van de operatie over datgene wat de volgorde (4) onderscheidt van de volgorde (2), d.w.z. de synchronisatiecode. Deze rest wordt 15 gecorreleerd met de synchronisatiesequentie. Bij een correcte verbinding verschijnt als eindresultaat de bekende autocorrelatiefunctie van de sequentie (3), met andere woorden een periodieke herhaling van scherpe maxima of "Spikes" van deze functie, met de periodeduur - gegeven 20 door de lengte van de sequentie (3) - en met constante nevenlobben met minimale amplitude.With this connection, the remainder of the operation remains about what distinguishes the sequence (4) from the sequence (2), i.e. the synchronization code. This remainder is correlated with the synchronization sequence. When correctly connected, the end result shows the known autocorrelation function of the sequence (3), in other words a periodic repetition of sharp maxima or "spikes" of this function, with the period duration - given by the length of the sequence (3) - and with constant side lobes with minimal amplitude.

Bij de bitsgewijze verbinding van het signaal (5) of (6), die volgens hun ontstaansgeschiedenis de 25 synchronisatiesequentie (3) in zich bevatten, met de woorden cO, c4, c7, cl, cl en cO uit de catalogus (2),.die de synchronisatiesequentie niet bevat, ontstaat - zoals reeds gezegd - als rest in de verwerking wederom de synchronisatiesequentie, d.w.z. de volgorde van 3 0 woorden: 110 0011 1110 0110 1001 0000 1010 1110 110 0011 1110 0110 1001 0000 1010 1110 110 0011 1110 0110 1001 0000 1010 1110 35 110 0011 1110 0110 1001 0000 1010 1110 110 0011 1110 0110 1001 0000 1010 1110 110 0011 1110 0110 1001 0000 1010 1110 (7) 4 f~' ' ; ; - i w - n_/ 7In the bitwise connection of the signal (5) or (6), which according to their history contain the synchronization sequence (3), containing the words cO, c4, c7, cl, cl and cO from the catalog (2), .that does not contain the synchronization sequence - as already stated - the synchronization sequence again arises as a remainder in the processing, ie the order of 3 0 words: 110 0011 1110 0110 1001 0000 1010 1110 110 0011 1110 0110 1001 0000 1010 1110 110 0011 1110 0110 1001 0000 1010 1110 35 110 0011 1110 0110 1001 0000 1010 1110 110 0011 1110 0110 1001 0000 1010 1110 110 0011 1110 0110 1001 0000 1010 1110 (7) 4 f ~ ''; ; - i w - n_ / 7

Het resultaat van de correlatievorming van het blok (7) met de PN-code (3) is weergegeven in fig. 2. In fig. 3 is de correlatiefunctie weergegeven, zoals deze blijkt, 5 wanneer ten onrechte niet met de correcte woordvolgorde cO, c4, c7, cl, cl, en cO maar met cO, c4, c6, cl, cl, en cO, d.w.z. een verkeerd derde woord is verbonden. Men ziet, dat in dat geval in de correlatiefunctie i.p.v. de zuivere derde "Spike" een soort ruis optreedt, d.w.z. dat daar de 10 correlatiefunctie is verstoord.The result of the correlation of the block (7) with the PN code (3) is shown in Fig. 2. In Fig. 3, the correlation function is shown, as it appears, 5 when wrongly not with the correct word order cO, c4, c7, cl, cl, and cO but with cO, c4, c6, cl, cl, and cO, ie an incorrect third word is connected. It can be seen that in that case a kind of noise occurs in the correlation function instead of the pure third "Spike", that is to say that the correlation function is disturbed there.

Anderzijds leveren de periodiek weerkerende maxima de benodigde informatie, wanneer de ontvanger correct gesynchroniseerd is, d.w.z. wanneer het ontvangstsignaal en 15 de referentiefunctie (3) in de ontvanger precies over elkaar heen liggen. De synchronisatie van de ontvanger wordt gewaarborgd, doordat de verschuiving van de signalen, in het geval de maxima optreden, als nul wordt gezien.On the other hand, the periodically recurring maxima provide the necessary information when the receiver is correctly synchronized, i.e. when the reception signal and the reference function (3) in the receiver are exactly on top of each other. The synchronization of the receiver is ensured, because the shift of the signals, in case the maxima occur, is considered zero.

20 De onderhavige communicatieontvanger werkt nu als volgt:20 The present communication receiver now works as follows:

Als test wordt elk ontvangen woord met elk woord uit de catalogus (2) verbonden in een uitsluitend-of-verbinding en wordt het aantal bits berekend, waarin zich het resultaat 25 van deze operatie onderscheidt van de sequentie (3).As a test, each received word is linked to each word from the catalog (2) in an exclusive-or-connection and the number of bits is calculated, in which the result of this operation is distinguished from the sequence (3).

Daaraan sluitend neemt de ontvanger een logische beslissing ten gunste van dat woord, waarvoor het aantal verschillende bits minimaal wordt.Subsequently, the receiver makes a logical decision in favor of that word, for which the number of different bits becomes minimal.

30 Wordt de minimale bitafstand op grond van stoorinvloeden-niet slechts bij een enkel maar bij twee of meer verschillende vergelijkingswoorden bereikt, dan bestaat een meerduidigheid, die als zodanig wordt aangegeven. In het laatste geval herkent de ontvanger de 35 meerduidigheid als zodanig en geeft aan de ontvanger alle beslissingen, die op gelijke wijze leiden tot een minimale foutensom. Deze uitspraken worden in het volgende door een 1009618i 8 verdere uitwerking van het voorbeeld aanschouwelijk gemaakt.If the minimum bit spacing is reached on the basis of interference influences not only with a single but with two or more different comparison words, there is an ambiguity, which is indicated as such. In the latter case, the receiver recognizes the ambiguity as such and makes all decisions to the receiver, which likewise lead to a minimum error sum. These statements are illustrated in the following by a further elaboration of the example.

In het volgende is het aantal afwijkingen van de 5 ideale code in het geval van de ongestoorde sequentie (5) of (6) berekend. De volgende foutenmatrix is het gevolg: i = 1, aantal fouten = 0 17 17 18 17 18 18 19 i = 2, aantal fouten = 17 18 18 19 0 17 17 18 10 i = 3, aantal fouten - 19 18 18 17 18 17 17 0 i = 4, aantal fouten = 17 0 18 17 18 17 19 18 i = 5, aantal fouten = 17 0 18 17 18 17 19 18 i = 6, aantal fouten - 0 17 17 18 17 18 18 19 (8) 15 Men ziet dat de afwijking nul is, wanneer het eerste woord "i = 1" de kolom 0 - d.w.z. cO - uitkiest, vervolgens voor het tweede woord de 4e kolom, d.w.z.In the following, the number of deviations from the 5 ideal code in the case of the undisturbed sequence (5) or (6) is calculated. The following error matrix is the result: i = 1, number of errors = 0 17 17 18 17 18 18 19 i = 2, number of errors = 17 18 18 19 0 17 17 18 10 i = 3, number of errors - 19 18 18 17 18 17 17 0 i = 4, number of errors = 17 0 18 17 18 17 19 18 i = 5, number of errors = 17 0 18 17 18 17 19 18 i = 6, number of errors - 0 17 17 18 17 18 18 19 (8 It is seen that the deviation is zero, when the first word "i = 1" chooses the column 0 - ie cO -, then for the second word the 4th column, ie

c4 uitkiest, vervolgens c7 enz. Rijgt men de indices van de codewoorden aan elkaar, die de fout laten verdwijnen, dan 20 verkrijgt men: 0 4 7 1 1 0 en derhalve het bericht.c4 is selected, then c7, etc. If the indices of the codewords, which make the error disappear, are strung together, 20 is obtained: 0 4 7 1 1 0 and therefore the message.

2525

Hierna wordt het gedrag van de ontvanger in het geval van een gestoorde communicatieverbinding beschouwd. Hier kan de storing hetzij op grond van ruis een verkeerde voorstelling van afzonderlijke bits of bitgroepen in (5) of 30 (6) ten gevolge hebben, of kan bewerkstelligen dat afzonderlijke bits of bitgroepen in het ontvangen signaal totaal ontbreken, quasi "uitgestansd" zijn. Het volgende signaal (8) onderscheidt zich van het foutvrije signaal (5) doordat op afzonderlijke plaatsen geen informatie wordt 35 verkregen. De "stansgaten" zijn gekenmerkt met "X": XOO 1011 1001 0101 10XX 0X01 0100 0000 4 | ’ f\ L· \ '7 i w O - - ‘ - 9After this, the behavior of the receiver in the event of a faulty communication connection is considered. Here, the interference may either misrepresent individual bits or bit groups in (5) or 30 (6) due to noise, or may cause individual bits or bit groups to be completely missing in the received signal, be quasi "punched out" . The following signal (8) differs from the error-free signal (5) in that no information is obtained at separate locations. The "punch holes" are marked with "X": XOO 1011 1001 0101 10XX 0X01 0100 0000 4 | "F \ L ·" 7 i w O - - "- 9

Oil 1X00 0101 0001 0100 0010 0100 1111 010 0001 0111 0110 1000 1110 X011 0110 100 0111 0000 1011 1101 1010 00X0 0001Oil 1X00 0101 0001 0100 0010 0100 1111 010 0001 0111 0110 1000 1110 X011 0110 100 0111 0000 1011 1101 1010 00X0 0001

100 0111 0000 1011 1101 1010 0010 XXXI100 0111 0000 1011 1101 1010 0010 XXXI

5 000 1011 1001 0101 1010 0001 0100 0000 (9) of zonder tussenruimten geschreven: ί ! ! ! !5 000 1011 1001 0101 1010 0001 0100 0000 (9) or without gaps written: ί! ! ! !

10 XOOIOIIIOOIOIOIIOXXOXOIOIOOOOOOOIIIXOOOIOIOOOIOIOOOO10 XOOIOIIIOOIOIOIIOXXOXOIOIOOOOOOOIIIXOOOIOIOOOIOIOOOO

! 100100111101000010111011010001110X0110110100011100! 100100111101000010111011010001110X0110110100011100

I IIII III

0010111101101000X00001100011100001011110100010XXX100 15 001011100101011010000101000000 (10)0010111101101000X00001100011100001011110100010XXX100 15 001011100101011010000101000000 (10)

In dit schema zijn voor een beter zichtbaar maken de foutposities gemarkeerd door uitroeptekens. Dit schema 20 bevat op in totaal 10 van 186 plaatsen een bitleemte.In this diagram, for better visibility, the error positions are marked by exclamation marks. This scheme 20 contains a bit gap in a total of 10 of 186 places.

De hier voorgestelde communicatieontvanger heeft bij deze betrekkelijk geringe bitfoutenverhouding niet de minste problemen om het juiste bericht te verkrijgen. De 25 ontvanger vormt - zoals beschreven - de matrix van de fouten en bevindt op de plaats (8): i « 1, aantal fouten = 2 16 15 19 18 18 17 19 i = 2, aantal fouten = 16 18 17 19 0 16 17 17 30 i = 3, aantal fouten = 19 18 19 18 18 17 19 1 i = 4, aantal fouten = 17 1 18 18 18 18 19 19 i = 5, aantal fouten = 20 3 20 19 18 17 20 19 i=6, aantal fouten = 0 17 17 18 17 18 18 19 (11) 35 Men ziet dat de minimale fout incidenteel niet 0, maar 1,2 of 3 wordt. De beslissing ten gunste van de kleinste : -v, · - ^ 'i 10 fout geeft, niet beïnvloed door de storing, eenduidig het a priori correcte bericht:The communication receiver proposed here does not have the slightest problems with this relatively small bit error ratio to obtain the correct message. The receiver - as described - forms the matrix of the errors and is located in position (8): i «1, number of errors = 2 16 15 19 18 18 17 19 i = 2, number of errors = 16 18 17 19 0 16 17 17 30 i = 3, number of errors = 19 18 19 18 18 17 19 1 i = 4, number of errors = 17 1 18 18 18 18 19 19 i = 5, number of errors = 20 3 20 19 18 17 20 19 i = 6, number of errors = 0 17 17 18 17 18 18 19 (11) 35 It can be seen that the minimal error is incidentally not 0, but 1,2 or 3. The decision in favor of the smallest: -v, · - ^ 'i 10 error, unaffected by the failure, unambiguously gives the a priori correct message:

Bericht =047110 5Message = 047110 5

De correlatiefunctie tussen het gestoorde, ontvangen signaal en de synchronisatiesequentie is ingegeven in fig 4. Deze functie onderscheidt zich slechts in betrekkelijk geringe mate van het ideale verloop.The correlation function between the disturbed, received signal and the synchronization sequence is shown in Fig. 4. This function differs only slightly from the ideal course.

1010

Het schakelschema volgens de uitvinding valt uiteen in de twee componenten "zender" en "ontvanger". De zender (fig.5) wordt aan de ingangszijde gevoed met het over te dragen bericht. De zender bezit een codegeheugen, dat de 15 bitvolgorden van het met de synchronisatiesequentie verbonden alfabet bevat, bijvoorbeeld dO tot d7. Uit het codegeheugen worden sequentieel de bitvolgorden afgenomen, zoals het over te dragen bericht verlangt. Is aan de communicatie-ingang het octaal getal "n" aanwezig, dan 20 wordt uit het codegeheugen het woord "dn" afgenomen. Deze woorden of bitsequenties worden sequentieel aangelegd aan de data-ingang van Manchester II encoder. De encoder bevat aan een van zijn andere ingangen een kloksignaal voor het bepalen van de bitvolgordefrequenties. Het uitgangssignaal 25 van de encoder moduleert op bekende wijze in de modulator een aangeboden HF-draaggolfsignaal, bijvoorbeeld door fasemodulatie in de klokpuls van de Manchester II code.The circuit diagram according to the invention can be divided into the two components "transmitter" and "receiver". The transmitter (fig. 5) is fed on the input side with the message to be transmitted. The transmitter has a code memory containing the 15 bit sequences of the alphabet associated with the synchronization sequence, for example d0 to d7. The bit sequences are sequentially taken from the code memory as the message to be transmitted requires. If the octal number "n" is present at the communication input, the word "dn" is taken from the code memory. These words or bit sequences are applied sequentially to the data input of the Manchester II encoder. The encoder contains a clock signal at one of its other inputs for determining the bit sequence frequencies. The encoder output 25 modulates a supplied HF carrier signal in the modulator in a known manner, for example by phase modulation in the clock pulse of the Manchester II code.

Fig. 6 maakt de schakeling van een 30 uitvoeringsvoorbeeld van de ontvanger duidelijk. Na de demodulatie van het ontvangen HF-signaal ontstaat wederom een Manchester II code. Deze wordt aangelegd aan de ingang van een Manchester II detector. De Manchester II detector heeft de eigenschap dat deze de klokfrequentie in zich 35 heeft zodat een klokingang voor de detector ontbreekt. De detector wint intern de klokfrequentie van het gezonden signaal terug en stelt deze frequentie ter beschikking aan 1 0096 1 8', 11 een van zijn uitgangen. Ook de ontvanger bezit een codegeheugen, dat echter is gevuld met de woorden cO tot c7 die in tegenstelling tot de zender echter de synchronisatiesequentie (3) niet bevatten.Fig. 6 illustrates the circuitry of an embodiment of the receiver. After the demodulation of the received HF signal, a Manchester II code is again generated. This is installed at the entrance of a Manchester II detector. The Manchester II detector has the property that it contains the clock frequency, so that a clock input for the detector is missing. The detector internally recovers the clock frequency of the transmitted signal and makes this frequency available to 1 0096 1 8 ', 11 one of its outputs. The receiver also has a code memory, which is however filled with the words c0 to c7, which, unlike the transmitter, do not contain the synchronization sequence (3).

55

Een poortschakeling snijdt uit de van de decoder komende bitvolgorden een sequentie van 2" - 1, bijvoorbeeld 31 naburige bits uit en beschouwt deze sequentie als datawoord. In een aansluitende comparator wordt dit woord 10 vergeleken met elk woord in het codegeheugen en wordt de index "i" bepaald waarvoor het aantal afwijkende bits minimaal wordt.A gate circuit cuts out a sequence of 2 "- 1, for example 31 neighboring bits from the bit sequences coming from the decoder and considers this sequence as a data word. In a connecting comparator, this word 10 is compared with each word in the code memory and the index" i "determined for which the number of deviating bits becomes minimum.

Aansluitend wordt het ontvangen datawoord met het 15 codewoord ,rci" volgens de regels der uitsluitend-of-verbinding bitsgewijs verbonden. Bij een correcte tijdspositie van de bovengenoemde poortpuls ontstaat door ' deze operatie het restsignaal, dat theoretisch overeenstemd met de synchronisatiesequentie. Het restsignaal wordt 20 gecorreleerd met de a priori bekende 1Subsequently, the received data word is connected bitwise to the codeword, rci "according to the rules of the exclusive-or-connection. When this time position of the above-mentioned gate pulse is correct, this operation produces the residual signal, which theoretically corresponds to the synchronization sequence. 20 correlated with the a priori known 1

synchronisatiesequentie. Bij een correct functioneren van de schakeling wordt een volgorde van naaldpulsen als Isynchronization sequence. When the circuit functions correctly, a sequence of needle pulses as I

resultaat van de correlatievorming verwacht, gelijk aan * hetgeen in fig. 4 is getoond. 1 25 |result of the correlation formation expected, equal to * which is shown in Fig. 4. 1 25 |

De feitelijk verkregen correlatiefunctie wordt in een iThe actually obtained correlation function is shown in an i

verdere comparator vergeleken met het theoretisch te Ifurther comparator compared to theoretical I

verwachten monster. Wanneer deze vergelijking aangeeft dat j niet de te verwachten naaldpulsen worden gevormd, maar ( 30 slechts ruis ontstaat, dan weet de ontvanger dat de | genoemde poortpuls een verkeerde fasepositie heeft. 1expect sample. When this comparison indicates that j does not generate the expected needle pulses, but only noise occurs, the receiver knows that the said gate pulse has an incorrect phase position.

Vervolgens worden na deling van de klokfrequentie door de * codelengte vertragingen in stappen van het klokpulsinterval ingevoegd, totdat de laatstgenoemde vergelijking positief 35 uitvalt. Het zojuist genoemde klokpulsinterval is de periodeduur van de klokpulsfrequentie, die ter beschikking wordt gesteld door de decoder.Then, after dividing the clock frequency by the code length, delays are inserted in steps of the clock pulse interval, until the latter equation turns out positive. The clock pulse interval just mentioned is the period duration of the clock pulse frequency provided by the decoder.

4 r ‘ ·* ·:/; „, 5 U i ·· · ·> 34 r "* *: /; ", 5 U i ·· · ·> 3

Claims

Method for transferring and analyzing digital communication signals from a transmitter to a receiver and its decoding and error correction, wherein words from a predetermined and known alphabet of a code are distinguished, characterized in that on the transmitter's side the desired bit sequences from a catalog of digital signals with recorded sequences - such as zeros and ones - are taken, the next signal is generated and digitally modulated and the signals are connected to those 15 bit sequences, which minimize the number of bit errors, each word of the alphabet (2) connected and modified by a bitwise exclusive-or-link to the sequence (3) and then transferred to the synchronized time reference receiver, wherein the sequence (6) is in a sequence of words of length to be selected is dissolved and each received word according to the rules of the "Modulo-2 addition" with he The alphabet (2) is connected to a synchronization sequence before the connection and the synchronization code is formed from the difference between the alphabet (2) and (4) and correlates with the synchronization sequence.

2. Method according to claim 1, characterized in that the digital modulation is performed as phase modulation or in the form of 1 FSK (Frequency Shift Keying). ! !

Method according to claim 2, characterized in that the digital modulation is implemented as pulse position modulation (PPM) or as pulse code modulation (PCM). <, ''

Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the transmitter comprises a code memory containing a bit sequence of the alphabet associated with the synchronization sequence, from which the bit sequences are sequentially taken and sequentially entered the data input of a Manchester II encoder, at the further input of which a clock signal for determining the bit sequence frequency is provided and a modulator for the HF carrier signal 10 is provided and a demodulator is provided at the input of a receiver for restoring of the Manchester II code for the received HF signal, and a Manchester II decoder as well as a code memory and a gate circuit as well as a comporator with decision logic is provided. 1009618 |