RU2396723C2 - Исправление одиночных битовых ошибок в кодовых словах, кодированных методом относительной фазовой манипуляции, с помощью принятой совокупной цифровой суммы - Google Patents

Исправление одиночных битовых ошибок в кодовых словах, кодированных методом относительной фазовой манипуляции, с помощью принятой совокупной цифровой суммы Download PDF

Info

Publication number
RU2396723C2
RU2396723C2 RU2007137989/09A RU2007137989A RU2396723C2 RU 2396723 C2 RU2396723 C2 RU 2396723C2 RU 2007137989/09 A RU2007137989/09 A RU 2007137989/09A RU 2007137989 A RU2007137989 A RU 2007137989A RU 2396723 C2 RU2396723 C2 RU 2396723C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
data
current digital
digital sum
word
bit
Prior art date
Application number
RU2007137989/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007137989A (ru
Inventor
Эберхард БЁЛЬ (DE)
Эберхард БЁЛЬ
Михаэль БЁЛЬ (DE)
Михаэль БЁЛЬ
Original Assignee
Роберт Бош Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Роберт Бош Гмбх filed Critical Роберт Бош Гмбх
Publication of RU2007137989A publication Critical patent/RU2007137989A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2396723C2 publication Critical patent/RU2396723C2/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
    • H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
    • H04L25/49—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
    • H04L25/4904—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using self-synchronising codes, e.g. split-phase codes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
    • H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
    • H04L25/49—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
    • H04L25/4906—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using binary codes
    • H04L25/4915—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using binary codes using pattern inversion or substitution

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)

Abstract

Изобретение относится к передаче данных и предназначено для защиты от ошибок в системе передачи данных. Технический результат - повышение помехозащищенности. Для этого в способе защиты от ошибок при передаче элемента данных по системе связи осуществляют кодирование элемента данных по заданному правилу кодирования, генерируют два состоящих из битов слова данных (DWA, DWB) и выбирают одно из этих сгенерированных слов данных (DWA, DWB) с учетом текущей цифровой суммы, сформированной по соответствующему слову данных (DWA, DWB), и используют текущую цифровую сумму выбранного слова данных (DW) для формирования первой текущей цифровой суммы. Выбранное слово данных (DW) путем модуляции преобразуют в кодовое слово данных (CDW), причем каждому биту слова данных (DW) присваивают двухбитовую последовательность с двумя разными значениями отдельных битов. Кодовое слово данных (CDW) и первую текущую цифровую сумму передают абоненту-получателю. Принятое кодовое слово данных (CDW) проверяют на наличие в нем двухбитовой последовательности с двумя одинаковыми значениями отдельных битов, определяют таким образом двухбитовую последовательность с ошибкой и исправляют ошибку посредством первой текущей цифровой суммы. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу защиты от ошибок при передаче элемента данных, к системе с обеспечением защиты от ошибок, компьютерной программе со средствами программного кода и к компьютерному программному продукту со средствами программного кода.
Уровень техники
В известном способе для защиты от ошибок при передаче кодированных данных по системе связи по задаваемому правилу кодирования для передаваемых данных выбирают слово данных, причем данные представляют битами, которые могут принимать два различных значения - ”единица” и ”ноль”. При этом предусмотрено формирование по меньшей мере одной текущей цифровой суммы (сокр. RDS от англ. ”running digital sum”) таким образом, чтобы по меньшей мере по передаваемому слову данных создать совокупную разность общего числа единиц и общего числа нолей и передавать эту текущую цифровую сумму, предпочтительно периодически, после определенного числа переданных слов данных. В приемнике текущую цифровую сумму заново вычисляют на основании переданных слов и периодически сравнивают. При возможном появлении несоответствия это позволяет обнаружить ошибку.
Раскрытие изобретения
В основу изобретения была положена задача создания способа и устройства для исправления ошибок, которые позволяли бы обнаруживать и исправлять одиночные битовые ошибки (ошибки в одном разряде).
Для этого предложены способ, система, компьютерная программа и компьютерный программный продукт, охарактеризованные в независимых пунктах формулы изобретения.
Предлагаемый в изобретении способ предназначен для защиты от ошибок при передаче элемента данных по системе связи. На первом этапе для элемента данных по заданному правилу кодирования генерируют по меньшей мере два состоящих из битов слова данных. Сгенерированные таким образом слова данных представляют по меньшей мере один элемент данных последовательностью символов, которая может иметь два четко различимых двоичных значения, например ноли и единицы.
На втором этапе для каждого из этих слов данных вычисляют текущую цифровую сумму. Для вычисления текущей цифровой суммы способ может предусматривать формирование в пределах слова данных первой суммы, взятой по общему числу первых из двух возможных двоичных значений, например по единицам, и второй суммы, взятой по общему числу вторых из двух возможных двоичных значений, например по нолям, и вычисление разности этих обеих сумм. Эта разность позволяет таким образом судить о частоте двух разных двоичных значений в слове данных.
С учетом текущей цифровой суммы сгенерированных для элемента данных слов данных выбирают слово данных. При этом первая текущая цифровая сумма соответствует текущей цифровой сумме, сформированной по выбранному слову данных, или она вычисляется путем сложения текущей цифровой суммы выбранного слова данных с некоторой имеющейся на данный момент текущей цифровой суммой. Слово данных может быть выбрано после того как первая текущая цифровая сумма приняла минимально возможное значение. На третьем этапе выбранное слово данных преобразуют путем модуляции в кодовое слово данных. При этом каждому биту слова данных присваивают двухбитовую последовательность с двумя разными двоичными значениями. Формированное таким образом кодовое слово данных содержит вдвое больше знаков, чем выбранное слово данных. В случае разных двоичных значений кодового слова данных речь также может идти о нолях и единицах. В зависимости от вида модуляции двухбитовая последовательность кодового слова данных имеет обе возможные битовые последовательности ”10” или ”01”.
На четвертом этапе передают кодовое слово данных и первую текущую цифровую сумму, например, периодически. Такая передача происходит между отдельными абонентами, связанными между собой через сеть связи (коммуникационную сеть). При этом первый абонент в качестве передатчика может передавать текущую цифровую сумму и кодовое слово данных по меньшей мере одному второму абоненту, выступающему в качестве приемника.
На следующем этапе осуществления способа принятое по меньшей мере одним вторым абонентом кодовое слово данных проверяют на наличие в нем двухбитовой последовательности с двумя одинаковыми двоичными значениями, например двумя нолями или двумя единицами. Если это так, то при передаче один бит кодового слова данных в двухбитовой последовательности был искажен. Таким образом можно определить двухбитовую последовательность с ошибкой. Эта двухбитовая последовательность может быть исправлена посредством или с помощью первой текущей цифровой суммы.
В одном возможном варианте осуществления изобретения слово данных для элемента данных выбирают среди двух возможных слов данных. Для этого элементу данных по заданному правилу кодирования присваивают первое и второе слова данных, причем оба этих слова данных являются инвертированными по отношению друг к другу. Это значит, что одному биту в некотором месте первого слова данных присваивается первое из двух возможных двоичных значений, а соответствующему биту в том же месте второго слова данных - второе из двух возможных двоичных значений. Выбор первого или второго слова данных может определяться по некоторому специфическому условию, например, что первая текущая цифровая сумма должна иметь минимально возможное значение. При этом первая текущая цифровая сумма может соответствовать непосредственно текущей цифровой сумме выбранного слова данных или сумме этой текущей цифровой суммы выбранного слова данных и некоторой имеющейся на данный момент текущей цифровой суммы. Значение имеющейся на данный момент текущей цифровой суммы зависит, например, от текущей цифровой суммы по меньшей мере одного слова данных, предшествующего выбранному слову данных.
В другом варианте осуществления способа при наличии двухбитовой последовательности с ошибкой каждое принятое кодовое слово данных преобразуют по меньшей мере в два слова данных методом демодуляции, соответствующим используемому методу модуляции. Для каждого из этих созданных таким образом слов данных вычисляют вторую текущую цифровую сумму. Вычисление второй текущей цифровой суммы происходит в соответствии с вычислением первой текущей цифровой суммы. Соответствующая вторая текущая цифровая сумма может соответствовать, например, текущей цифровой сумме соответствующих демодулированных слов данных или следовать из суммы соответствующей текущей цифровой суммы и имеющейся на данный момент текущей цифровой суммы. При сравнении соответствующей второй текущей цифровой суммы с принятой первой текущей цифровой суммы можно исправить ошибку, поскольку вторая текущая цифровая сумма совпадает с первой текущей цифровой суммой только для одного из слов данных. Следовательно, первоначальный элемент данных можно воссоздать однозначным образом.
Если предположить, например, что в кодовом слове данных был искажен только один бит, то в силу используемой модуляции, согласно которой двухбитовой последовательностью является ”01” или ”10”, очевидно, что принятая двухбитовая последовательность должна быть либо ”00”, либо ”11”. С помощью упомянутого правила кодирования и первой текущей цифровой суммы происходит исправление ошибки, и ошибочной двухбитовой последовательности присваивают правильную двухбитовую последовательность ”10” или ”01”.
Соответственно заключить о том, имеет ли двухбитовая последовательность в пределах кодового слова данных одиночную битовую ошибку, можно просто с помощью последовательности двоичных значений, т.е. структуры слова данных. Который из двух отдельных битов в этой двухбитовой последовательности ошибочен, можно установить путем сравнения первой и второй текущей цифровой суммы. Благодаря текущей цифровой сумме известно, как часто первое и второе из двоичных значений присутствует в слове данных.
В принципе, элемент данных можно уже кодировать в двоичных значениях, которые в сочетании с правилом кодирования и текущей цифровой суммой позволяют обнаружить ошибку. Это, в частности, актуально в случае, когда число m разных слов данных меньше числа 2n вариантов возможных кодовых слов данных с n битов.
Способ осуществим и для группы элементов данных. При этом возможно создание для каждого элемента данных такой группы двух слов данных. Какое из этих обоих слов данных выбирается для дальнейшей обработки элемента данных, может, в свою очередь, зависеть от значения первой текущей цифровой суммы. Первая текущая цифровая сумма может вычисляться таким образом, чтобы представлять собой сумму всех текущих цифровых сумм всех выбираемых слов данных группы и должна иметь, например, минимально возможное значение. Слово данных для элемента данных выбирают, например, в зависимости от имеющейся на данный момент текущей цифровой суммы между обоими выбираемыми словами данных. В этом случае имеющаяся на данный момент текущая цифровая сумма соответствует промежуточному значению первой текущей цифровой суммы, вычисленной для выбранных к этому моменту в пределах группы слов данных. Таким образом, можно привести текущую цифровую сумму группы слов данных в среднем максимально близко к нулю. Эта мера позволяет реализовать в значительной мере свободный от постоянного тока код.
Предлагаемым способом можно обнаруживать одиночные битовые ошибки. С помощью информации о месте ошибки возможно исправление многозначных до сих пор ошибок, которые не допускают однозначного соответствия ошибки отдельному биту.
В качестве возможного метода модуляции для создания основанного на слове данных кодового слова данных подходит метод относительной фазовой манипуляции (ОФМн). При этом каждый бит слова данных модулируется методом относительной фазовой манипуляции с несущей частотой для передаваемых в пределах сети связи данных. Метод ОФМн предусматривает использование скачков фазы несущей частоты в зависимости от передаваемых данных. При этом каждому слову данных присваиваются два разных значения кода ОФМн. Таким образом, эта двухбитовая последовательность состоит из двоичных значений ”10” или ”01”. Соответствующая последовательность этих обоих возможных отдельных битов зависит от двоичного значения соответствующих модулируемых или присваиваемых битов слова данных.
Для возможной реализации подходящей модуляции слова данных можно рассмотреть два разных метода ОФМн. При модуляции методом ОФМн каждый отдельный бит слова данных можно представить в двух частях разного уровня, представленных, например, нолями и единицами. Таким образом, возможна передача данных или слов данных с постоянным частотным сигналом.
В первом методе ОФМн, называемом также оригинальным методом ОФМн, слово данных модулируется за счет скачка фазы постоянного сигнала несущей частоты в зависимости от передаваемого бита слова данных, причем битовая последовательность создаваемого кодового слова данных не изменяется, если следующий бит слова данных является первым из двух возможных двоичных значений, например нолем, и битовая последовательность инвертируется, если следующий бит слова данных является вторым из двух возможных двоичных значений, например единицей.
Вместо передачи только двух возможных двоичных значений слова данных всегда передается несущая частота, ”10” - последовательность, инвертированная либо неинвертированная. Пока двоичное значение в пределах слова данных является нолем, битовая последовательность остается неизменной по отношению к предыдущей битовой последовательности. Если следующее двоичное значение в пределах слова данных является единицей, то последовательность двоичных значений, например ”10” - последовательность, инвертируется в ”01” - последовательность, и наоборот. Это можно представить правилом генерирования. Это правило включает в себя логическую операцию ”исключающее ИЛИ” (отрицание равнозначности), обозначенную ниже знаком #, над несущей частотой T(t) и запомненным двоичным значением B(t) в момент времени t. Пусть вначале для t=0 запомненным двоичным значением будет B(t)=0. При этом D(t) обозначает двоичное значение битовой последовательности слова данных. M(t) обозначает модулированный сигнал. Запомненное двоичное значение изменяется с каждым изменением двоичных значений в пределах слова данных:
B(t+1)=B(t)#D(t)#D(t+1) и
M(t+1)=B(t+1)#T(t+1) или
M(t)=B(t)#T(t)
Одно свойство модулированного таким образом сигнала или созданного за счет этого кодового слова данных состоит в том, что в присвоенной биту слова данных двухбитовой последовательности в пределах кодового слова данных в середине всегда должна происходить смена, в результате чего возможны только двухбитовые последовательности ”10” или ”01”.
Вместо этого в качестве метода модуляции для преобразования слова данных в кодовое слово данных может быть привлечен второй метод относительной фазовой манипуляции, также называемый модифицированный метод относительной фазовой манипуляции или метод ФМн (метод фазовой манипуляции). Одному из двух возможных двоичных значений слова данных присваивается одна из двух возможных двухбитовых последовательностей кодового слова данных. При этом биту слова данных присваивается первая из двух возможных двухбитовых последовательностей, если модулируемый бит имеет в пределах кодового слова данных первое из двух возможных двоичных значений. Если модулируемый бит слова данных имеет второе из двух возможных двоичных значений, то ему в пределах кодового слова данных присваивается вторая из двух возможных двухбитовых последовательностей.
Это может означать, что двоичному значению ”0” слова данных присваивается двухбитовая последовательность ”10”, а двоичному значению ”1” - двухбитовая последовательность ”01”. Также возможно обратное, инвертированное правило присваивания. Эти действия изображаются также правилом генерирования, при котором результат логической операции ”исключающее ИЛИ” над несущей частотой и соответствующим двоичным значением слова данных:
M(t)=D(t)#T(t)
И в этом случае особенность модулированного сигнала состоит в том, что в середине присвоенной одному биту двухбитовой последовательности всегда должна происходить смена, ”10” или ”01”.
В таблице 1 в первой строке указано время t. D(t) во второй строке обозначает заданное двоичное значение битовой последовательности слова данных. В третьей и четвертой строках указаны соответственно несущая частота T(t) и двоичное значение B(t) в момент t. M(t)orig в пятой строке указывает значения созданного методом относительной фазовой манипуляции кодового слова данных. M(t)mod в шестой строке указывает значения созданного модифицированным методом относительной фазовой манипуляции слова данных.
Таблица 1
t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
D(t) 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0
T(t) 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
B(t) 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
M(t) orig 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1
M(t) mod 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1
За счет применения обоих возможных методов ОФМн к каждому переданному кодовому слову данных прилагается однозначная структура, вследствие чего каждая двухбитовая последовательность в пределах кодового слова данных состоит из двух разных отдельных двоичных значений. В случае искажения отдельного двоичного значения во время передачи возникает состоящая из двух одинаковых отдельных двоичных значений двухбитовая последовательность "00" или "11". Таким образом можно определить ошибочную двухбитовую последовательность в пределах кодового слова данных.
Предлагаемая в изобретении система рассчитана на защиту от ошибок в передаваемом между по меньшей мере двумя абонентами элементе данных. Система включает в себя по меньшей мере одного первого и по меньшей мере одного второго абонентов.
При этом первый абонент имеет возможность генерирования для элемента данных по задаваемому правилу кодирования слов данных, состоящих по меньшей мере из двух битов. В зависимости от значения текущей цифровой суммы, сформированной по соответствующему слову данных, выбирается одно из двух кодовых слов данных, соответствующее тому же элементу данных.
Далее первый абонент вычисляет первую текущую цифровую сумму. Она может, например, соответствовать текущей цифровой сумме выбранного слова данных или следовать из него за счет сложения текущей цифровой суммы выбранного слова данных с имеющейся на данный момент текущей цифровой суммы. Выбранное слово данных преобразуется первым абонентом в кодовое слово данных, причем каждому биту слова данных присваивается двухбитовая последовательность с двумя разными двоичными значениями. Первый абонент передает по меньшей мере одному второму абоненту кодовое слово данных и первую текущую цифровую сумму.
В одном возможном варианте выполнения системы для вычисления первой текущей цифровой суммы при наличии нескольких слов данных одной группы все текущие цифровые суммы этих нескольких слов данных суммируются в общее значение, дающее первую текущую цифровую сумму. Группа кодовых слов данных, возникающих из слов данных, называется кадром данных. Относящаяся к кадру данных первая текущая цифровая сумма для всех слов данных группы передается внутри системы, предпочтительно периодически, первым абонентом по меньшей мере одному второму абоненту после этого кадра данных.
По меньшей мере один второй абонент проверяет принятое кодовое слово данных на наличие двухбитовой последовательности с двумя одинаковыми двоичными значениями. При наличии такой последовательности двухбитовая последовательность с двумя одинаковыми значениями отдельных битов была передана между двумя абонентами системы с ошибкой.
С учетом первой текущей цифровой суммы можно определить и исправить отдельный бит кодового слова данных с одиночной ошибкой. Если двухбитовая последовательность ошибочна, то она представляется в виде последовательности одинаковых отдельных двоичных значений ”00” или ”11”. Такая ошибочная двухбитовая последовательность может соответствовать первоначальной правильной двухбитовой последовательности ”01” или ”10”. Следовательно, при демодуляции возникают два альтернативных демодулированных слова данных, из которых с помощью их соответствующей текущей цифровой суммы одно можно идентифицировать как слово данных, которое первоначально должно было передаваться.
Предлагаемая в изобретении компьютерная программа со средствами программного кода предназначена для осуществления всех этапов предлагаемого в изобретении способа ее выполнении на компьютере или в соответствующем вычислительном устройстве, в частности в предлагаемой в изобретении системе или в вычислительном блоке внутри нее.
Предлагаемый в изобретении компьютерный программный продукт со средствами программного кода, записанными на машиночитаемом носителе данных, предназначен для осуществления всех этапов предлагаемого в изобретении способа при выполнении компьютерной программы на компьютере или в соответствующем вычислительном устройстве, в частности в предлагаемой в изобретении системе или в вычислительном блоке внутри нее.
Осуществление изобретения
Другие преимущества изобретения и варианты осуществления изобретения рассматриваются ниже в описании со ссылкой на прилагающийся чертеж.
Понятно, что описанные выше и поясняемые ниже признаки могут использоваться не только в указанной комбинации, но и в других комбинациях или по отдельности, не выходя за рамки настоящего изобретения.
Изобретение схематично изображено на чертеже на одном примере его осуществления и подробно описано ниже со ссылкой на чертеж, на котором показан возможный вариант предлагаемой в изобретении системы с учетом отдельных этапов возможного варианта предлагаемого в изобретении способа.
Схематично изображенная на чертеже система 1 включает в себя первого абонента 3 в качестве передатчика и второго абонента 5 в качестве приемника. Между обоими абонентами 3, 5 в качестве информации должен быть передан элемент D данных. В случае элемента D данных речь может идти о числе, букве или любом другом знаке.
Для осуществления способа элемент D данных кодируется, причем ему присваивается слово DW данных, состоящее из битов, т.е. из двух четко различаемых знаков, например единиц и нолей. Это слово данных выбирается в соответствии с задаваемым правилом 7 кодирования из двух возможных слов данных: первого слова данных DWA и инвертированного по отношению к нему второго слова данных DWB. Согласно правилу 7 кодирования проводится однозначное зашифровывание по меньшей мере одного элемента D данных и однозначное расшифровывание в элемент D данных, исходя из одного из возможных слов данных - DWA или DWB.
Дальше происходит вычисление 9, при котором формируется текущая цифровая сумма обоих слов данных DWA, DWB. Каждое из них имеет определенное число z знаков, причем первое из двух возможных двоичных значений, например единица, встречается в пределах слова данных DWA или DWB а раз. В соответствии с этим второе из двух возможных двоичных значений, например ноль, встречается (z-a) раз. Текущая цифровая сумма вычисляется по разности между первой суммой а общего числа первых двоичных значений и второй суммой (z-a) общего числа вторых двоичных значений в пределах слов данных DWA, DWB. В данном случае текущая цифровая сумма составляет (2a-z) или в зависимости от определения имеет отрицательное значение (z-2a).
При выборе 11 слова данных DW из двух возможных слов данных DWA, DWB для элемента D данных можно далее учесть некоторую имеющуюся на данный момент текущую цифровую сумму. Цель этого может состоять в том, чтобы первая текущая цифровая сумма S1 имела как можно меньшее значение и в идеале равнялась нулю. С этой точки зрения для элемента D данных в качестве предусмотренного для дальнейшей обработки собственно слова данных DW выбирается либо первое, либо второе присваиваемое слово данных DWA или DWB.
Далее выбранное слово данных DW путем модуляции 13 преобразуется в кодовое слово данных CDW. При этом каждому биту слова данных DW присваивается двухбитовая последовательность, образованная двумя разными двоичными значениями отдельных битов. В качестве возможных методов 13 модуляции в данном способе могут использоваться разновидности относительной фазовой манипуляции.
Затем от первого абонента 3 ко второму абоненту 5 системы 1 происходит передача 15 кодового слова данных CDW и первой текущей цифровой суммы S1. Эта передача может происходить периодически. Нельзя исключать того, что при передаче 15, возможно, отдельный бит переданного первым абонентом 3 кодового слова данных CDW будет искажен. Поэтому принятое вторым абонентом 5 кодовое слово данных CDW может отличаться от переданного кодового слова данных CDW.
Если двухбитовая последовательность содержит ошибку, она представляется последовательностью одинаковых двоичных значений ”00” или ”11” отдельных битов. Такая ошибочная двухбитовая последовательность может соответствовать первоначальной правильной двухбитовой последовательности ”01” или ”10”. При демодуляции 17 возникают два альтернативных демодулированных слова данных, из которых с помощью их соответствующей текущей цифровой суммы одно можно идентифицировать как первоначально передававшееся слово данных. При этом вычисление соответствующей второй текущей цифровой суммы S2 для двух взаимоисключающих (альтернативных) демодулированных слов данных происходит по аналогии с вычислением первой текущей цифровой суммы S1.
Принятое кодовое слово данных CDW' подвергается проверке 19. При этом проверяют, содержит ли оно двухбитовую последовательность с двумя одинаковыми значениями отдельных битов. Проверка 19 происходит с учетом того обстоятельства, что первоначальное, посланное первым абонентом 3 кодовое слово данных CDW в соответствии с методом 13 модуляции должно иметь два разных отдельных битовых значения. Кроме того, следствием появления ошибки в отдельном бите, как уже сказано, являются два альтернативных демодулированных слова данных с соответственно двумя разными вторыми текущими цифровыми суммами S2. При проверке 19 первую текущую цифровую сумму S1 сравнивают с соответствующими вторыми S2 текущими цифровыми суммами. За счет этого создается дополнительный критерий точной идентификации возникшей отдельной битовой ошибки.
Таким образом, в отношении принятого кодового слова данных CDW′ имеют место два случая. Если в первом случае при проверке 19 окажется, что принятое кодовое слово данных CDW имеет двухбитовую последовательность с двумя разными значениями отдельных битов, то первоначально посланное кодовое слово данных CDW было передано между обоими абонентами 3 и 5 правильно, т.е. принятое кодовое слово данных CDW' соответствует посланному кодовому слову данных CDW. Таким образом, по этому правильному принятому кодовому слову данных CDW' посредством демодуляции 17 можно воссоздать слово данных DW, а из него с учетом правила 7 кодирования - первоначальный элемент D данных.
Если же при проверке 19 окажется, что двухбитовая последовательность принятого кодового слова данных CDW' имеет два одинаковых отдельных битовых значения, то она содержит ошибку, или одиночную битовую ошибку (ошибку в одном двоичном разряде). Это значит, что двухбитовая последовательность принятого кодового слова данных CDW' состоит из двух одинаковых отдельных двоичных значений, например двух нолей или единиц. Однозначное установление ошибочного бита, а значит, и исправление 21 одного из двух отдельных двоичных значений ошибочной двухбитовой последовательности осуществляются с учетом также переданной первой текущей цифровой суммы S1. Она дает информацию о том, как часто оба битовых значения встречаются в первоначальном слове данных DW. С учетом первой текущей цифровой суммы S1 можно поставить в соответствие ошибочной двухбитовой последовательности принятого кодового слова данных CDW' правильное первоначальное двоичное значение слова данных DW.
Возможную реализацию этого предпочтительного варианта способа можно пояснить на конкретном примере. Согласно задаваемому правилу кодирования определенному элементу D данных присваиваются первое слово данных DWA = ”010010” и инвертированное по отношению к нему второе слово данных DWB = ”101101”. При этом значение последнего бита этих обоих слов данных DWA, DWB указывает на то, было ли выбрано слово данных из набора инвертированных или неинвертированных слов данных. Если, например, имеющаяся на данный момент текущая цифровая сумма была S10=4, а первая текущая цифровая сумма получается как сумма имеющейся на данный момент текущей цифровой суммы и текущей цифровой суммы выбираемого слова данных, то первая текущая цифровая сумма S1 при рассмотрении первого слова данных DWA составляет S1=2, а при рассмотрении второго слова данных DWB-S1=6. Расчет текущей цифровой суммы соответствует в данном случае разности количеств встречающихся единиц и нолей. При сложении этих образующихся таким образом текущих цифровых сумм с имеющейся на данный момент текущей цифровой суммой S10=4 получают соответственно названные значения. Чтобы, например, значение первой текущей цифровой суммы S1 было минимально возможным, в качестве слова данных DW выбирается первое слово данных DWA и модулируется в кодовое слово данных CDW.
В качестве метода 13 модуляции в данном примере пусть предусмотрен второй, так называемый модифицированный метод относительной фазовой манипуляции. Согласно ему в соответствии с правилом генерирования M(t)=D(t)#T(t) отдельному двоичному значению D(t) посредством логической операции ”исключающее ИЛИ” # над ним и несущей частотой T(t) присваивается двухбитовая последовательность M(t) и тем самым модулированный сигнал. Без ограничения общности двоичному значению ”0” слова данных DW присваивается двухбитовая последовательность ”10”, а двоичному значению ”1” слова DW данных - инвертированная двухбитовая последовательность ”01”.
Вычисление 9 первой текущей цифровой суммы S1 дало бы в этом случае S1=2, поскольку двоичное значение ”0” в слове данных DW встречается четырежды, а двоичное значение ”1” - дважды, что приводит к текущей цифровой сумме - ”2” и при сложении с названной имеющейся на данный момент текущей цифровой суммой S10=4 дает S1=2.
На основе метода 13 модуляции для слова данных DW получается кодовое слово данных CDW = ”10 01 10 10 01 10”.
В качестве альтернативы модуляция 13 может осуществляться так называемым оригинальным методом относительной фазовой манипуляции. При этом битовая последовательность кодового слова данных CDW не изменяется, если следующий бит слова данных DW имеет значение ”ноль”. С другой стороны, битовая последовательность кодового слова данных CDW инвертируется, если следующий бит слова данных DW имеет значение ”единица”.
Второй абонент 5 принимает после передачи 15 посланного первоначального кодового слова данных CDW соответствующее кодовое слово данных CDW', возможно, искаженное в процессе передачи 15. При проверке 19 это принятое кодовое слово данных CDW' исследуется на наличие в нем двухбитовой последовательности с двумя одинаковыми значениями отдельных битов, т.е. двухбитовой последовательности, состоящей из двух нолей (”00”) или двух единиц (”11”). Если это так, то в ошибочной двухбитовой последовательности принятого кодового слова данных CDW' одиночный ошибочный бит идентифицируется и исправляется за счет проверки правила кодирования и первой текущей цифровой суммы S1.
Предположим в данном примере, что при передаче 15 первый отдельный бит второй двухбитовой последовательности был искажен, вследствие чего второй абонент 5 принял кодовое слово данных CDW' = ”10 11 10 10 01 10”. Благодаря заданной структуре посланного CDW' и принятого CDW' кодовых слов данных легко обнаружить, что вторая двухбитовая последовательность кодового слова данных CDW′ была передана с ошибкой.
Был ли искажен первый отдельный бит этой второй двухбитовой последовательности, в результате чего первоначальная двухбитовая последовательность должна иметь вид ”01”, или был ли искажен второй отдельный бит этой второй двухбитовой последовательности, в результате чего первоначальная двухбитовая последовательность должна иметь вид "10", можно определить с учетом первой текущей цифровой суммы S1.
Ошибочное кодовое слово данных CDW = ”10 11 10 10 01 10” может быть получено из последовательности CDW'1 = ”10 10 10 10 01 10” или CDW'2 = ”10 01 10 10 01 10”. При демодуляции кодового слова CDW'1 получается слово CDW'1=”0 0 0 0 1 0” с текущей цифровой суммой ”-4”, что при сложении с имеющейся на данный момент текущей цифровой суммой S10=4 дает вторую текущую цифровую сумму S2=0. При демодуляции CDW'2 получается DW'2 = "0 1 0 0 1 0" с текущей цифровой суммой ”-2”, что при сложении с имеющейся на данный момент текущей цифровой суммой S10=4 дает вторую текущую цифровую сумму S2=2. При сравнении полученной второй текущей цифровой суммы S2 с переданной первой текущей цифровой суммой S1 получается однозначный вывод о том, что первоначально передававшемуся слову данных DW соответствует слово данных DW'2, и соответственно произошедшую ошибку удалось определить (идентифицировать) и исправить.

Claims (9)

1. Способ защиты от ошибок при передаче (15) элемента (D) данных по системе (1) связи, при осуществлении которого:
по заданному правилу (7) кодирования для элемента (D) данных генерируют, по меньшей мере, два состоящих из битов слова данных (DWA, DWB) и выбирают одно из этих сгенерированных слов данных (DWA, DWB) с учетом (11) текущей цифровой суммы, сформированной по соответствующему слову данных (DWA, DWB), и используют текущую цифровую сумму выбранного слова данных (DW) для формирования (9) первой текущей цифровой суммы (S1),
выбранное слово данных (DW) путем модуляции (13) преобразуют в кодовое слово данных (CDW), причем каждому биту слова данных (DW) присваивают двухбитовую последовательность с двумя разными значениями отдельных битов,
передают кодовое слово данных (CDW) и первую текущую цифровую сумму (S1),
принятое кодовое слово данных (CDW) проверяют на наличие в нем двухбитовой последовательности с двумя одинаковыми значениями отдельных битов, определяют таким образом двухбитовую последовательность с ошибкой и исправляют ошибку посредством первой текущей цифровой суммы (S1).
2. Способ по п.1, в котором выбранное слово данных (DW) для элемента (D) данных выбирают из, по меньшей мере, двух сгенерированных слов данных (DWA, DWB) по условию, что первая текущая цифровая сумма (S1) имеет минимально возможное значение.
3. Способ по п.2, в котором, по меньшей мере, два слова данных (DWA, DWB), сгенерированных для элемента (D) данных по заданному правилу (7) кодирования, являются инвертированными по отношению друг к другу.
4. Способ по п.1, в котором ошибочный отдельный бит принятого кодового слова данных (CDW) определяют и исправляют с учетом заданного правила (7) кодирования.
5. Способ по п.1, в котором при наличии двухбитовой последовательности с ошибкой принятое кодовое слово данных (CDW) преобразуют, по меньшей мере, в два слова данных (DW'1, DW'2) методом демодуляции, соответствующим используемому методу модуляции, для этих слов данных (DW'1, DW'2) вычисляют текущую цифровую сумму и используют каждую такую текущую цифровую сумму для формирования (17) второй текущей цифровой суммы (S2), причем путем сравнения каждой из этих вторых текущих цифровых сумм (S2) с принятой первой текущей цифровой суммой (S1) определяют появившуюся ошибку и исправляют ее.
6. Способ по п.2 или 5, в котором слово данных (DW) модулируют первым методом относительной фазовой манипуляции, при этом не меняют битовую последовательность кодового слова данных (CDW), если следующий бит слова данных (DW) имеет первое из двух возможных значений, и инвертируют битовую последовательность, если следующий бит слова данных (DW) имеет второе из двух возможных значений.
7. Способ по п.2 или 5, в котором слово данных (DW) модулируют вторым методом относительной фазовой манипуляции, при этом двухбитовой последовательности в кодовом слове данных (CDW) для модулируемого бита слова данных (DW) присваивают первую из двух возможных битовых последовательностей, если модулируемый бит слова данных (DW) имеет значение "ноль", и вторую из двух возможных битовых последовательностей, если модулируемый бит слова данных (DW) имеет значение "единица".
8. Способ по п.5, в котором кодовое слово данных (CDW) и первую текущую цифровую сумму (S1) формируют и посылают в пределах системы (1) средствами первого абонента (3), а принимают их средствами, по меньшей мере, одного второго абонента (5), причем вычисление второй текущей цифровой суммы (S2), а также определение и исправление ошибочного бита кодового слова данных (CDW) выполняют средствами, по меньшей мере, одного второго абонента (5).
9. Система с обеспечением защиты от ошибок в элементе (D) данных, передаваемом между, по меньшей мере, двумя абонентами (3, 5), включающая в себя:
первого абонента (3) с возможностью генерирования для элемента (D) данных по задаваемому правилу (7) кодирования слов данных (DWA, DWB), состоящих, по меньшей мере, из двух битов, выбора одного из этих сгенерированных слов данных (DWA, DWB) с учетом сформированной по соответствующему слову данных текущей цифровой суммы, использования текущей цифровой суммы выбранного слова данных (DW) для формирования первой текущей цифровой суммы (S1), преобразования выбранного слова данных (DW) путем модуляции (13) в кодовое слово данных (CDW), причем каждому биту выбранного слова данных (DW) присваивается двухбитовая последовательность с двумя разными значениями отдельных битов, и передачи кодового слова данных (CDW) и первой текущей цифровой суммы (S1), по меньшей мере, одному второму абоненту (5), и,
по меньшей мере, одного второго абонента (5) с возможностью проверки принятого кодового слова данных (CDW) на наличие в нем двухбитовой последовательности с двумя одинаковыми значениями отдельных битов, определение за счет этого двухбитовой последовательности с ошибкой и исправления ошибки посредством первой текущей цифровой суммы (S1).
RU2007137989/09A 2005-03-16 2006-03-08 Исправление одиночных битовых ошибок в кодовых словах, кодированных методом относительной фазовой манипуляции, с помощью принятой совокупной цифровой суммы RU2396723C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005012069A DE102005012069A1 (de) 2005-03-16 2005-03-16 Verfahren zur Fehlerbehandlung
DE102005012069.5 2005-03-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007137989A RU2007137989A (ru) 2009-05-27
RU2396723C2 true RU2396723C2 (ru) 2010-08-10

Family

ID=36590147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007137989/09A RU2396723C2 (ru) 2005-03-16 2006-03-08 Исправление одиночных битовых ошибок в кодовых словах, кодированных методом относительной фазовой манипуляции, с помощью принятой совокупной цифровой суммы

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7812744B2 (ru)
EP (1) EP1861974B1 (ru)
JP (1) JP4607997B2 (ru)
KR (1) KR101006294B1 (ru)
CN (1) CN101142794B (ru)
AT (1) ATE408295T1 (ru)
DE (2) DE102005012069A1 (ru)
RU (1) RU2396723C2 (ru)
WO (1) WO2006097422A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110463082B (zh) * 2017-06-07 2020-11-17 华为技术有限公司 具有受控比特概率的传输系统

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6297441A (ja) * 1985-10-22 1987-05-06 Nec Corp デイジタル伝送信号の誤り検出方法
JPS6462870A (en) * 1987-09-02 1989-03-09 Hitachi Ltd Signal converting device
DE4218054C1 (de) * 1992-06-01 1993-11-11 Siemens Ag Verfahren zur Mitlaufüberwachung und Bitfehlerreduktion für durchgeschaltete Verbindungen in digitalen Kommunikationssystemen
DE4300025C1 (de) * 1993-01-02 1994-01-27 Macrotek Ges Fuer Integrierte Verfahren und Einrichtung zur fehlercodierenden Datenübertragung
WO1995022802A2 (en) * 1994-02-15 1995-08-24 Philips Electronics N.V. Method of converting a series of m-bit information words to a modulated signal, method of producing a record carrier, coding device, decoding device, recording device, reading device, signal, as well as a record carrier
WO1996013905A1 (en) * 1994-10-31 1996-05-09 Philips Electronics N.V. Digital transmission and recording system with simple error correction
JPH0964850A (ja) * 1995-08-21 1997-03-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 無線通信システム
US5938790A (en) * 1997-03-04 1999-08-17 Silicon Systems Research Ltd. Sequence error event detection and correction using fixed block digital sum codes
US6198412B1 (en) * 1999-01-20 2001-03-06 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for reduced complexity entropy coding
US6198413B1 (en) * 1999-07-01 2001-03-06 International Business Machines Corporation Partitioned DC balanced (0,6) 16B/18B transmission code with error correction
US6604219B1 (en) * 2000-02-02 2003-08-05 Calimetrics, Inc. DC control of a multilevel signal
KR100725685B1 (ko) * 2001-07-05 2007-06-07 엘지전자 주식회사 일련의 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 방법
US6909385B2 (en) * 2001-07-09 2005-06-21 Seagate Technology Llc Method and apparatus for suppressing low frequency content in digital data
US20040263362A1 (en) * 2001-09-10 2004-12-30 Van Den Enden Gijs J Coding method and device
US6961010B2 (en) * 2003-08-13 2005-11-01 Seagate Technology Llc DC-free code design with increased distance between code words
DE102004061803A1 (de) * 2004-04-08 2005-10-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Fehlerbehandlung bei der Übertragung von Daten über ein Kommunikationssystem
DE102004062010A1 (de) * 2004-04-08 2005-10-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Codeerzeugung bei der Übertragung von Daten über ein Kommunikationssystem
US7002492B2 (en) * 2004-07-07 2006-02-21 Seagate Technology Llc High rate running digital sum-restricted code
US7281190B2 (en) * 2004-11-01 2007-10-09 Seagate Technology Llc Running digital sum coding system
KR100667811B1 (ko) * 2005-09-01 2007-01-11 삼성전자주식회사 Ｒｄｓ 데이터 보안 장치 및 방법
KR100856129B1 (ko) * 2006-12-29 2008-09-03 삼성전자주식회사 오정정 확률을 줄이는 에러 정정 회로, 그 방법 및 상기회로를 구비하는 반도체 메모리 장치

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007137989A (ru) 2009-05-27
ATE408295T1 (de) 2008-09-15
WO2006097422A1 (de) 2006-09-21
EP1861974A1 (de) 2007-12-05
KR20070112179A (ko) 2007-11-22
JP2008533891A (ja) 2008-08-21
KR101006294B1 (ko) 2011-01-06
DE502006001550D1 (de) 2008-10-23
CN101142794A (zh) 2008-03-12
CN101142794B (zh) 2010-12-08
US20100013683A1 (en) 2010-01-21
US7812744B2 (en) 2010-10-12
DE102005012069A1 (de) 2006-09-21
EP1861974B1 (de) 2008-09-10
JP4607997B2 (ja) 2011-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100730715B1 (ko) 통신 시스템에서의 유연한 에러 보호 방법
JP2006180505A (ja) ソフト情報を使用して順方向エラー訂正復号化を行うためのシステムおよび方法
CN105144650B (zh) 用于qam数据信号的增强式解码和解映射方法和装置
JP2013232902A (ja) 伝送システムと方法ならびにプログラム
US8396219B2 (en) Scrambler, scramble processing method, and program
JPH0370420B2 (ru)
US5938773A (en) Sideband signaling with parity bit schemes
RU2396723C2 (ru) Исправление одиночных битовых ошибок в кодовых словах, кодированных методом относительной фазовой манипуляции, с помощью принятой совокупной цифровой суммы
US5878061A (en) Providing serial data clock signal transitions with parity bits
US20040210815A1 (en) Method and system for error correction over serial link
JP3639184B2 (ja) 通信システムにおける制御情報の符号化方法
US3573729A (en) Error detection in multilevel transmission
CN109525367A (zh) 基于LoRa编码和解码机制的检错和自适应纠错方法
JP2007306212A (ja) 送信装置、受信装置、通信システム、及び通信方法
JP2006511993A (ja) ガロア体上でシンボル再配置を用いるデータ再送信方法
RU2375830C2 (ru) Способ для генерирования сигнала основной полосы и устройство для его осуществления, а также программа, заставляющая компьютер выполнять упомянутый способ
JPH1013251A (ja) 符号誤り訂正回路
TWI430585B (zh) 區塊碼解碼方法與裝置
CN112118015B (zh) 一种译码方法、装置、设备及存储介质
JPH03297236A (ja) データ伝送方式
RU2163400C1 (ru) Комбинированный универсальный способ исправления одиночных ошибок при передаче информации биимпульсным кодом манчестер ii
CN115118387B (zh) Irig-b码的解码方法、解码器、设备及存储介质
JP2555582B2 (ja) Ｃｍｉ符号誤り検出回路
JPH0613915A (ja) 誤り検出方法
US20090150727A1 (en) Data transmission method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160309