DE3131741A1

DE3131741A1 - Verfahren und vorrichtung zur uebertragung eines digitalsignals

Info

Publication number: DE3131741A1
Application number: DE3131741A
Authority: DE
Inventors: Takenori Ohta Tokyo Sonoda; Masato Shinagawa Tokyo Tanaka; Nobuhiko Arakawa Tokyo Watanabe
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1980-08-12
Filing date: 1981-08-11
Publication date: 1982-03-18
Also published as: AU7393081A; IT1137879B; US4441184A; NL190594C; NL190594B; JPS5735444A; SE8104803L; FR2488757A1; SU1233814A3; ZA815353B; AT372538B; GB2082356A; KR850000165B1; JPS6342888B2; ES8301561A1; FR2488757B1; KR830007011A; NL8103781A; CA1171537A; ES504683A0

Description

O ft B β «Ο

« ο ο ο β β

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ÜBERTRAGUNG EINES

DIGITALSIGNALS

Die Erfindung betrifft ein System zum Codieren eines Digital-· signals zur Übertragung und betrifft insbesondere ein System zum Schutz eines Digitalsignals wie eines digitalisierten Audiosignals, gegenüber Fehlern, die während der übertragung auftreten können, die beispielsweise mittels magnetischem Aufzeichnen oder Wiedergeben eines PCM-Audiosignals oder durch Widergeben bzw. Abspielen einer optischen Scheibe durchgeführt werden kann.

Bei einem herkömmlichen System zum Übertragen oder Aufzeichnen eines pulseodemodulierten Audiosignals (PCM-Audiosignal)

wird ein Fehlerkorrekturcode in den Informationsdaten eingeschlossen. Der Fehlerkorrekturcode kann ein Paritätscode, ein b-Abstandscode, ein- Reed -Solomon-Code oder ein anderer Code sein, der dazu dient, eine Korrektur von Fehlern ■15 zu ermöglichen, die in den empfangenen Informationsdaten

auftreten.JBei einem solchen System können Übertragungsblöcke «»<** aus 2 in-Worten der Inf ormationsdaten zusammen mit n· Fehlerkorrekturworten gebildet werden, wobei m und η jeweils ganzzahlig sind. Mit n=1 kann bis zu einem fehlerhaften Wort in dem Block korrigiert werden,und wenn.ein größerer Fehlerschutz erforderlich ist, muß ein größerer Wert von η gewählt werden.

Falls das Digitalsignal durch Aufzeichnen auf ein Band und danach Abspielen bzw. Wiedergeben übertragen wird, kann ein Ausfall auftreten, der sogenannte Burstfehler verursacht.

Wenn der Block beispielsweise durch (2m + 1 )'-Worte gebildet ist, erreicht das Auftreten eines Ausfalls mit einer Länge, due über ein Wort hinaus goht, daß mindestens /.we.i Worle in

t · 9 ·

dom Block fehlerhaft sind, wobei die fehlerhaften Worte nicht korrigiert werden können.

Zum Verringern der Vermutung, daß Worte mit solchem unkorrigierbaren Fehler auftreten, wurde vorgeschlagen, eine Worteinheit-Verschachtelung- oder Fehl'erstreu-Technik zu verwenden. Bei einer derartigen Vorgehensweise wird beim Übertragen oder Aufzeichnen von Blöcken mit (2m+1) Worten jedes deren Worte um einen unterschiedlichen Betrag verzögert, so daß alle diese Worte um mindestens einen Block ο auf dem Träger oder Aufzeic-hnungsmedium getrennt sind.

Dann werden beim Empfangen oder Abspielen dieses verschachtelten Signals unterschiedliche jeweilige Verzögerungszeiten für jedes der 2m+1 Worte vorgesehen, um die Verzögerung auszulöschen, die vorher vor dem Aufzeichnen vorgesehen -war, um Fehlerkorrekturblöcke aus 2m+1 Worten zu erreichen. Diese Verschachtelungstechnik kann zum Verteilen oder Streuen von Burstfehlern über mehrere Fehlerkorrekturblöcke verwendet werden. Wenn bei mehreren Blöcken jeder nur ein fehlerhaftes Wort besitzt, können alle Worte korrigiert werden. In der Theorie kann ein vollständiger übertragungsblock aufgrund Ausfall verloren gehen, ohne daß die Fehlerkorrekturfähigkeit dieser Vorgehensweise verschlechtert wir-d.

Bedauerlicherweise treten jedoch Fehler auf, die nicht vollständig korrigiert werden können. Wenn ein unkorrigierbarer Fehler auftritt, wird allgemein eine Maskierungstechnik verwendet, um ein synthetisches Datenwort zu erreichen, das ein unkorrigiftrbares fehlerhaftes Wort ersetzt. Eine Interpoliertechnik, die die Durchschnittswerte der als richtig bekannten Datenworte substituiert, dient dazu, .irgendwelche fehlerhaften Worte unmerkbar zu machen. Im allgemeinen werden, wenn die Datenworte aufeinanderfolgende Abtastungen eines Audiosignals wiedergeben, die beiden Datenworte,die die Abtastungen wiedergeben, die der Abtastung unmittelbar

Ö θ ft 6 *

O O β O O « CiO DO

vorhergehen, bzw. folgen, die durch ein fehlerhaftes Datenwort wiedergegeben ist, zum Erzeugen eines interpolierten synthetischen Datenwortes zur Maskierung des fehlerhaften Wortes verwendet.

Wenn jedoch zwei oder mehr Worte in Folge fehlerhaft sind, wird diese Maskierungstechnik außerordntlich schwierig und werden die unkorrigierbaren fehlerhaften Worte deutlich merkbarer. Bei einem wiedergegebenen PCM-Audiosignal werden unkorrigierbare Worte als merkliches "Klicken" gehört.

Es wurde bereits vorgeschlagen, ein Digitalsignal-Übertragungssystem zu verwenden, das mehrere Paritäts-·oder Fehlerkorrekturworte verwendet und die Informationsworte und Paritätsworte zweifach verschachtelt, um zusätzlichen Schutz gegenüber Burstfehlern zu erreichen (vgl. US-Se rial No. 218,256 vom 19. 12. 198o).

Trotz des Erfolges der vorstehenden Vorgehensweise ist das übertragene Signal weiter ungeschützt bezüglich Burstfehlern, die eine Anzahl von Übertragungsblöcken beeinflußen, so daß zwei aufeinanderfolgende Worte in dem decodierten Signal beide unkorrigierbare Fehler enthalten können, was eine geeignete Fehlermaskierung verhindert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Digitalsignal-Übertragungssystem anzugeben, das unter Vermeidung der erwähnten Nachteile eine optimale Fehlerkompensation ermöglicht.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird ein Verfahren zum Verarbeiten eines Digitalsignals zwecks Übertragung vorgesehen, wobei folgende Schritte vorgesehen sind: Das Digitalsignal wird empfangen als Folge aufeinanderfolgender Datenworte und die Folge der Datenworte wird auf eine erste Gruppe von Wortsoquonzen und eine zweite Gruppe

von Wortsequenzen verteilt, derart, daß jedes zweite Datenwort auf die Sequenzen von erster Gruppe verteilt wird, während die anderen Datenworte auf die Sequenz der zweiten Gruppe verteilt werden. Dann wird mindestens eine Sequenz von Fehlerkorrekturworten wie Paritätsworten auf der Grundlage der jeweiligen Datenworte in den Sequenzen der Datenworte gebildet. Mindestens eine Verschaehtelungsstufe übt unterschiedliche jeweilige Verzögerungen auf die Sequenzen der Datenworte und die mindestens eine Sequenz der"Fehler-Ιο korrekturworte aus, derart, daß die kürzeste Verzögerungszeit für irgendeine Wortsequenz der zweiten Gruppe langer ist als die größte oder längste Verzögerungszeit für irgendeine Wortsequenz in der ersten Gruppe und daß die mindestens eine Fehlerkorrekturwortsequenz eine Verzögerungszeit besitzt, die zwischen der größten. Verzögerungszeit der ersten Gruppe und der kürzesten Verzögerungszeit der zweiten Gruppe liegt. Danach werden Übertragungsblöeke aus den Worten der jeweiligen Datenwortsequenzen und der Fehlerkorrekturwortsequenz gebildet. Ein Synchronwort und ein CRC-Prüfwort kann jedem Block zugefügt werden.

Weiter gibt die Erfindung einen dieses Verfahren durchführenden Codierer und einen Decodierer, der zu diesem Vorgehen komplementär arbeitet, an.

Gemäß der Erfindung wird also ein PCM-Digitalsignal mit einer zweifach verschachtelnden und Fehlerkorrekturcodierung versehen , um gegen Fehler zu schützen, die während der Übertragung auftreten, die durch magnetisches Aufzeichnen und Wiedergeben durchgeführt werden kann. Das PCM-Signal wird als Fehlerkorrekturblöcke .von mehreren Datenwortsequenzen und einer zugeordneten Fehlerkorrekturwortsequenz verarbeitet, und die zweifach verschachtelten Sequenzen werden dann als Übertragungsblöcke übertragen. Bis zu einem fehlerhaften Wort in jedem Fehlerkorrekturblock kann unter

·«« »«» «ο οο οο οοο 3 Ί j Ί 7 μ· Ί - 9 -

Verwendung der Fehlerkorrekturwortsequenz korrigiert werden. Irgendwelche unkorrigierbaren Worte können durch Substituieren eines synthetischen Wortes kompensiert worden., das von den unmittelbar vorhergehenden und folgenden Datenworten interpoliert wird, die als richtig bekannt sind. Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Datenworten wird so groß möglich gemacht, derart, daß ein langer Burstfehler kaum die Fähigkeit zum Kompensieren unkorrigierbarer Fehler beeinflussen kann«. Um dies zu erreichen, werden ο abwechselnde Worte bzw. wird jedes zweite Wort des PCM- ^ Signals auf ungeradzahlige und geradzahlige Gruppen von Sequenzen verteilt, und wird die Verschachtelung durch Ausüben unterschiedlicher Verzögerungszeiten auf die jeweiligen Sequenzen derar.t durchgeführt, daß die größte Verzögerungszeit, die auf die ungeraden Sequenzen ausgeübt wird, kleiner ist als die. kürzeste.Verzögerungszeit die auf die geraden Sequenzen ausgeübt wird.

Die Fehlerkorrekturwortsequenz wird mit einer Verzögerungszeit erreicht, die zwischen der größten Verzögerungszeit der

2q ungeraden Sequenzen und der kürzesten Verzögerungszeit der geraden Sequenzen liegt.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein schematisch.es Blockschaltbild einer Verschachtelungsschaltung zur Verwendung

bei der Erfindung,

Fig. 2 schematisch eine Darstellung zur Erläuterung des Verschachtelungsverfahrens gemäß der Erfindung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Fehlerkorrektur-

codiersystems gemäß der Erfindung,

Fig. 4- ein Blockschaltbild eines Fehlerkorrekturdeeodiersystems gemäß der Erfandung , das komplementär zu dem System gemäß Fig. 3 ist

-1ο-

Fig. 5 scheinatisch eine Ansicht eines Signalübertragungsblockes, der beim Übertragen eines Digitalsignals verwendet ist,

Fig. 6a schematische Darstellungen zur Erläuterung und 6b der Vorteile der Erfindung.

Fig. 1 der Zeichnung'zeigt ein Verschachtelungsschema gemäß der Erfindung. Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung auf das Aufzeichnen und Wiedergeben ο bzw. Abspielen eines pulscodemodulierten Audiosignals eines Kanals verwendet. Bei einem solchen Beispiel enthält das PCM-Audiosignal (PCMrPulscodemodulation) eine PGM-Datensec[uenz (Wi) das aus einer Auf eitßxidef olge", die von Datenworten WI₇W2_/W3 ... besteht, deren jedes einen aufeinanderfolgend abgetasteten Analogwert des Audiosignals wiedergibt. Auch werden bei diesem Beispiel eine gerade Anzahl 2 m dieser Datenworte zusammen zur Bildung eines Blockes \ß] gruppiert zur Verwendung bei der weiteren Verarbeitung gemäß der Erfindung. Das' heißt, die PCM-Datenworte^ ^ieirgendeinen gegebenen Block bilden, können als folgender Datenblock wiedergegeben werden:

[b] = [w(D, W(2), W(3) W(2m)] (1).

Eine Anzahl η von Fehlerkorrekturworten P1 , P2 ... Pn, die z. B,

Paritätscodeworte .gein können, sind ebenfalls vorgesehen. Diese Fehlerkorrekturworte bilden einen Fehlerkorrektur- wortblock oder Paritätsdatenblock gemäß:

[p] = [pi, P2, ,.. , Pn \. ■ (2).

Der Datenblock [^B j und der Paritätsblock Γ Ρ ] werden zur Bildung eines Fehlerkorrektürcodbl-ockes aus (2m+n) Worten kombiniert.

Die Verschachtelungsanordnung gemäß Fig. 1 ist so gebildet, daß die (2m+n) Worte der kombinierten PCM-Datenworte und Paritätsworte jedes Blockes um jeweilige unterschiedliche Verzögerungsbeträge von 0, D., D„, ... und Dpm+ _-t verzögert sind. Diese Verzögerungsbeträge sind ganzzahlige Zahlen bzw. Vielfache der Wortlänge mit der Beziehung

0< D₁<D₂<D₃ .... < D_2n+11^₁ . (3).

Wie weiter in dem Verschachtelungsschema gemäß Fig. 1 dargestellt, ist jeder PCM-Datenblock . ^Bj in einen ungeradzahligen oder ungeraden Datenblock [_B J und einen geradzahligen bzw. geraden Datenblock L_-B J aufgeteilt. Das heißt, die Worte der PCM- Datensequenz JWi j sind abwechselnd verteilt auf die Datenwortsequenzen, die die ungeraden Datenblöcke £b j/und die geraden Datenblöcke B^e] bilden, wie folgt:

W (3), W(2m-1 J U).

W (Il W(2m) ] (5). ^!

Die PCM-Datensequenzen W(1),W(3) ... der Gruppe,die die ungeraden Datenblöcke L_-B⁰J bilden, sind mit relativ kleineren Verzögerungsbeträgen 0 D. ,D„ ... D ., versehen, während die Wortsequenzen W(2), W(4.) ... der Gruppe_/dic die geraden Datenblöcke [_B^e J bilden, mit relativ größeren Verzögerungsbeträgen ^D _m+n / ^Dm+n + 1 *·· ^D2m+n-1 versehen" sind. Gleichzeitig ist die Gruppe der Paritätswortsequenzen P1_/P2 ... Pn mit jeweiligen dazwischenliegenden Verzögerungs- ; zeiten D -^_1n+-] » · · * ^ j. _i versehen. Daher sind die Verzögerunge

die auf die PCM-Datenwortsequenzen W(I), W(2) , W(2ra) j

und die Paritätswortsequenzen P1 P2 ... Pn ausgeübt sind.

derart, daß die kürzösten Verzögerungszeiten für irgendeine j Wortsequenz in nder Gruppe der geraden Worte

BAD ORIGINAL

W(2), W (4· J» ··· VT (2m) länger ist als die größte Verzögerungszeit für irgendeine der Datenwortsequenzen in der Gruppe der ungeraden Datenwortsequenzen W(1), W(3)_f... W(2m-1) und daß die Paritätswortsequenzen P1, P2, ... Pn jeweilige unterschiedliche Verzögerungzeiten besitzen, die zwischen der größten Verzögerungzeit der ungeraden Gruppen und der kürzesten Verzögerungszeit der geraden Gruppe liegen.

Di.e oben beschriebene Verteilung der Verzögerungszeiten ο für die jeweiligen Wortsequenzen, die bei der Verschachtelungsanordnung gemäß Fig. 1 auftreten, stellt sicher, . daß die Differenz der jeweiligen Verzögerungszeiten zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden PCM-Datenworten Wi und Wi+1 so groß wie möglich ist. Das heißt, bei den verschachtelten Daten besitzen die Datensequenzen ¥(i) und W(£+1) die jeweils benachbarte Worte von der eingangsseitigen PCM-Datensequenz [WiJ enthalten, eine Differenz an Verzögerungszeit, die so groß wie möglich ist.

In Anschluß an die Verschachtelung , die bei der Anordnung gemäß Fig. 1 durchgeführt wird, werden tjbertragungsblöeke aus den Worten der jeweiligen Datenwortsequenzen und Paritätswortsequenzen W(1 ), W(3-2mD₁), ... W(2m-1-2mD_m_₁), P₁C-I₂InD_1n), P₂C-I₂BD_1n-1). ... P_n (-12*0)^^ },W(2-2mD_ffl+n), WU-2mD_m+n+1) ... W(2m-2mD_2m+n_₁) gebildet.

Danach werden die Übertragungsblöcke in serielle Form umgesetzt und werden beispielsweise durch deren Aufzeichnen auf ein Magnetmedium übertragen.

Fig. 2 zeigt die Weise, in der aufeinanderfolgende Worte W(1) W(2) ... W(2m) voneinander getrennt sind, um die Angreifbarkeit des Digitalsignal· bezüglich Busrtfehlern aufs äußerste zu verringern. Wie dagestellt, sind aufeinanderfolgende abwechselnde Worte, z. B. W(1) und W(3)/ voneinander um einen Abstand getrennt, der (D₁-I )

»CC O 0©

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Übertragungsblöcken entspricht, jedoch sind zeit' aufeinanderfolgende Datenworte W(1) und ¥(2) oder W(2) und W(3) voneinander um größere Abstände entsprechend (D_?m+n_₂-1 ) bzw. (ßjQ+n-^i-i ) Ubertragungsblöcke getrennt. Dieses Merkmal verbessert die Fähigkeit zur Kompensation bezüglich unkorrigierbarer Fehler, wenn das übertragene oder aufgezeichnete Signal von langen Burstfehlern beeinflußt ist. Der Grund dafür wird im folgenden erläutert: Wenn beispielsweise das PCM-Datenwort W2, das in der PCM-Datensequenz W(2) enthalten ist« einen unkorrigierbaren -s, Fehler enthält, wird an Stelle dessen ein synthetisches Datenwort ¥2 gesetzt oder substituiert durch Interpolation, d.h. durch Verwenden des Durchschnittswertes der -Interpolation, d.h. das Wort ¥2 wird durch Bilden .des Durchschnittswertes (Mittelwertbildung) der richtigen PCM-Dätenworte ¥1 und ¥3 gebildet,die dem fehlerhaften .Wort ¥2 benachbart sind.

Um jedoch dieselnterpolation möglich zu machen, ist es erforderlich, daß die ma.ximale Fehlerburstlänge nicht den kürzeren der Abstände zwischen den ¥ortstellungen der Sequenzen ¥(2) und W(1) und den Abstand (D ₊ -D₁-I) Übertragungsblöcke zwischen den ¥ortstellungen.der Sequenzen ¥(2) und ¥(3) überschreitet. Da der letztere Abstand der längere .der beiden ist, ergibt pich die«maximale Burstfehlerlänge b_/die gemäß der Erfindung kompensierbar

b = MINC(D_1n+-D₁-I), (D_1n+^₊₁-D₉-I)

ffl+n "Vl" ^v m+n+1 "Z

wobei MIN ein Minimumwertoperator ist und wobei b in Ubcrtragungsblocklängen-Größen ausgedrückt ist.

Wenn weiter jeweilige Verzögerungsbeträge D. für die aufeinanderfolgenden Wortsequenzen in sowohl der ungeraden

als auch der geraden Gruppe eine konstante Differenz von D Worten dazwischen besitzen und irgendeine bestimmte Vezögerungsszeit D. dem Produkt der ganzen Zahlen i und D mal einer Blocklänge entspricht, ergibt die maximal kompensierbare Burstfehlerlänge b^! sich zu:

b¹ = (ffl+n-1) D-1. (7)

Es zeigt sich daher, daß, wenn das Digitalsignal gemäß der "Io Erfindung codiert ist, wie erläutert, die kompensierbare Burstfehlerlänge b' so groß wie möglich ist.

Ein praktisches Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun mit Bezug auf die Fig. 3 und 4- näher erläutert, die eine Fehlerkorrekturcodieranordnung bzw. Fehlerkorrekturdecodieranordnung, die komplementär dazu ist, zeigen, die zur Verwendung beim Aufzeichnen eines Audio-PCM-Signals auf Magnetband bzw. zum Abspielen bzw. Wiedergeben des derart aufgezeichneten Audio-PCM-Signals geeignet sind,, - -

Gemäß Fig. 3 wird ein serielles PCM-Audiosignal über einen Eingangsanschluß 1 einer Ungerade/Gerade-Trennschaltung zugeführt_/in der das PGM-Audiosignal auf mehrere ungerade Datensequenzen W(1)_/W(3) und W(5) und auf mehrere gerade '25 Datensequenzen W(2)_/W(4·) und W(6) verteilt wird. Das heißt, daß bei diesem Ausführungsbeispiel der Parameter η gemäß Fig. 1 zu m=3 gewählt ist.

Diese Datensequenzen bestehen jeweils aus eingangsseitigen PCM-Datenworten wie folgt:

W(1) = W1, W7, W13, W19 ... · W(2) = W2, W8, WH, W2o . . .

W(6) = W6, W12.W18, W24. ··

•dc Diese sechs Datensequenzen werden,ein Wort pro Zeitpunkt, einem Modulb-2-Addierer 3 zur Bildung einer ersten Pari-

tätsdatensequenz P(1) zugeführt. Diese erste Paritätsdatensequenz besteht aus Paritätsworten P1, P7, P1?,... Diese sieben Datensequenzen werden einer ersten Verschachtelungsstufe 4· zugeführt.

Die Verschachtelungsstufe 4- besteht aus jeweiligen Verzögerungsschaltungen, die beispielsweise jeweils einen Speicher mit wahlfreien Zugriff (RAM) enthalten können, um jeweilige Verzögerungszeiten von Null Worten,d Worten, 2d Worten, 3 d Worten, 5a Worten, 6d Worten bzw. 7d Worten auf die jeweiligen Sequenzen W(1 )_/ W(3)_; W(5),P (1 )_t W(2)_/ W(A) bzw. W(6) auszuüben. In Anschluß an die erste Verschachtelungsstuf e 4 werden diels_echs PCM-Datensequen/.on W(1) bis W(6) ein Wort P^ro Zeit einem zweiten Modulo-2-Addierer 5 zur Bildung einer zweiten Paritätsdatensequenz Q(1) zugeführt. Die letztere Paritätsdatensequenz besteht aus Paritätsworten Q1, Q7, Q13-...

Danach werden die sechs PCM-Datensequenzen W(1) bis W(6), die erste Paritätsdatensequenz P(1) und die zweite Paritätsdatensequenz Q(1) einer zweiten Verschachtelungsstuf e 6 zugeführt.

Die zweite Verschachtelungsstufe 6 enthält Verzögerungsschaltungen» die jeweilige Verzögerungsbeträge von Null Worten, (D-d) Worten, 2(D-d) Worten, 3 (D-d) Worten, 4-(D-d) Worten, 5(D-d) Worten, 6(D-d) Worten bzw. 7(D-d) Worten auf die jeweiligen Datensequenz_en W(1), W(3),W(5),P(1)_f Q(i)_rW-'(2)_/W(4.) bzw. W(6) ausüben. Dann erreicht die zweite Versehaehtelungsstufe 6 an ihrem Ausgang verschachtelte Datensequenzen, die den obigen Sequenzen entsprechen, die jedoch in der Zeichnung mit einem hinzugefügten Strich identifiziert sind. Die sich ergebenden verschachtelten Daten- und Paritätswortsequenzen W(I)'

W(3)) W(5); P(D; Q(D; WU)VWU)¹ bzw. W(6)· werden einer Zusammensetzschaltung 7 zugeführt, die. an einem Ausgang davon einen Strom von Übertragungsblöcken erreicht, die jeweils eine serialisierte Gruppe aus acht "Worten enthalten die jeweils von diesen verschachtelten S'equenzen abgeleitet sind. Ein Beispiel eines Übertragungsblockes ist schematisch in F.ig, 5 dargestellt. Wenn dies auch nicht wesentlich für die vorliegende Erfindung ist» wird, vorzugsweise ein Synchroncodewort SYNC zum Anfang jedes Übertragungsblockes und ein Irüfcodewort CRC an dessen Ende zugefügt. Synchronsignalmischschaltungen und CRC-Codegeneratoren sind üblich und werden daher nreht näher erläutert.

Die von dem Ausgangsanschluß 8 abgegebenen Übertragungs- -]5 blöcke können dann einem. Modulator und einem Aufzeichnungsverstärker zugeführt werden, und können danach mittels mindestens einem fes.ten Kopf auf-ein Magnetband aufgezeichnet werden.

Das derart aufgezeichnete Digitals.ignal kann dann von dem Magnetband mittels mindestens einem analogen stationären Kopf aufgenommen werden, und über einen Wiedergabeverstärker, einen Demodulator und eine CRG-Prüfschaltung (wenn auch nicht dargestellt) der Decodierschaltung gemäß Fig. 4- zugeführt werden. Als Ergebnis der Fehlererfassung in der CRC-Prüfschaltung wird jedem Wort.das als fehlerhaft bestimmt ist, ein Zeigerbit (Pointerbit) hinzugefügt.

Die Übertragungsblöeke gemäß Fig. 5 werden in^serieller Form einem Eingangsanschluß 9 zugeführt, und damit einer Verteilerschaltung 1o, die das Digitalsigna] in sechs PCM-Datensequenzen und die zwei Paritätssequenzen W(1)', W(3)·. W(5)·» P(D¹I Q(D', W(2)', W(4)^f bzw. W(6)' aufteilt. Diese Sequenzen werden-dann einer ersten Entschachtelungsstufe 11 zugeführt.

• O O β Ο Ο

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Die Entschachtelungsstufe 11 entspricht der zweiten Verschachtelungsstufe 6 gemäß Fig. 3 und erreicht reziproke Verzögorungsbeträge von 7 (D-d) Worten bis Null Worten für die jeweiligen Wortsequenzen W(U', W(3)·, W(5)', P(D^

bzw. W(6)·.

Die entschachtelten PCM-Datenwortsequenzen und Paritätswortsequenzen werden dann einem Q-Decodierer 12 zugeführt, in dem eine Fehlerkorrektur durchgeführt wird unter Verwendung der zweiten Paritätswortsequenz Q(1).

In dem Q-Decodierer T2 werden die sechs PCM-Datenwortsequenzen W(1) bis W(6) und die zweite Paritätsdatensequenz Q(1) einem Modulo-2-Addierer zur Bildung eines Fehlersyndroms zugöführt. Das' Fehlersyndrom wird zum Korrigieren irgendeines fehlerhaften Wortes verwendet. Auch wird in dem Q-Decodierer irgendein Fehler-Zeigerbit, das einem fehlerhaften Wort zugefügt ist, gelöscht, wenn dieses Wort korrigiert worden ist.

Die PCM-Datenwortsequenzen W(1) bis W(6) und die Paritätswortsequenz P(1) werden danach von dem Q-Decodierer 12 einer zweiten Entschachtelungsstufe 13 zugeführt. Diese Entschachtelungsstufe 13 ist komplementär zur ersten Vorschachte-lungsstufe 4 gemäß Fig. 3 und dient zur Kompensation bezügll ich Verzögerungsbeträgen, die dadurch ausgeübt worden sind. Folglich werden Verzögerungen von 7d Worten bis Ad Worten für die Sequenzen W(1 ) ,W(3) ,W(.5) ,P (1) ausgeübt, während Verzögerungsbeträge von 2d, d und Null Worten für die Sequenzen W(2)_; W(4-) bzw.W(6) ausgeübt werden. Folglich führt die.z.weite Entschachtelungsstufe 13 die PCM-Daten zurück in die ursprüngliche Folge vor deren Cedierung .

der Schaltung gemäß Fig. 3.

Danach werden die PCM-Datenwortsequenzen W(1) bis W(6) und die Paritätswortsequenzen P(1) einem P-Decodierer 1Λ zur

Korrektur von bis zu einem fehlerhaften Wort darin zugeführt. Der Aufbau des P-Decodierers 14- ist ähnlich dem des Q-Docodierers 12. Der P-Decodierer 14 löscht auch irgendein Zeigerbit, das einem fehlerhaften Wort zugeordnet ist. wenn der darin enthaltene Fehler gelöscht worden ist..

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfi_ndung wird eine doppelte Verschachtelung durchgeführt, derart, daß jedes Wort der PCM-Daten zwei Fehlerkorrektur- oder Paritätsworte zugeordnet enthält, wobei in gleicher Weise irgendwelche zwei Paritätsworte höchstens ein einziges PCM-Datenwort gemeinsam unter -iJacBn jeweiligen Erzeugungselement'en besitzen. Als Ergebnis dient, wenn ein fehlerhaftes Wort nicht durch eines der Paritätsworte korrigiert werden kann, das andere Paritätswort üblicher_weise zur Korrektur des Fehlers darin. Folglich ist die Fehlerkorrekturfähigkeit bei der Zweifaehverschachtelung erheblich größer im Vergleich zu einer entsprechenden Einfach τ Wortverschachtelungstechnik.

Die sechs PCM-Datenwortsequenzen W(1) bis W(6)~ werden von dem P-Decodierer 14- einer Kompensationsschaltung 15 zugeführt, die zum Kompensieren oder Maskieren irgendwelcher Worte dient, die einen mnkorrigierbaren Fehler enthalten, _w'as d-urch^: "Vorliegen eines Zeigerbit angezeigt wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kompensiert die Kompensationsschaltung 15 bezüglich solcher fehlerhaften Worte durch Vorsehen eines synthetischen interpolierten Wortes, das dem durchschnittlichen Wert bzw. Mittelwert benachbarte Worte unmittelbar vor und hinter dem fehlerhaften Wort entspricht.

Dfi.fi Ausgangssignal der Kompensationsschaltung 15 wird dann einer Ungcrade/Geraäö-Zusainraeni^'⁰»haltung 16 zugeführt, die die sechs PCM-Datensequenzen W(1) bis W(6) in serielle Form urasetzt_/und an einem Ausgangsanschluß 17 davon eine einzige serielle PCM-Datensequenz abgibt.

O OQ O O Q *■ ρ

a ft ο β β * 4

Ein (nicht dargestellter) PCM-Demodulator kann zum Umsetzen der PCM-Daten in ein hochqualitatives analoges Audiosignal verwendet werden.

Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Daten als aodierte Übertragungsbiöcke einschließlich beispielsweise 6 Worten der Sequenzen W(1)' bis W(6)' und 2 Worten der Sequenzen (P1 ) ' und Q(I)¹ übertragen. Die Worte des Sequenzen W(1)^! bis W(6)' entsprechen Werten eines Analogsignals, das zu beabstandeten Zeitpunkten abgetastet **. wird. Folglich sind aufeinanderfolgende PCM-Datenworte, bei- , spielsweise ¥1 bis W6 und zugeordnete Paritätsworte P-pQ-i auf einer Spur des Magnetbandes im allgemeinen so wie in Fig. 6a dargestellt getrennt. Das heißt, der Abstand zwischen räumlich aufeinanderfolgenden Worten W1 und W3 zwischen Worten W3 und'W5 zwischen Worten W2 und W4. und zwischen Worten ¥4- und W6 sind alle D Blöcke "lang, während die Differenz zwischen den. Worten W5 und W2 3D Blöcke lang ist. Jedoch is± der Abstand zwischen zeitlieh aufeinanderfolgenden Worten W3 und W2 gleich (4-D-1 ) Blocklängen. Dieser Abstand ergäbt die maximal kompensierbare Burstfehlerlänge wieder, d.h. die Maximallänge,die ein Burstfehler einnahmen kann, ohne daß zwei Worte M2 und W3 beeinflußt werden, die aufeinanderfolgende zeitliche Abtastungen eines Analogsignal wiedergeben.

Daher erreicht das Ausführungsbeispiel gemäß den. Fig. 3 und 4- eine maximal kompensierbare Burstf ehlerlänge b' entsprechend (m+n-1) D-1 BlocüLängen wie das mit Bezug auf Fig. 1 erläutert worden ist.

Wenn als Kontrast dazu die Ungerade/Gerade-Trennschaltung nicht verwendet'wird, und die wortsequenzen W(1) bis W(6) lediglich in ihrer ursprünglichen Folge verschachtelt werden, sind die PCM-Worte, die auf ein Magnetband aufge-

*· · · ο · β ei θ ο οίοι τ / ί

•/.ο i chnet sind, in der Weise verteilt, wie das in Fig. 6ß dargestellt ist. Bei diesem Schema beträgt die maximal

kompensierbare Burstlänge b lediglich D-I Blocklängen. Daher kann bei Verwendung der Εχ-findung die maximal. kompensierbare Burstlänge um einen Faktor von etwa (m+n-l) erweitert werden. Das heißt, wenn die Erfindung verwendet wird, ist die Fehlerkompensationsfähigkeit etwa (m+n-1)-mal besser als die Fehlerkompensationsfähigkeit, wenn- die Erfindung nicht verwendet wird. Darüberhinaus wird die verbesserte Fehlerkorrekturfähigkeit der Zweifachverschachto]ung in keiner Weise durch deren Anpassung gemäß der Erfindung verschlechert.

Wie erwähnt, kann die Erfindung nicht nur beim Aufzeichnen eines PCM-Audiosignals sondern auch beim Übertragen eines Digital-PCM-Signals über ein Kabel oder einen Hochfrequenzträger verwendet werden.

Weiter kann an Stelle der Paritätscodes P(I) und ; die bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel verwendet sind, ein b-Abstandscode oder ein anderer Fehlerkorrekturcode verwendet werden.

Zusätzlich kann die Erfindung ausgeführt werden, wenn lediglich ^25 eine Einfachverschachtelung durchgeführt wird, statt der erläuterten Zweifachverschachtelung.

Έχηβ vorteilhafte Anwendung der Erfindung bertrifft das Klebeedieren (Editing) eines PCM-aufgezeichneten Bandes. Insbesondere werden bei einem Festkopf-PCH-Bandsystem, wenn Klebeedieren verwendet wird, viele Fahler nahe der Klebestelle bzw. dem Edierpunkt erzeugt. Um zu verhindern, daß die Klebestelle (Schnittstelle) unerwünschte Klickgeräusche in dem demodulierten Signal erzeugt, wird eine Einkanal-PCM-

Datensequenz in cine ungerade Datensequenz und eine gerade Datensequenz aufgeteilt und wird getrenn .tes Fehlerkorrokturcodieren bezüglich jeder dieser Datensequenzen durchgerührt. Ein der Datensequenzen wird dann um eine vorgegebene Zeit gegenüber der anderen Sequenz verzögert. In einem solchen Fall tritt eine b-Abstandsbeziehung zwischen den jeweiligen ungeraden und geraden Datensequenzen auf. Beispielsweise werden bei der ungeraden Dntcnsequenz die Worte Wl und W3, W3 land W5, W5 und W7 als b-Abstands-Wortpaare betrachtet. Folglich sollte der Abstand zwischen den Worten jedes solchen Paares von Worten so groß wie möglich gemacht werden. Auf diese Weise wird eine Vorgehensweise gemäß der Erfindung für jede der Datensequenzen erreicht.

Selbstverständlich sind noch andere Ausführungsformen möglich.

Der Patentanwalt

Claims

ANSPRÜCHE

Verfahren zur Verarbeitung eines Digita.lsignals zur Übertragung, mit den folgenden Schritten Empfangen des Digitalsignals als Folge aufeinanderfolgender Datenworte,

Verteilen der Reihe der Datenworte in mehrere Sequenzen

von Worten,

Bilden mindestens einer Fehlerkorrekturwortsequenz,die als Erzeugungselemente die Sequenzen der Datenworte besitzt,

· "Ausüben unterschiedlicher jeweiliger Verzögerungszeiten für die Sequenzen der Datenworte und das mindestens eine Fehlerkorrekturwort und

Bilden einer Folge von ÜbertragungsbiLöeken der Worte der jeweiligen Datenwortsequenzen und der mindestens einen Fehlerkorrekturwortsequenz, die um ihre jeweiligen Verzögerungszeiten verzögert sind, dadurch gekennzeichnet,

daß beim Verteilen die Reihe der Datenworte in eine a?ste und in eine zweite Gruppe von Sequenzen von Worten aufgeteilt werden, wobei die Datenworte abwechselnd zur ersten Gruppe und zur zweiten Gruppe verteilt werden, daß die kürzeste Verzögerungszeit_/die für irgendeine Wortsequenz in der zweiten Gruppe vorgesehen ist, langer ist als die größte Verzögerungszeit für irgendeine

Wortsequ _enz in der ersten Gruppe und daß die mindestens eine Fehlerkorrekturwortsequenz mit einer Vorüögerungszeit versehen ist, die zwischen der größten Verzögerungszeit der ersten Gruppe und der kiirzesten Verzögerungszeit der zweiten Gruppe ist.
2. Verfahren zum Verarbeiten eines Digitalsignals nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Verzögerungszeiten sich um eine Anzahl D von Wortlängen oder einem ganzzahligen Mehrfachen davon unterscheiden, ,Ιο wobei erste und zweite Gruppe jeweils m Sequenzen aufweisen, und daß η Fehlerkorrekturwortsequenzen vorgesehen sind, so daß benachbarte Worte der seriellen Daten nicht näher beabstandet sind als (m+n-1) D-1 Blöcke..
3. Verfahren zur Verarbeitung eines Digital signals nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,.

daß beim Ausüben von Verzögerungen auf die Sequenzen der Datenworte in einer ersten Verschachtelungsstufe proportionale Bruchteile der Verzögerungen auf die jeweiligen Datenwortsequenzen ausgeübt werden und daß der Rest der Verzögerungen in mindesten einer folgenden Verschachtelungsstufe vorgesehen wird.
4.. Codierer zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3»

der aufweist ..·

eine Trennschaltung zum Verteilen der Reihe der Datenworte, in die mehreren Sequenzen davon,

einen Fehlercodierer zum Erreichen einer Fehlerkorrekturwortsequenz, deren Erzeugungselemente durch jeweilige Worte der Sequenzen der Datenworte gebildet sind, eine Verschachtelungsstufe, die jeweilige unterschiedliche Verzögerungszeiten auf die Sequenzen der Datenworte und

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der Fehlerkorrekturwortsequenz ausüb^ und eine Zusamme'nsetzschaltung zum Bilden einer Reihe von Ubortragungsblöeken der Worte der jeweiligen Datenwortsequonzun und der Fehlerkorrekturwortsequenz, die um ihre jeweiligen Verzögerungszeiten verzögert sind, dadurch gekennzeichnet,

daß die Trennschaltung (2) die Reihe der Datenworte in eine erste Gruppe von Sequenzen von Worten (W(I)', W(3), W(5)) und eine zweite Gruppe von Sequenzen von Worten (W(2),

ι W(4)f W(6)) verteilt, wobei die Datenworte abwechselnd auf die erste Gruppe und die zweite Gruppe verteilt 8'ind, und

daß die Verschachtelungsstufe (4-,6) unterschidliche jeweilige Verzögerungszeiten auf die Sequenzen der Datenworte (W(1), W(3), W(5)f W(2), WU), W(6)) und die Fehlerkorrekturworte (P(1), Q(1)) derart ausübt, daß die kürzeste Verzögerungszeit (5 D) für irgendeine Wortsequenz in der zweiten Gruppe langer ist als die größte Verzögerungszeit (2 D) für irgendeine Wortsequenz der ersten Gruppe und daß die

ο Verzögerungszeit (3 D, 4- D) für das Fehlerkorrekturwort (P("l)f Q(O) zwischen der größten Verzögerungszeit (2 D) und der kleinsten Verzögerungszeit (5 D) liegt.
5. Decodierer zum Verarbeiten eines empfangenen Signals, das gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 verarbeitet worden ist, mit

einer Verteilerschaltung zum Verteilen der Worte jedes Übertragungsblockes auf.jeweilige Datenwortsequenzen und Fehlerkorrekturwortsequenzen,

, einer Entschachtelungsstufe zum Ausüben jeweiliger unterschiedlicher komplementärer Verzögerungszeiten auf die Datenwortsequenzen und die Fehlerkorrekturwortsequenzen, einem Fehlerdecodierer zum Korrigieren irgendwelcher korrigierbaren. Fehler in den Datenwortsequenzen unter

-A-

Verwendung der Fehlerkorrekturwortsequenz, einer Kompensationsschaltung in Anschluß an den Fehlerdecodier zum Identifizieren irgendwelcher Worte, die unkorrigierbare Fehler enthalten, und zum Substituieren durch ein synthetisches Datenwort, das aus mindestens einem damit in Beziehung stehenden Datenwort erzeugt ist,und einer Zusammensetzschaltung zum Umsetzen der Datenwortsequenzen in ein korrigiertes wiederhergestelltes Datensignal, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verteilerschaltung (1o) die Datenworte jedes Ubertragungsblockes in erste und zweite Gruppen jeweiliger Datenwortsequenzen (W(1), W(3), ¥(5) und ¥-(2), ¥(4), ¥(,6)) aufteilt und

daß die Entschachtelungsstufe (11,13) die Verzögerungszeit derart ausübt, daß die kürzeste Verzögerungszeit (5 D) die auf irgendeine Wortsequenz der ersten Gruppe (W(1), ¥(3), W(5)) ausgeübt ist, langer ist als die größte Verzögerungszeit. (2 D) die auf irgendeine Wortsequenz der zweiten Gruppe (W(2), ¥(Λ), ¥(6)) ausgeübt ist, und die Verzögerungszeit (4· D, 3-D), die auf die Fehlerkorrekturwortsequenz (P (1), Q ("1)) ausgeübt ist. zwischen der kürzesten Verzögerungszeit (5 D) und der größten Verzögerungszeit (2 D) liegt.