DE3027579C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Detektieren eines digitalen Kodewortes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf einen Kodedetektor zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein derartiges Verfahren ist aus der FR-PS 23 09 101 bekannt und dient zum Detektieren digitaler Kodeworte, die zu Signalisierungszwecken in einem PCM-Fernsprechsysstem übertragen werden. Die Kodeworte bestehen aus zwei Bitgruppen: einer ersten Gruppe (die Bits 1-4), die für alle Kodeworte gleich ist, das sogenannte Prefix, und einer zweiten Gruppe (die Bits 5-10), die für alle Kodeworte verschieden ist. Mit dem Prefix wird festgestellt, wo der abweichende Teil des Kodewortes anfängt. Das Prefix dient also der Synchronisation mit dem Kodewort.

In Fernsprechsystemen, deren Signalisierung entsprechend einer vorgegebenen Gebeprozedur arbeitet, wird ein Vorwärtssignal erst beendet nach Empfang eines Rückwärtssignals, das an sich nach Feststellung des Verschwindens des Vorwärtssignals beendet wird. Damit wird die Möglichkeit, daß das wiederholt gleich empfangene Kodewort das gemeinte Kodewort ist, wesentlich vergrößert.

In manchen digitalen Fernsprechsystemen wird Deltamodulation als Kodierungsmethode für Sprache benutzt, bei der ein einfacher Kanal keine Wortsynchronisation braucht. Die festgelegte Signalisierung in diesen Systemen erfolgt ebenfalls in Form von Kodewörten. Typische Anforderungen an die Detektion der Kodeworte in einem derartigen System mit einer hohen Bitfehlerrate sind für die Signalisierung in der Aufbauphase:

• - wenn ein Bitstrom mit 0% Bitfehlerrate BER empfangen wird, muß ein Kodewort nach Empfang von höchstens 10 (gleichen) Kodeworten detektiert sein;
• - wenn ein Bitstrom mit 10% BER empfangen wird, muß ein Kodewort mit 99,99% Sicherheit nach Empfang von höchstens 64 Kodewörtern detektiert sein.

Zur Signalisierung in der Verkehrsphase sind die Anforderungen höher, weil die Signalisierungsinformation mitten in der Sprach- oder Dateninformation übertragen wird. Dabei tritt das Problem auf, daß durch diese Information mit Kodewort nachgeahmt werden kann. Eine Anforderung ist, daß ein Random-Bitmuster am Eingang des Detektors den Detektor höchstens einmal je 7,7×10¹⁰ Bit ansprechen lassen darf. Die weiteren Anforderungen der Verkehrsphase sind, daß bei 0% BER nach höchstens 40 Kodeworten und bei 10% BER nach höchstens 256 Kodeworten mit 99,99% Sicherheit das Kodewort detektiert sein muß.

Aus der Zeitschrift "Elektronik" 1976, Heft 1 und 2, Seiten 46 bis 52 und Seiten 74 bis 78 ist ein Majoritätsgatter bekannt, das die Eingangssignale aufeinanderfolgender Bitstellen in einem Bitstrom akkumuliert, wobei ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn ein vom Majoritätsgatter bestimmter Schwellwert erreicht bzw. überschritten wird. Zum Erkennen eines Kodewortes mit einer bestimmten Bitkombination werden die aufeinanderfolgenden Bitstellen um jeweils nur eine Stelle verschoben. Entsprechend der Einstellung des Schwellwertes erzeugt auch ein gestörtes Kodewort ein Erkennungssignal. Bei einer zu niedrigen Schwelle besteht jedoch die Gefahr, daß eine im normalen Bitstrom vorkommende Bitkombination fälschlich als Kodewort erkannt wird. Bei dem bekannten Majoritätsgatter ist nämlich nicht vorgesehen, durch die Auswertung unmittelbar aufeinanderfolgender Kodeworte die Erkennungssicherheit zu erhöhen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem auf einfache Weise ohne Wortsynchronisation in zuverlässiger Weise Kodeworte detektiert werden, die in einem Bitstrom mit einer hohen Bitfehlerrate auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Mit Kodeworten von N Bits können im Grunde 2 ^N Nachrichten kodiert werden. Dadurch, daß einem Kodewort und allen durch zyklische Permutation der Bits dieses Kodewortes abgeleiteten Kodeworten dieselbe Nachricht zugeordnet wird, werden Gruppen von Kodeworten erhalten, die ohne Wortsynchronisation detektierbar sind. Mit N = 8, d. h. mit 36 Nachrichten aus 256 Kodeworten, von denen der größte Teil in 8 Gestalten auftreten kann, kann man für die meisten Fernsprechsysteme das Bedürfnis an Signalisierungs- und Schaltzeichen durchaus erfüllen.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß dieses auf einfache Weise in universellen sequentiellen programmierbaren Logikschaltungen verwirklicht werden kann, wie in handelsüblichen Mikroprozessoren mit zugeordneten Speichern und Peripheriegeräten.

Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 angegeben. Die Ausgestaltung nach Patentanspruch 4 dient insbesondere dazu, bei einer geringen Bitfehlerrate das Kodewort besonders schnell zu detektieren.

Aus der US-PS 34 63 911 ist eine Anordnung zum Detektieren von in regelmäßigen Abständen auftretenden gleichen Synchronisierwörtern bekannt, zwischen denen Nachrichtenwörter mit untereinander konstanter Wortlänge liegen, so daß Synchronisierwörter und Nachrichtenwörter einen seriellen Bitstrom bilden. Dieser wird einem Schieberegister zugeführt und bitweise darin verschoben, und jeweils eine Bitfolge von der Länge des Synchronisierwortes wird mit dem fest gespeicherten Synchronisierwort mittels eines Korrelators verglichen. Der Korrelationswert wird gespeichert und mit dem nächsten Korrelationswert verglichen, und wenn dieser größer ist, wird er seinerseits gespeichert und außerdem ein Ringzähler auf den Anfangswert gesetzt, wobei der Modul des Ringzählers gleich der Summe der Länge des Synchronisierworts und des Nachrichtenworts ist. Mit dieser bekannten Annordnung können jedoch keine unterschiedlichen Kodewörter in einem gestörten Bitstrom erkannt werden.

Ein Kodedetektor zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 5 gekennzeichnet. Ausgestaltungen des Kodedetektors sind in den weiteren Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Darstellung einer Reihe unmittelbar aufeinanderfolgender einander entsprechender Kodeworte, die in der Aufbau- bzw. Verkehrsphase liegen,

Fig. 2 eine Nachricht, die durch ein Kodewort dargestellt wird, und die zyklischen Permutationen dieses Kodewortes zum Gebrauch nach der Erfindung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform eines Kodedetektors zum Detektieren von Kodeworten von dem in Fig. 2 dargestellten Typ zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 4 ein Flußdiagramm einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform des Kodedetektors zum Detektieren von Kodeworten von dem in Fig. 2 dargestellten Typ zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 6 ein Flußdiagramm einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Fernmeldesystemen sollen oft außer der Information selbst auch Sonderzeichen oder -nachrichten übertragen werden. Diese Nachrichten können der Information vorangehen, derselben folgen oder mitten in der Information liegen. In Fernsprechsystemen geht dem Informationsaustausch das Übertragen von Wahlziffern, Besetztzeichen, Prüfzeichen und anderen Zeichen voran, die die Übertragungsstrecke und den Schaltzustand kennzeichnen. Die Registerzurückrufsignale werden beispielsweise mitten in der Information übertragen. Ein digittaler Bitstrom, wie dieser in einem digitalen Fernmeldesystem auftreten kann, ist in Fig. 1 dargestellt. Die zu übertragende Information ist durch SP bezeichnet, und die Sonderzeichen oder -nachrichten in Form digital kodierter Worte - die Kodeworte - sind durch CW bezeichnet. Die Kodeworte CW werden wiederholt übertragen, um in dem Fall, daß durch Störung ein Kodewort verstümmelt wird, durch eine Mehrheitsentscheidung das einwandfreie Kodewort zu ermitteln. In Fernsprechsystemen, die entsprechend der festgelegten Gebeprozedur funktionieren, wird das Kodewort so lange übertragen, bis von dem Empfänger die Detektion des Kodewortes gemeldet wird (Quittung). Erst danach wird ein folgendes Kodewort oder die Information übertragen. Im allgemeinen ist es daher so, daß es bei einer größeren Bitfehlerrate länger dauert, bevor das Kodewort erkannt werden kann. Aus den Anforderungen für die Anzahl Kodeworte, die maximal benötigt ist, um mit gegebener Wahrscheinlichkeit das einwandfreie Kodewort zu ermitteln, geht dies ebenfalls hervor.

Tabelle I

In der Tabelle I ist ein Beispiel von Anforderungen dargestellt, die in der Praxis an ein Fernsprechsystem gestellt werden. In der Aufbauphase soll bei einer Bitfehlerrate von 0% nach maximal 10 Kodeworten das Kodewort mit Gewißheit detektiert sein, und bei einer Bitfehlerrate von 10% soll nach maximal 64 Kodeworten mit 99,99% Chance das Kodewort detektiert sein. In der Verkehrsphase während der Übertragung von Information sind diese Anzahlen 40 bzw. 256 Kodeworte. Außerdem wird gefordert, daß mit Hilfe von randomverteiltem Rauschen erzeugte Bitmuster, die dem Eingang des Detektors angeboten werden, höchstens 1 Mal in 7,7×10¹⁰ Bits den Detektor ansprechen lassen.

In manchen digitalen Fernsprechsystemen wird Deltamodulation als Kodierungsmethode für die Sprache benutzt. In derartigen Systemen braucht der einfache Kanal keine (Wort) Snychronisation für die Sprechübertragung. Für die Kodeworte ist die Situation anders. Dadurch, daß das Kodewort wiederholt übertragen wird, wird bei mangelnder Synchronisation zwischen dem Empfänger und dem Sender ein fehlerhaftes Kodewort empfangen. Um Wortsynchronisation für die Kodeworte zu vermeiden, wird den Kodeworten, die durch zyklische Permutation voneinander abgeleitet werden können, inhaltlich dieselbe Nachricht zugeordnet. Mit Kodeworten von N Bits können im Grunde 2 ^N Nachrichten kodiert werden. Kodeworten, die durch zyklische Permutation aus anderen Kodeworten abgeleitet werden können, wird dieselbe Nachricht zugeordnet. Dadurch ist Wortsynchronisation für die Kodeworte überflüssig. Mit N = 8, d. h. mit 2⁸ = 256 Kodeworten, werden 36 Kodeworte erhalten, die nicht durch zyklische Permutation voneinander abgeleitet werden können. Das Kodewort 11111111 eignet sich weniger, weil Kurzschluß in der Übertragungsstrecke dieses Kodewort simulieren kann. Auf gleiche Weise kann das Kodewort 00000000 durch eine Unterbrechung der Übertragungsstrecke erzeugt werden. Weiterhin werden auch die Kodeworte 10000000 und 01111111 (und jede ihrer 7 zyklischen Permutationen) nicht benutzt. Damit bleiben 32 einzigartige Kodeworte übrig, eine Anzahl mit der das Bedürfnis nach Signalisierungszeichen in Fernsprechsystemen weitgehend erfüllt werden kann. 28 dieser 32 Kodeworte treten in acht Gestalten auf, wie beispielsweise das in Fig. 2a dargestellte Kodewort. Drei Kodeworte (11101110, 11001100 und 10001000) treten in vier Gestalten auf, und ein Kodewort (10101010) umaßt nur 2 zyklische Permutationen. Wird nun das Kodewort, wie dies in Fig. 2a dargestellt ist, übertragen, so wird bei Wortsynchronisation auch das Kodewort nach Fig. 2a empfangen. Aber bei mangelnder Synchronisation wird das Kodewort nach Fig. 2b empfangen, wenn der Empfänger 7 Bitstellen gegenüber dem Sender "nacheilt", das Kodewort nach Fig. 2c bei 6 Bitstellen usw. Dadurch, daß all diesen Kodeworten dieselbe Nachricht zugeordnet wird, ist eine Synchronisation überflüssig.

Das weitere Verfahren zum Detektieren der Kodeworte wird nun an Hand der Fig. 3 bis 6 näher erläutert.

Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform eines Kodedetektors. Ein Schieberegister 2 enthält N Teile 2-1, 2-2, . . . 2- N, wobei jeder Teil mit Ausgängen versehen ist. Dem Eingang des Schieberegisters 2 wird ein binärer Bitstrom zugeführt. Der Bitstrom wird in beliebige Datenblöcke von N Bits aufgeteilt. Die Anzahl Bits jedes Datenblocks wird durch einen mit dem Eingang 1 verbundenen Bitzähler 3, beispielsweise einen Modulo-N-Zähler, gezählt. Die Anzahl Datenblöcke wird durch einen an den Ausgang des Modulo-N- Zählers 3 angeschlossenen rückstellbaren Wortzähler 4 gezählt. Nachdem ein Wort von N Bits in das Schieberegister 2 eingegeben worden ist, wird auf bekannte Weise je Bitstelle i (i = 1, 2, . . . N) ermittelt, ob die Bitstelle einen logischen Wert eines ersten Typs, beispielsweise eine "1" oder einem logischen Wert eines zweiten Typs, beispielsweise eine "0" enthält. Der Kodedetektor enthält zwei Gruppen von Zählern 5-1, 5-2 . . . bis 5- N und 6-1, 6-2 . . . 6- N. Jeder der Zähler 5-1 bis 5- N und 6-1 bis 6- N ist an den zugeordneten Teil 2-1 bis 2- N des Schieberegisters 2 angeschlossen. Die Zähler 5 werden um eins erhöht, wenn in dem zugeordneten Teil des Schieberegisters 2 eine "1" ermittelt wird, während die Zähler 6 um eins erhöht werden, wenn in dem zugeordneten Teil eine "0" ermittelt ist. Danach wird das nachfolgende Wort von N Bits in das Schieberegister eingegeben, der Wortzähler 4 wird dadurch um 1 erhöht, und es wird abermals ermittelt, welcher logische Wert in jedem Teil gespeichert ist, und abhängig davon werden die Zähler 5 oder 6 erhöht. Ein Ausgang jedes der Zähler 5-1 bis 5- N ist an eine zugeordnete Schwellenanordnung 7-1 bis 7- N angeschlossen. Auf gleiche Weise ist ein Ausgang jedes der Zähler 5-1 bis 5- N an eine zugeordnete Schwellenanordnung 8-1 bis 8- N angeschlossen. Weitere Eingänge jeder der Schwellenanordnungen 7 bzw. 8 sind an einen Schwellenwertgenerator 9 bzw. 10 und an einen Ausgang der Schwellenanordnung 37 angeschlossen. DerSchwellenwert, der von dem Schwellenwertgenerator 9 bzw. 10 den Schwellenanordnungen 7 bzw. 8 angeboten wird, wird mit einem dem Steuereingang 11 bzw. 12 der Schwellenwertgeneratoren 9 und 10 zugeführten Steuersignal eingestellt. Wenn der Zählerwert eines der Zähler 5 und 6 den Schwellenwert überschreitet und die Schwellenanordnung 37 eine logische "1" liefert, wird an dem Ausgang der zugeordneten Schwellenanordnungen 7 und 8 ein Signal abgegeben, beispielsweise in Form einer logischen "1". Die Ausgänge der Schwellenanordnungen 7 und 8 werden paarweise kombiniert Exklusiv-Oder-Schaltungen 32-1 bis 32- N zugeführt, wobei der Ausgang der Schwellenanordnung 7-1 und 8-1 an Eingänge der Exklusiv-Oder-Schaltung 32-1 angeschlossen ist, der Ausgang der Schwellenanordnung 7-2 und 8-2 an Eingänge der Exklusiv-Oder-Schaltung 32-2 usw. Jeder der Ausgänge der Exklusiv-Oder-Schaltungen 32-2 bis 32- N ist mit einem zugeordneten von N Eingängen einer UND-Schaltung 13 verbunden, wobei die Exklusiv-Oder-Schaltung 32-1 an den Eingang 13-1 angeschlossen ist, die Exklusiv-Oder- Schaltung 32-2 an den Eingang 13-2 usw. Wenn N der 2N Zähler 5 und 6 den Schwellenwert überschreiten, und zwar von jedem Paar 5-1/6-1, 5-2/6-2 . . . einer, wird der Ausgang des UND-Tores 13 umgeschaltet.

Die Ausgänge der Schwellenanordnungen 7 und 8 sind weiterhin paarweise mit UND-Toren 14-1 bis 14- N verbunden. Die UND-Tore 14-1 bis 14- N haben je einen invertierenden und einen nicht-invertierenden Eingang. Die Schwellenanordnungen 7 werden mit den nicht-invertierenden und die Schwellenanorndungen 8 werden mit den invertierenden Eingängen verbunden. Die Ausgänge der UND-Tore 14 sind mit einem zugeordneten Teil eines Registers 15 verbunden. Wenn der Schwellenwert der Schwellenanordnung 7-1 überschritten wird und daher der Schwellenwert der Schwellenanordnung 8-1 nicht, wird der Ausgang des an die Ausgänge dieser Schwellenanordnungen angeschlossenen UND-Tores 14-1 umgeschaltet werden. Sollte dagegen der Schwellenwert der Schwellenanordnung 8-1 überschritten werden (und folglich der Schwellenwert von 7-1 nicht), so wird der Ausgang des UND-Tores nicht umgeschaltet. Die Ausgangssignale der Tore 14-1 bis 14- N werden in einem Register 15 zu einem Zeitpunkt, der durch das Umschalten des UND-Tores 13 gegeben wird, gespeichert. Dazu ist der Ausgang des UND-Tores 13 mit einem Steuereingang 16 des Registers 15 verbunden. Das Register 15 enthält nun die Bitwerte des Kodewortes. Die Ausgänge des Registers 15 sind mit einer Speicheranordnung 33 zum Adressieren einer dem Kodewort entsprechenden Speicherstelle, die eine der Nachrichten enthält, verbunden. In dem bereits angegebenen Beispiel, und zwar N = 8, enthält die Speicheranordnung 33 insgesamt 256 Adressen, an denen eine der 32 Nachrichten gefunden werden kann. An einem Ausgang 34 der Speicheranordnung 33 ist nach Detektion des Kodewortes die diesem entsprechende Nachricht verfügbar. Nach der Detektion des Kodewortes wird der Wortzähler 4 rückgestellt. Dazu ist der Ausgang des UND-Tores 13 ebenfalls mit einem Rückstelleingang des Wortzählers 4 verbunden. Der Ausgang des UND-Tores 13 ist ebenfalls mit Rückstelleingänge der Zähler 5-1 bis 5- N und 6-1 bis 6- N zum Rückstellen dieser Zähler bei Detektion des Kodewortes verbunden. Weiterhin ist der Ausgang des Wortzählers 4 an ein Schwellenelement 35 angeschlossen, um beim Überschreiten eines einem Eingang 36 zugeführten Schwellenwertes einen Rückstellimpuls den mit dem Ausgang des Schwellenelementes 35 verbundenen Rückstelleingängen der Zähler 5-1 bis 5- N und 6-1 bis 6- N zuzuführen. Weiterhin ist der Ausgang von Wortzähler 4 an eine Schwellenanordnung 37 angeschlossen, die wenn ein an einen Eingang 38 zugeführte Schwellenwert überschritten wird, ein logisches "1" Signal zu den Schwellenanordnungen 7 und 8 zuführt.

Die Wirkungsweise des Kodedetektors nach Fig. 3 in beispielsweise einem Fernsprechsystem ist wie folgt. In der Aufbau-/Signalierungsphase wird, wenn die Anforderungen nach der Tabelle I angewandt werden, der von den Schwellenwertgeneratoren 9 und 10 erzeugte Schwellenwert auf 5 gebracht. Der Schwellenwert des Schwellenelementes 35 wird auf 32 eingestellt. Der Bitstrom, der dem Eingang 1 zugeführt wird, wird in Gruppen zu je N Bits dem Register 2 zugeführt. Es wird nun vorausgesetzt, daß N = 8 und das Kodewort durch Fig. 2a gegeben ist. Nachdem fünf aufeinanderfolgende Worte in dem Register 2 gewesen sind und die Anzahl "1"en und "0"en in den zugeordneten Zählern aufgezeichnet ist, werden wenn keine Bitfehler aufgetreten sind, beispielsweise die Zähler 5-1, 6-2, 6-3, 6-4, 5-5, 6-6, 6-7 und 5-8 eine Zählerstellung erreicht haben, die dem Schwellenwert 5 entspricht. Die acht Eingänge des UND-Tores 13 werden dann alle umgeschaltet, und im Register 15 wird über die UND-Tore 14 das Kodewort bestimmt. So ist der mit der Schwellenanordnung 7-1 verbundene Eingang des UND-Tores 14-1 hoch und der mit der Schwellenanordnung 8-1 verbundene invertierende Eingang des UND-Tores 14-1 niedrig. Aus dem Ausgang des UND-Tores 14-1 ist daher ein logischer Wert 1 verfügbar, der in das Register 15-1 eingeschrieben wird. Auf gleiche Weise ergibt UND-Tor 14-2 in dem Register 15 eine Null. Das Kodewort ist damit dekodiert und der Wortzähler 4 und die Zähler 5 und 6 werden rückgestellt.

Die Wahl des Schwellenwertes ist auf die Hälfte der maximal erlaubten Anzahl von 10 bestimmt, um die Gewißheit zu schaffen, daß innerhalb von 10 Kodeworten das Kodewort detektiert ist. Sollte nämlich das erste Wort von 8 Bits, das in das Schieberegister eingeschrieben wird, zum Teil aus dem vorhergehenden Kodewort bestehen und zum Teil aus dem neuen, noch zu detektierenden Kodewort, so könnte, wenn der Schwellenwert 10 ist, das Kodewort nicht innerhalb der erforderlichen Anzahl von 10, sondern erst nach 20 Kodeworten detektiert werden. Wenn der Schwellenwert dagegen 5 ist und das Kodewort beispielsweise aus dem obengenannten Grund nicht nach fünf Kodeworten detektiert wird, wird das Kodewort mit Gewißheit im nachfolgenden Zyklus von 5 wiedererkannt und ist dann nach 9 Kodeworten detektiert.

Wenn die Bitfehlerrate in dem eintreffenden Bitstrom nicht gleich Null ist, wird infolge der Bitfehler das Kodewort verstümmelt werden, wodurch mehr Worte notwendig sind, um zu ermitteln, welches Kodewort ausgesandt wurde. Wegen der in der Tabelle I angegebenen Anforderung wird von 32 aufeinanderfolgenden Kodeworten untersucht, welches Kodewort fünf Mal auftritt. Wird das Kodewort detektiert, so werden durch ein von dem UND-Tor 13 abgegebenes Signal der Wortzähler 4 und die Zähler 5 und 6 rückgestellt. Ist das Kodewort dagegen nach 32 Worten nicht detektiert, so wird durch den Wortzähler 4 der Schwellenwert des Schwellenelelementes 35 überschritten, und die Zähler 5 und 6 werden rückgestellt.

In der Verkehrsphase werden entsprechend der Spezifikation der TabelleI die von den Schwellenwertgeneratoren 9 und 10 erzeugten Schwellenwerte auf 20 eingestellt, und der Schwellenwert des Schwellenelementes 35 wird auf 128 eingestellt. Die Wirkungsweise des Kodedetektors in der Verkehrsphase entspricht der beschriebenen Wirkungsweise in der Aufbau-/Signalierungsphase.

Eine erste Ausführungsform des Verfahrens zum Detektieren von Kodeworten ist in dem Flußdiagramm in Fig. 4 dargestellt.

Zu den Beschriftungen der geometrischen Figuren, die die Funktionen und die Zustände des Verfahrens zum Detektieren von Kodeworten in Zeitfolge erläutern, gehören die nachfolgenden Erläuterungstexte. Es sei bemerkt, daß eine derartige Zeitfolge von Funktionen und zugeordneten Zuständen des Verfahrens zum Detektieren von Kodeworten im universellen sequentiellen programmierbaren Logikschaltungen wie in handelsüblichen Mikroprozessoren mit zugeordneten Speichern und Peripheriegeräten verwirklicht werden kann (beispielsweise von dem Type CDP 1804 von RCA).

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform des Kodedetektors zum Detektieren von Kodeworten. Der Eingang 1 zum Zuführen eines binären digitalen Bitstroms ist mit dem Eingang eines Schieberegisters 2, das N Teile enthält, verbunden. Die Bits werden durch einen mit dem Eingang 1 verbundenen Zähler 3, beispielsweise ein Modulo-N-Zähler, gezählt. An einen Ausgang des Zählers 3 ist ein rückstellbarer Wortzähler 4 zum Aufzeichnen der Anzahl Male, die eine Gruppe von N Bits in das Schieberegister 2 eingeschrieben ist, angeschlossen. An dem Ausgang des letzten Teils des Schieberegisters 2 ist ein zweites Schieberegister 19 angeschlossen. Das Schieberegister 19 enthält, ebenso wie das Schieberegister 2, N Teile. Die Teile des Schieberegisters 2 und 19 mit derselben Rangordnung, d. h. derTeil 2-1 und 19-1, 2-2 und 19-2 . . . bis 2- N und 19- N, sind je an Exklusiv-Oder-Schaltungen 20-1, 20-2 bis 20- N angeschlossen. Wenn die Bitwerte an entsprechenden Stellen in den Schieberegistern 2 und 19 gleich sind, werden die Ausgänge der Exklusiv-Oder-Schaltungen umgeschaltet. Die Ausgänge sind mit den gleich vielen Eingängen einer NAND-Schaltung 21 verbunden. Der Ausgang der NAND-Schaltung 21 ist mit einem Eingang eines rückstellbaren Zählers 23 mit einem Rückstelleingang des Zählers 22 verbunden. Jeweils wenn bitweise Übereinstimmung durch die Exklusiv-Oder-Schaltungen festgestellt worden ist, wird Zähler 22 um eins erhöht. Bei mangelnder Übereinstimmung wird über das invertierende Tor 23 der Zähler 22 rückgestellt. Der Ausgang des Zählers 22 wird einem ersten Eingang eines Schwellenelementes 24 zugeführt. Einem zweiten Eingang wird ein Schwellenwert zugführt.

Ein weiterer Ausgang jedes der Teile des Schieberegisters 2 ist mit entsprechenden Zählern 25-1 bis 25- N verbunden. Die Zähler 25 eignen sich zum Vorwärts/Rückwärtszählen. Wenn in dem Bitteil, an den der Zähler angeschlossen ist, eine "1" auftritt, wird der Zählerwert um eins erhöht, und beim Auftritt einer "0" wird der Zählerwert um eins herabgesetzt. An den Ausgang jedes Zählers 25 ist eine zugeordnete Schwellenanordnung 26 angeschlossen, die beim Überschreiten des von einem Schwellenwertgenerator 27 erzeugten und einem weiteren Eingang der Schwellenanordnungen zugeführten Schwellenwertes einen Ausgang der Schwellenanordnung 26 umschaltet. Der Ausgang von dem Wortzähler 4 ist weiterhin an die Schwellenanordnung 37 angeschlossen, um beim Überschreiten eines einem Eingang 38 zugeführten Schwellenwertes eine logische "1" zu den Schwellenanordnungen 26 zuzuführen. Der Ausgang jeder Schwellenanordnung 26 ist an einen der N Eingänge der UND- Schaltung 29 angeschlossen. Die Schwellenanordnungen 26 sind derart eingerichtet, daß nur der Absolutwert des Zählerinhaltes der Zähler 25 mit dem Schwellenwert verglichen wird.

Die Ausgänge der Zähler 25 sind weiterhin mit einer Vorzeichenermittlungsanordnung 30 verbunden. Der Ausgang der UND-Schaltung 29 ist mit einem Steuereingang 31 der Vorzeichenermittlungsanordnung 30 verbunden. Wenn der Ausgang der UND-Torschaltung 29 umgeschaltet wird, wird von der Vorzeichenermittlungsanordnung 30 das Vorzeichen des Zählerwertes jedes der Zähler 25 ermittelt. An dem Ausgang 18 der Anordnung 30 ist dann das Kodewort verfügbar. Der Ausgang des Schwellenelementes 24 ist dazu ebenfalls mit dem Eingang 31 der Vorzeichenermittlungsanordnung 30 verbunden. Der Ausgang der UND-Schaltung 29 und des Schwellenelementes 24 sind weiterhin an einen Rückstelleingang des Zählers 22, des Wortzählers 4 und die Rückstelleingänge des Zählers 25 zum Rückstellen des Zählers 22, des Wortzählers 4 und der Vorwärts/Rückwärtszähler 25 nach dem Detektieren des Kodewortes verbunden. Ein Ausgang des Wortzählers 4 ist an ein Schwellenelement 35 angechlossen, um beim Überschreiten des einem weiteren Eingang 36 des Schwellenelementes 35 zugeführten Wertes Rückstellsignale zu den Rückstelleingängen der Zähler 25 zuzuführen.

Die Wirkungsweise des Kodedetektors nach Fig. 5 in beispielsweise einem Fernsprechsystem mit einer Spezifikation, wie in der Tabelle I dargestellt, ist wie folgt. Dem Schwellenelement 24 wird ein Schwellenwert 9 (Aufbau) oder 39 (Verkehr) zugeführt; dem Schwellenelement 35 wird ein Schwellenwert 32 in der Aufbauphase und ein Schwellenwert 128 in der Verkehrsphase zugeführt. Der Schwellenwertgenerator 27 erzeugt einen Schwellenwert 6 in der Aufbauphase und einen Schwellenwert 64 in der Verkehrsphase. Der Bitstrom, der dem Eingang 1 zugeführt wird, wird in Gruppen zu je 8 Bits aufgeteilt. Die Anzahl Gruppen wird in dem Zähler 4 gezählt. Eine Gruppe von 8 Bits wird in dem Schieberegister 2 aufgenommen. Je Teil wird ermittelt, ob eine "1" oder "0" vorhanden ist. Bei einer "1" wird der zugeordnete Zähler 25 um eins erhöht, bei einer "0" wird der Zähler um eins herabgesetzt. Danach wird eine nachfolgende Gruppe von 8 Bits in dem Schieberegister 2 aufgenommen usw. Wenn der Absolutwert aller Zähler 25-1 bis 25- N den Schwellenwert überschreitet (6 in der Aufbau- bzw. 64 in der Verkehrsphase), wird von der mit den Ausgängen der Schwellenanordnungen 26 verbundenen UND-Schaltung 29 die Vorzeichenermittlungsanordnung 30 durch ein Signal über den Eingang 31 erregt. Das Vorzeichen der Zählerwerte des betreffenden Zählers wird durch die Anordnung 30 in einen logischen Wert umgesetzt. Die logischen Werte an dem Parallelausgang 18 bilden das zu detektierende Kodewort. Ist das Kodewort nch 32 (Aufbau) oder 128 Gruppen von 8 Bits nicht detektiert, so werden die Zähler 25 rückgestellt, und es wird mit einem neuen Zyklus angefangen. Damit bei einer Bitfehlerrate von 0% das Kodewort mit der erforderlichen Geschwindigkeit detektiert wird, ist an dem Ausgang des Schieberegisters 2 ein zweites Schieberegister 19 angeschlossen. Nachdem eine Gruppe von 8 Bits in dem Register 2 untersucht worden ist, wird diese Gruppe in dem zweiten Schieberegister 19 aufgenommen, und in dem Schieberegister 2 wird eine neue Gruppe von 8 Bits aufgenommen. Je übereinstimmendem Teil wird verglichen, ob die vorhandenen Bits miteinander übereinstimmen. Wenn dies für jede Stelle der Fall ist, werden die Ausgänge der Exklusiv-Oder-Schaltungen 20 umgeschaltet, wodurch die NAND-Schaltung 21 umgeschaltet wird und dem Zähler 22 einen Impuls liefert. Bei 0% BER erreicht nach 9 Kodeworten der Zählerwert des Zählers 22 den Schwellenwert, und das Kodewort ist damit detektiert. Das Kodewort wird beispielsweise dadurch ausgelesen, daß die Vorzeichenermittlungsanordnung 30 erregt wird oder dadurch, daß ein Ausgang 32 des Schieberegisters 19 benutzt wird. Nach dem Erreichen des Schwellenwertes des Schwellenelementes 24 werden die Zähler 25 und die Zähler 22 und 4 rückgestellt.

Eine zweite Ausführungsform des Verfahrens zum Detektieren der Kodeworten ist in dem Flußdiagramm in Fig. 6 dargestellt zu den Beschriftungen der geometrischen Figuren, die die Funktionen und Zustände des Verfahrens zum Detektieren von Kodeworten in der Zeitfolge erläutert, gehören die nachfolgenden Erläuterungstexte.

Ein Vorteil der Ausführungsform des Verfahrens nach Fig. 6 im Vergleich zu der Ausführungsform nach Fig. 4 ist, daß bei der erstgenannten nur 8 (+2) Zähler aktualisiert werden müssen, während bei der letztgenannten 16 (+2) aktualisiert werden müssen. Das Vergleichen zweier Datenblöcke von N Bits, was nach Fig. 6 notwendig ist und nach Fig. 4 nicht, ist dagegen nur ein geringer Aufwand, weil dies dadurch erfolgen kann, daß untersucht wird, ob der Unterschied der Kodeworte der Datenblöcke 0 ist.

Claims (8)

1. Verfahren zum Detektieren eines digitalen Kodewortes, das eine gegebene Anzahl Bits enthält und wiederholt unmittelbar aufeinanderfolgend in einem seriellen Bitstrom auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Bitstrom unabhängig von möglichen Wortgrenzen in aneinander anschließende Datenblöcke mit je einer Anzahl Bits gleich der Anzahl Bits des Kodewortes aufgeteilt wird,
• - je Bitstelle in aufeinanderfolgenden Datenblöcken der Bitwert ermittelt und die Anzahlen gleicher Bitwerte je Bitstelle akkumuliert werden,
• - die akkumulierten Anzahlen je Bitstelle mit einem Schwellenwert verglichen werden,
• - mindestens beim Erreichen des Schwellenwertes für jede Bitstelle in dem Datenblock aus den Bitwerten der akkumulierten Anzahlen das Kodewort detektiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahlen gleicher Bitwerte getrennt in einem ersten Akkumulator und in einem zweiten Akkumulator akkumuliert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Bitwert mit einem positiven Vorzeichen und ein zweiter Bitwert mit einem negativen Vorzeichen akkumuliert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

• - ein Datenblock mit einem vorhergehenden Datenblock verglichen wird;
• - die Anzahl Male, daß ununterbrochen aufeinanderfolgende Datenblöcke einander entsprechen, akkumuliert wird;
• - beim Erreichen eines Schwellenwertes durch den akkumulierten Wert das Kodewort gleich dem Datenblock gesetzt wird.

5. Kodedetektor zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Schieberegister aus einer Anzahl Teile, die der Anzahl N Bits des Kodeworts entspricht, wobei das Schieberegister den seriellen Bitstrom aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind zum Aufteilen des Bitstroms in Datenblöcke von je N Bits unabhängig von möglichen Wortgrenzen, daß ein Ausgang jedes der Teile mit wenigstens einem zugeordneten Zähler zum Ermitteln der Anzahl gleicher Bitwerte in aufeinanderfolgenden Datenblöcken in jedem Teil gekoppelt ist, daß Schwellenanordnungen mit je einem ersten Eingang zum Zuführen eines Schwellenwertes, einem zweiten Eingang, der an den zugeordneten Zähler angeschlossen ist, und einem Ausgang vorgesehen sind, der mit einer Auswerteanordnung verbunden ist, die beim Überschreiten des Schwellenwertes jeder Schwellenanordnung ein Signal abgibt, das die in diesem Augenblick an den Ausgängen der Schwellenanordnungen verfügbaren Signalwerte als detektiertes Kodewort darstellt.

6. Kodedetektor nach Anspruch 5 zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Teile des Schieberegisters mit einem ersten und einem zweiten Zähler gekoppelt ist, daß jeder erste Zähler die Anzahl des ersten Bitwerts im zugeordneten Teil in einer vorbestimmten Anzahl Datenblöcke akkumuliert und jeder der zweiten Zähler die Anzahl des anderen Bitwertes im zugeordneten Teil in der vorbestimmten Anzahl Datenblöcke akkumuliert.

7. Kodedetektor nach Anspruch 5 zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teil des Schieberegisters mit nur einem zugeordneten Zähler gekoppelt ist und daß die Stellung jedes Zählers beim Ermitteln des ersten Bitwertes um eins erhöht und beim Ermitteln des zweiten Bitwertes um eins herabgesetzt wird.

8. Kodedetektor nach Anspruch 7 zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Schieberegister mit N Teilen vorgesehen ist, daß einander entsprechende Ausgänge der Schieberegister an Exclusiv-ODER-Schaltungen angeschlossen sind zum Ermitteln einer Übereinstimmung zwischen den Bitwerten in übereinstimmenden Teilen, daß Ausgänge aller Exclusiv-ODER-Schaltungen an Eingänge einer NAND-Schaltung angeschlossen sind und daß ein Ausgang der NAND-Schaltung an ein Zählelement zum Akkummulieren der Anzahl Male, daß ununterbrochen aufeinanderfolgende Datenblöcke gleich sind, angeschlossen ist.