DE3106855A1

DE3106855A1 - Verfahren und vorrichtung zur datenuebertragung in einem fehlerkorrektur-format

Info

Publication number: DE3106855A1
Application number: DE19813106855
Authority: DE
Inventors: Toshitada Yokohama Kanagawa Doi; Kentarou Tokyo Odaka
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1980-02-25
Filing date: 1981-02-24
Publication date: 1981-12-10
Anticipated expiration: 2001-02-25
Also published as: SE451927B; ATA86581A; IT8119989A0; JPS56119550A; SE8101213L; AU6760281A; US4398292A; AU542789B2; BR8101145A; JPH0324105B2; NL191135C; IT1135627B; NL8100924A; GB2071371B; DE3106855C2; CH657950A5; FR2476943A1; FR2476943B1; CA1167183A; NL191135B

Description

Verfahren und Vorrichtung zur 'Datenübertragung in einem Fehlerkorrektur-Format

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung aur Übertragung digitaler Datenworte in einem Fehlerkorrektur-Format, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung durch die die Fehlerkorrekturfähigkeit der übertragenen Information verbessert wird.

Verschiedene Fehlerkorrektur-Codierungsarten wurden zur Verwendung beim Übertragen bzw. Senden und/oder Aufzeichnen von digitalen Daten angegeben. Beispielsweise können digitale Daten in Form von Datenworten, wie pulscodemodulxerte (PCM-) Signale bei Übertragung oder Aufzeichnung Fehlern unterliegen, die als Zufallsfehler oder Burstfehler bekannt sind. Ein Zufallsfehler stört oder verzerrt isolierte Bit des PCM-Signals. Ein Burstfehler verzerrt oder stört mindestens ein Datenwort, das in dem PCM-Signal enthalten ist. Obwohl relativ einfache Fehlerkorrekturvorgehens-

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weisen, wie die Verwendung von Paritätsworten als Begleitung der PCM-Signale als zur Korrektur von Zufallsfehlern nützlich erkannt worden sind, sind wesentlich spitzfindigere und kompliziertere Fehlerkorrektur-Codierungsarten erforderlich, um Burstfehler zu korrigieren.

Bei einer herkömmlichen Vorgehensweise werden Datenworte wie PCM-Worte in einem sogenannten zeitverschachtelten Format codiert. Das heißt, aufeinanderfolgende PCM-Worte X,X ,X₀,...X . werden auf jeweilige von k Kanälen ver-

Kj \ eL k— X
teilt. Diese PCM-Worte X.,...X, ₁ erscheinen daher als parallele Worte. Jedes Wort oder jeder Kanal wird einer Zeitverzögerung um einen jeweils unterschiedlichen Betrag unterworfen. Beispielsweise werden das PCM-Wort X_ um eine Verzögerungszeit D„ verzögert, das PCM-Wort Xi um eine Verzögerungszeit D. verzögert usw., wobei das PCM-Wort X_{1 i} um die Verzögerungszeit D . verzögert wird. Diese Zeitverzögerungen haben eine Zeitverschachtelungswirkung zur· Folge, wobei das verzögerte PCM-Wort X_ als Wort Y^, das verzögerte PCM-Wort X. als Wort Y., usw. auftritt, wobei das verzögerte Wort X ₁ durch das Wort

Y _Λ wiedergegeben ist. Das heißt, verzögerte PCM-Worte k— x

Y-....Y₁ _Λ treten in zeitverschachtelter Beziehung auf. Ein Paritätswort P wird abhängig von den ursprünglichen unverzögerten PCM-Worten X_n,...X, ^ erzeugt. Als ein Beispiel davon wird das Paritätswort P durch bitweises Zu-

-X

führen aller PCM-Worte X_n... X. .· zu einem Modulo-2-Addier er erzeugt. Das AusgangesLgnal dieses Addierers ist das Paritätswort P , das die gleiche Anzahl an Bit besitzt, wie die Bit, die jedes PCM-Wort bilden. Ein weiteres Paritätswort R* wird abhängig von den zeitverschachtelten PCM-Worten Y₀,...Y, . erzeugt, d.h., diese zeitverschachtelten PCM-Worte werden einem weiteren Modulo-2-Addierer zugeführt, dessen Ausgangssignal das Paritätswort R ist. Das erstere Paritätswort P wird um eine geeignete Zeitverzögerung

.X

D verzögert, wodurch sich ein verzögertes Paritätswort P

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ergibt. Nun werden die zeitverschachtelten PCM-Worte Y-,...Y, ^ zusammen mit dem verzögerten Paritätswort P und dem letzteren Paritätswort R als Übertragungsblock übertragen bzw. gesendet. Dieser Übertragungsblock kann wortparallel oder vorzugsweise seriell übertragen werden. Ein Synchronsignal SYNC wird in diesen Übertragungsblock als erstes Wort davon eingefügt, wobei dann dieser Übertragungsblock übertragen werden kann oder auf ein geeignetes Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet werden kann.

Wenn die zeitverschachtelte codierte Information der vorstehenden Art wiedergegeben wird, wird der Übertragungsblock, der aus PCM-Worten Y_Q,...Y, . und den Paritätsworten P und R gebildet ist, wiedergewonnen und getrennten Kanälen zugeführt, wie mittels einer geeigneten Verteilungseinrichtung, wie einem Demultiplexer. Wenn ein Fehler in irgendeinem der wiedergewonnenen PCM-Worte Yq...Y, ^ vorhanden ist, kann dieser Fehler in Übereinstimmung mit dem Paritätswort R korrigiert werden, wie das jedem Fachmann bekannt ist. Das heißt, eine herkömmliche Paritäts-Fehl erkorrektur kann zum Korrigieren eines Fehlers verwendet werden, der in einem dieser PCM-Worte vorhanden sein kann. Dann werden, wenn das fehlerhafte PCM-Wort korrigiert worden ist, die PCM-Worte Y„,...Y.. _Λ zeitentschachtelt. Das Paritätswort P wird um einen Betrag verzögert, der ausreicht, um die ursprüngliche Zeitverzögerung auszulöschen, die während des Codierens ausgeübt worden ist, wodurch das Paritätswort P wiedergewonnen wird. Das Zeitentschachteln wird durch Verzögern jedes der wiedergewonnenen PCM-Worte Y ,,..Y . um einen Betrag erreicht, der ausreichend ist, um die ursprünglichen Verzögerungen D ,D.,...D . auszulöschen, die bei dem Zeitverschachtelungs-Codierverfahren verwendet worden sind. Daher werden die ursprünglichen PCM-Worte X , . . .X₁ _Λ mit der ursprünglichen

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Zeitbeziehung erhalten. Irgendein Fehler, der in einem dieser PCM-Worte vorhanden sein kann, wird in Übereinstimmung mit üblicher Paritäts-Fehlerkorrektur unter Verwendung des wiedergewonnenen Paritätswortes P korrigiert.

Wenn auch die vorstehend erläuterte Zeitverschachtelungs-Codierung allgemein in zufriedenstellender Weise arbeitet, d.h., in der Lage ist, Burstfehler zu korrigieren, die in den wiedergegebenen zeitverschachtelten PCM-Worten Y_n,...Y, _Λ enthalten sind, aufgrund der inhärenten Streuung dieser Fehler in verschiedenen zeitentschachtelten Blöcken, wird eine Fehlerkorrektur verhindert, wenn das Paritätswort R oder das Paritätswort P fehlerhaft ist. Diese

y y

Schwierigkeit wird beispielsweise durch eine Vorgehensweise überwunden, wie sie in der US-Patentanmeldung 31,030 vom I8.4.I979 erläutert ist. Wie dort erläutert, wird das verzögerte Paritätstrort P , das von den ursprünglichen PCM-Worten X_n,...X, .. abgeleitet ist, dem Modulo-2-Addierer als die zeitverschachtelten PCM-Worte Y₀,...Y, zugeführt. Daher wird das letztere Paritätswort R als Funktion der zeitverschachtelten PCM-Worte und auch des verzögerten Paritätsworts P abgeleitet. Folglich kann, wenn während der Wiedergabe das wiedergegebene Paritätswort P fehlerhaft ist, dieser Fehler durch Verwenden des Paritätsworts R in Übereinstimmung mit üblicher Paritäts-Fehlerkorrektur korrigiert werden. Das heißt, daß, wenn einmal das Paritätswort P korrigiert ist, die zeitentschachtelten PCM-Worte X₀,...X, . , die von den wiedergegebenen zeitverschachtelten PCM-Worten wiedergewonnen sind, fehlerkorrigiert werden können.IWenn jedoch bei der Zeitverschachtelungs-Fehlerkorrekturcodierung gemäß der erwähnten Anmeldung sowohl das Paritätswort

P als auch ein PCM-Wort in einem wiedergewonnenen zeit-

y kann

verschachtelten Block fehlerhaft sind, das Paritätswort P nicht korrigiert werden. Weiter können, wenn zwei Worte

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in zwei aufeinanderfolgend wiedergewonnenen zeitverschachtelten Blöcken fehlerhaft sind, die wiedergewonnenen zeitentschachtelten Worte nicht korrigiert werden. Die Möglichkeit des Auftretens derartiger Fehler, die eine Fehlerkorrektur verhindern, wird gemäß der US-Patentanmeldung 123,721 vom 22.2.I98O korrigiert. Bei dieser Anmeldung wird das Paritätswort R verzögert und zum ersteren Modulo-2-Addierer zurückgeführt, derart, daß das Paritätswort P von den PCM-Worten X ,...X₁ . zusammen mit dem

3C O k— 1

verzögerten Paritätswort R abgeleitet wird. Als Ergebnis dieser Anordnung können nun viele Fehler, die in dem wiedergegebenen Paritätswort R auftreten können, durch Verwendung von Paritätsworten P und herkömmliche Paritäts-Fehlerkorrektur korrigiert werden. Folglich ist die Fehlerkorrekturfähigkeit dieser Codiereranordnung deutlich vorbos.sert.

Jedoch ist ein Nachteil allen vorerwähnten Zeitverschachtelungs-Fehlerkorrekturvorgehensweisen gemeinsam, nämlich die Fähigkeit, lediglich ein einziges fehlerhaftes Wort zu korrigeren, das in irgendeinem gegebenen Block enthalten ist, sei es ein PCM-Wort oder ein Paritätswort. Das heißt, lediglich ein fehlerhaftes Wort in dem wiedergewonnenen zeitverschachtelten Block kann korrigiert werden,und in ähnlicher Weise kann lediglich ein fehlerhaftes Wort in dem zeitentschachtelten Block korrigiert werden. Ein Burstfehler mit wesentlicher Dauer derart, daß er dessen inhärente Streuung überschreitet aufgrund der Zeitvorschachte. Lun&sunordnimg, verzerrt oder verfälscht daher 111 i Tides ten η zwei Worte, die in dem gleichen zeitentschachtelten Block enthalten sind. Zum Verbessern der Streuwirkung derartiger längerer Burstfehler wurde es als vorteilhaft festgestellt, zusätzliche Verzögerungen den PCM-Worten Y , . . .Y ₁ sowie auch den Paritätsworten P und R hinzuzufügen. Dies hat einen weiteren Verschachtelungseffekt zur Folge. Weiter wird auch ein Fehlererfassungscode, wie

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ein zyklischer Blockprüfungscode (CRC-Code) von den weiter verschachtelten Worten abgeleitet, wobei dieser CRC-Code den verschachtelten Worten hinzugefügt wird, wobei die Gesamtheit als Übei^tragungsblock übertragen wird (vgl. z.B. US-Patentanmeldung 195,625 vom 9.IO.I98O). Jedoch werden durch Verwendung eines CRC-Codes die verfügbaren "Datenschlitze" für Nutzinformation, d.h., für die PCM-Worte verringert. Das heißt, zum Erreichen einer verbesserten Fehlerkorrektur ist es notwendig, relativ redundante Information zu übertragen,d.h., es ist notwendig, Fehlerkorrektur-Paritätsworte und einen Fehlererfassungs-CRC-Code zu übertragen, von denen keiner Nutzinformation wiedergibt.

Es wurden Vorgehensweisen angegeben, durch die der CRC-Code nicht übertragen werden muß. Diese Vorgehensweiseaverwenden den sogenannten b-Abstands-Code, den BCH-Code (Bose-Chaudhury-Hocqueghem-Code) und dergleichen als Paritätswort (vgl. US-PS 3 629 824 oder US-PS 3 697 948). In Übereinstimmung mit diesen Vorgehensweisen kann irgendein Wort in einem Block ohne zunächst Identifizieren des bestimmten Wortes, das fehlerhaft ist, korrigiert werden. Jedoch ist diese Vorgehensweise allgemein auf Fehler beschränkt, die lediglich in einem einzigen Block auftreten. Weiter zeigt der Paritätscode allgemein eine wesentliche Redundanz in jedem Block, wodurch weiter die Datenschlitze begrenzt werden, die für Nutzinformation verfügbar sind.

Daher besteht ein Bedarf an einer Fehlerkorrekturcodier-Vorgehensweise, bei der Fehlerkorrekturcodes oder -worte wie Paritätsworte nicht stark redundant sind und darüber hinaus die codierte Information nicht von einem Fehlererf assungscode, wie einem CRC-Code begleitet sein muß. Weiter besteht auch Bedarf nach einer Fehlerkorrekturcodierung, die relativ einfach durchzuführen ist.

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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Codieren digitaler Information, wie Datenworten, in ein Fehlerkorrektur-Format anzugeben, das unter Vermeidung der erwähnten Nachteile eine günstige Fehlerkorrekturfähigkeit besitzt.

Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Merkmalen gelöst.

Durch die Erfindung wird ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Codieren von Datenworten, wie PCM-Worten,angegeben wobei die codierten Daten mit verbesserter Fehlerkorrekturfähigkeit übertragen oder aufgezeichnet werden können.

Weiter gibt die Erfindung eine verbesserte Fehlerkorrekturcodierung an zur Verwendung bei beispielsweise einem PCM-Signal, wobei verschiedene PCM-Signale einen Block bilden, und wobei ein oder zwei Worte in dem Block vollständig korrigiert werden können lediglich durch Verwendung von Paritätsworten und ohne Notwendigkeit von CRC-Codeworten.

Weiter gibt die Erfindung eine verbesserte Fehlerkorrekturcodierung zur Verwendung bei PCM-Worten an, die eine günstige Fehlerkorrekturfähigkeit zeigt, ohne daß hochredundante Fehlerkorrekturcodes notwendig wären.

Schließlich gibt die Erfindung auch eine verbesserte Vorrichtung zur Durchführung der Codierung an, die ziemlich einfach und kostengünstig ist.

Gemäß der Erfindung wird eine verbesserte Fehlerkorrekturcodierung zur Verwendung bei digitalen Datenworten angegeben. Aufeinanderfolgende Datenworte werden auf mehrere entsprechende Kanäle verteilt zur Bildung aufeinanderfolgender Datenblöcke, wobei jeder Datenblock aus den Daten-

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Worten in den mehreren Kanälen besteht. Ein erster Fehlerkorrekturcode wird als Funktion der Worte, die in dem Datenblock enthalten sind, erzeugt, wobei der erste Fehlerkorrekturcode zur Verwendung zum Korrigieren mindestens eines Wortes ausgebildet ist, das in dem Datenblock fehlerhaft

z.B.
sein kann, wenn der Datenblock empfangen wird oder von einem Aufzeichnungsmedium wiedergegeben wird. Die Datenworte, die in diesem Datenblock enthalten sind, werden selektiv verzögert mittels entsprechender Zeitverzögerung zur Bildung eines zeitverschachtelten Datenblocks, der aus zeitverschachtelten Datenworten besteht. Ein zweiter Fehlerkorrekturcode wird als Funktion der Worte erzeugt, die in dem zeitverschachtelten Datenblock enthalten sind, wobei dieser zweite Fehlerkorrekturcode zur Verwendung zum Korrigieren mindestens eines Wortes ausgebildet ist, das in dem zeitverschachtelten Datenblock fehlerhaft sein kann, wenn z.B. der zeitverschachtelte Datenblock empfangen oder wiedergegeben wird. Der erste und der zweite Fehlerkorrekturcode, sowie der zeitverschachtelte Datenblock werden zu einem Übertragungsblock kombiniert, der dann übertragen oder aufgezeichnet werden kann.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 eine Wiedergabe eines Übertragungsblocks, der durch das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 erzeugt wird,

Fig.3-5 Blockschaltbilder anderer Ausführungsbeispiele der Erfindung.

In der Zeichnung sind für gleiche Bauelemente stets gleiche Bezugszeichen verwendet. Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung, die das Codieren gemäß der Erfindung durchführen kann. Wie. das.. er-

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läutert werden wird, ist dieses Ausführungsbeispiel insbesondere zum Codieren digitalisierter Stereofonie-Tonsignale ausgebildet und ist insbesondere vorteilhaft zur Verwendung bei einem Aufzeichnungsgerät, wie einem Drehkopf-Aufzeichnungsgerät (z.B. einem Videobandgerät),mit dem derartige digitalisierte Ton oder Audiosignale auf einem geeigneten Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet werden können. Wenn auch nicht dargestellt, wird angenommen, daß die digitalisierten Stereofonie-Tonsignale, die der Vorrichtung gemäß Fig. 1 zugeführt werden, mittels einer geeigneten Digital/Analog-Umsetzerschaltung erzeugt werden, die eine Abtastung des analogen Tonsignals und eine Digitalisierung jeder Abtastung in beispielsweise ein Pulscodemodulations-Format (PCM-Format)bewirkt. Daher wird die Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit aufeinanderfolgenden digitalen Datenworten, wie PCM-Worten, versorgt, wobei jedes Wort eine digitalisierte Version des abgetasteten Tonsignals ist. Zur Vereinfachung zeigt das Äusführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ein Paar von Eingangsanschlüssen 10 und 20 zum Empfang von links-kanaligen bzw. rechts-kanaligen Datenworten. Bei einer anderen Ausführungsform wird die Codiervorrichtung mit einem einzigen Kanal aus linken (L) und rechten (R) Datenworten versorgt, wobei die linken und rechten Datenworte zur Trennung von linkem und rechtem Kanal verteilt werden.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel besteht aus einer Verteilerschaltung 3O₁ wie einem Demultiplexer, einem Fehlerkorrekturcodegenerator 40, mehreren Zeitverzögerungsschaltungen 50,51 j··.62,63, einem weiteren Fehlerkorrekturcodegenerator 70 und mehreren zusätzlichen Zeitverzögerungsschaltungen 8O,8l,...,86,87· Die dargestellte Vorrichtung ist auch mit einem Multiplexer 90 versehen, der, wie das erläutert werden wird, zum Kombinieren mehranarKanaäle von Digitalworten in einen einzigen gemultiplexten Kanal serieller digitaler Worte dient. Die Verteilerschaltung oder der Demulti-

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plexer 30 besitzt ein Paar von Eingängen, die mit den Eingangsanschlüssen 10 und 20 gekoppelt sind für den Empfang der lirifcskanaligen und rechtskanaligen Daten oder PCM-Worten, die aufeinanderfolgende Abtastungen des linkskanaligen bzw. rechtskanaligen Tonsignals wiedergeben. Die Verteilerschaltung dient zum Verteilen der aufeinanderfolgenden Datenworte, die ihr über den Eingangsanschluß 10 zugeführt worden sind, auf mehrere entsprechende Kanäle, die beispielsweise als Kanäle X_Q,X₂,X^,Xg ,Xg und X _o dargestellt sind. Lediglich linkskanalige PCM-Worte werden diesen mehreren Kanälen zugeführt. In ähnlicher Weise ist die Verteilerschaltung 30 auch so ausgebildet, daß aufeinanderfolgende rechtskanalige PCM-Worte auf mehrere entsprechende Kanäle verteilt werden, die als Kanäle X ,X ,X ,X_,X und X bezeichnet sind. Es zeigt sich, daß lediglich rechtskanalige PCM-Worte den letzteren Kanälen zugeführt sind.

Es zeigt sich weiter, daß aufeinanderfolgende linkskanalige und rechtskanalige PCM-Worte der Verteilerschaltung 30 in aufeinanderfolgenden Zeitperioden zugeführt werden. Es sei angenommen, daß die von einem PCM-Wort, das der Verteilerschaltung zugeführt wird, eingenommene Zeitperiode die Zeitperiode D ist. Die Verteilerschaltung enthält vorzugsweise geeignete Speicher- und Verknüpfungsschaltungen, derart, daß nachdem beispielsweise sechs linkskanalige PCM-Worte und sechs rechtskanalige PCM-Worte empfangen worden sind, eine Gesamtzahl von 12 PCM-Worten (sechs für jeden Kanal) den Kanälen X,...X.. zugeführt sind. Diese 12 PCM-Worte treten während einer Datenworteinheit-Zeitperiode D auf, wobei die Kombination derartiger PCM-Worte in diesen Kanälen während einer derartigen Datenworteinheits-Periode als Datenblock bezeichnet wird. Daher kann ein Datenblock aus den linkskanaligen und rechtskanaligen PCM-Worten f 1^,1^,1^,R₁,L₃,R₃₅L₃,R₃₁L₄₅R₄₁L₅,R₅] bestehen, kann der nächstfolgende Datenblock aus links-

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kanaligen und rechtskanaligen PCM-Worten CL/- ,R/- ,L_,R , ^L8'^R8'^L9'^R9'^L1O'^R1O'^L11'^RJ1·^ ^bestenen» usw. Daher ergibt sich,daß der Kanal X„ mit aufeinanderfolgenden linkskanaligen PCM-Worten L_O,L,-,L .. . , der Kanal X₁ mit aufeinanderfolgenden rechtskanaligen PCM-Worten R_O,R,-,R _,..., der Kanal X₂ mit aufeinanderfolgenden linkskanaligen PCM-Worten L ,L ,L ,... usw. versorgt sind. Das heißt, jeder Kanal X_,...X₁₁ wird mit einer entsprechenden linkskanaligen oder rechtskanaligen PCM-Datenfolge versorgt, wobei jedes PCM-Wort, das in dieser Serie enthalten ist, die digitalisierte Form einer entsprechenden Abtastung des linkskanaligen bzw. des rechtskanaligen analogen Tonsignals ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 werden die linkskanaligen und rechtskanaligen PCM-Folgen an dem Ausgang der Verteilerschaltung 30 wortparallel abgegeben. Jedes Wort kann bitseriell auftreten oder es kann gegebenenfalls jeder Kanal am Ausgang der Verteilerschaltung aus parallelen Leitern bestehen, derart, daß jede PCM-Folge X₀,...X₁₁ bitparallel vorgesehen wird. Bei jeder Anordnung kann, ob nun jede PCM-Folge bitseriell oder bitparallel auftritt, jedes PCM-Wort aus beispielsweise 16 Bit bestehen.

Die Kanäle oder PCM-Folgen X ,...X₁₁ an den Ausgängen der Verteilerschaltung 30 sind mit dem Fehlerkorrekturcodegenerator 4o gekoppelt. Bs zeigt sich, daß jeder Datenblock wortparallel diesem Fehlerkorrekturcodegenerator 40 zugeführt wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Fehlerkorrekturcodegenerator 40 so ausgebildet, daß er zwei Fehlerkorrekturworte P und Q erzeugt. Das Fehlerkorrekturwort P wird mittels eines Paritätswortgenerators 41 erzeugt, und das Fehlerkorrekturwort Q wird mittels eines Paritätsmatrixwortgenerators 42 erzeugt. Es zeigt

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sich, daß gegebenenfalls andere Fehlerkorrekturwortgeneratoren zum Erzeugen geeigneter Fehlerkorrekturcodeworte

P und Q verwendet werden können.
χ χ

Es sei angenommen, daß Kanäle Y ,Y ,...Y₁₁ in jedem aufeinanderfolgenden Datenblock mit PCM-Worten W_,W , ...W. . versorgt werden, Es ist festzustellen, daß in einem Datenblock die Worte W₀,W. ,...W₁₁ aus linkskanaligen und rechtskanaligen PCM-Worten fL ,R ,...R J gebildet sind, daß in dem nächstfolgenden Datenblock diese Worte aus linkskanaligen und rechtskanaligen PCM-Worten (Lr ,R/-, .. .R₁₁1 gebildet sind, usw. Die Worte W_n,W ,...W . in einem gegebenen Datenblock werden parallel dem Paritätswortgenerator 4l zugeführt. Dieser Paritätswortgenerator 4l enthält vorzugsweise einen Modulo-2-Addierer zum Summieren der Datenworte, die hinzugeführt worden sind, in Modulo-2-Form. Als Ergebnis ist das Fehlerkorrekturwort P ein Paritätswort, d.h., eine Funktion der Datenworte, die dem Paritätswortgenerator zugeführt sind, und kann ausgedrückt werden gemäß:

^Px ^{= ¥}O © ^Wi©^¥2® ®^W11 ⁽¹⁾·

Der Paritätsmatrixwortgenerator 42 ist in gleicher Weise mit Datenworten W_n,W₁,...W₁- wortparallel versorgt und ist so ausgebildet, daß das Matrixparitätswort Q abhängig davon erzeugt wird. Als Ein Beispiel davon kann der Paritätsmatrixwortgenerator 42 ein b-Abstands-Codierer sein, der zum Multiplizieren der jeweiligen Datenworte W ,. . .W . , die zugeführt sind, mit einer vorgegebenen Erzeugungsmatrix [.Ti dient, wobei die Matrix durch T,T ,... T ausgedrückt werden kann, d.h., diese Erzeugungsmatrix besteht aus bestimmten Nichtnull-Elementen des Galois-Feldes (2 ). Zusätzlich dient der Paritätsmatrixwortgenerator 42 zum Summieren der multiplizierten Datenworte mittels Modulo-2-

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Addition. Daher kann das Matrixparitätswort Q , das durch den Fehlerkorrekturwortgenerator 42 erzeugt worden ist, ausgedrückt werden durch:

^_x - " Q Vi/ J_- Vi/ 2 *--' * * * ^~^ 11 ν <=■ / ■

Das Paritätswort P und das Matrixparitätswort Q , die beide durch den Fehlerkorrekturcodegeneratör 4θ erzeugt worden sind, sowie die jeweiligen Worte, die in einem gemeinsamen Datenblock in Kanälen X ,...X.. enthalten sind, werden alle um entsprechende Beträge mittels einer Zeitverzögerungsschaltung zeitverzögert. Diese Zeitverzögerungsschaltung besteht aus einzelnen Verzögerungsschaltungen 50j5I₅52,...62,63. Jede dieser einzelnen Zeitverzögerungsschaltungen erreicht eine Zeitverzögerung für das zugeführte Wort, wobei die Zeitverzögerung einem Mehrfachen von D gleich ist, wobei D wie erwähnt die Zeitperiode ist, die von einem entsprechenden Daten- oder PCM-Wort eingenommen ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verzögert die Zeitverzogerungsschaltung

sich

das Paritätswort P um den Betrag D, wodurch em verzögertes Paritätswort P ergibt. Die Zeitverzögerungsschaltung 51 verzögert das Matrixparitätswort Q um den Betrag 2D zum Erzeugen des verzögerten Matrixparitätsworts Q . Die Zeitverzogerungsschaltung 52 verzögert die PCM-Worte in dem Kanal X_n um den Betrag 3D zum Erzeugen eines verzögert-in Kanals Y_n aus PCM-Worten. Die Zeitverzögerungsschaltung 53 verzögert die PCM-Worte im Kanal X^ um den Betrag 4D zum Erzeugen des verzögerten Kanals Y. aus PCM-Worten. In gleicher Weise verzögern die Verzögerungsschaltungen 54,55₅...63 die PCM-Worte in den Kanälen X₂, X-,.... bzw. X.., um Beträge 5^d»6D,,..14D zum Erzeugen der verzögerten Kanäle Y₀₇Y ,...Y...

£ j XX

Obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel die Fehlerkorrekturworte P und Q um geringere Zeitverzögerungen verzögert

X X

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werden, bezüglich der Verzögerungen, die auf die PCM-Worte ausgeübt werden, ergibt sich, daß gegebenenfalls die
Fehlerkorrekturworte um Zeitverzögerungen verzögert werden können, die größer sind, als die Verzögerungen, die auf diese PCM-Worte ausgeübt werden. Auch können Verzögerungen
unterschiedlicher Beträge als die dargestellten Vielfachen einer Datenwort-Periode verwendet werden. Es ist festzustellen, daß als Ergebnis der dargestellten Verzögerungen die PCM-Worte in den Kanälen Y , . . .Y... eine zeitverschachtelte Beziehung zueinander besitzen, wie das weiter unten näher erläutert werden wird.

Als ein Beispiel werden, wenn angenommen ist, daß jedes PCM-Wort, das in einem Datenblock enthalten ist, ein l6-Bit-¥ort ist, das Paritätswort P und das Matrixparitäfcswort Q , die

X X

abhängig von diesen 16-Bit-Worten erzeugt worden sind, jeweils ebenfalls zu 16 Bit gebildet. Andererseits kann jedes Paritäts- und Matrixparitätswort P ,Q aus 8 Bit gebildet

X X

sein. Dies wird durch Teilen jedes l6-Bit-¥orts ¥ in zwei

8-Bit-Worte ¥ und ¥, erreich)·.. Dann werden,statt 12 l6-Bita b '

Worte dem Paritätsivortgenerator 41 und dem Paritätsmatrixgenerator 42 zuzuführen 24 8-Bit-¥orte zugeführt. Bei
diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich anstelle der Gleichungen (1) und (2):

¹ 2b ^ ty lla ^ lib ⁽ ''

Aus den Gleichungen (3) und (4) ergibt sich, daß das Parität swort P und das Matrixparitätswort Q jeweils aus 8 Bit gebildet sind. Daher kann, statt daß zwei getrennte l6-Bit-

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Fehlerkorrekturworte verwendet werden, ein einziges l6-Bit-Fehlerkorrekturwort gebildet werden, wobei die ersten 8 Bit dieses 16-Bit-Fehlerkorrekturworts das 8-Bit-Paritatswort

P und die nächsten 8 Bit das 8-Bit-Matrixparitätswort Q x χ

bilden.

Bei einer anderen Ausführungsform kann jeder Kanal X_Q,...X₁₁ mit einem 8-Bit-Wort,statt mit dem erwähnten l6-Bit-Wort versorgt sein. Dennoch kann, wenn jedes PCM-Wort, das eine Abtastung des linkskanaligen oder rechtskanaligen analogen Tonsignals aus 16 Bit besteht, dieses l6-Bit-Wort in zwei 8-Bit-Worte aufgeteilt werden, wobei eines dieser 8-Bit-Worte beispielsweise dem Kanal X und das andere 8-Bit-Wort dem Kanal X zugeführt sind. Allgemein werden,wenn aufeinanderfolgende PCM-Worte mit W^₅W ,...W wiedergegeben sind, mit (W₀ = L₀), (W₁ = R₀), (W₂ = L₁), (W₃ = R₁), (W₄ = L₃)

und (W_ = R₀), der Kanal X. mit dem 8-Bit-Wort W. , der ^j Ä-i (j (ja

Kanal X.mit dem 8-Bit-Wort W~, , der Kanal X₀ mit dem 8-Bit-

X Uu cii

Wort W, . ... und der Kanal X. _Λ mit dem 8-Bit-Wort W , xa ^ 11 ^) ό

versorgt. Die 8-Bit-Worte W ,W , ,...W >W_, bilden einen

Oa (J D 5^" 2*^

Datenblock. Der nächstfolgende Datenblock ist durch die 8-Bit-Worte ^W6a'^¥6b'^¥7a'^¥7b'**"^¥lla'^¥llb S^ebildet' wobei diese 8-Bit-Worte den Kanälen X„,X ,X ,X , . . .X _ bzw. X_-11 züge-

*J X a» j) XvJ X X

führt sind. Bei dieser Anordnung, d.h., dann,wenn jeder Kanal mit einem 8-Bit-Wort versorgt wird, können das Paritätswort P und das Matrixparitätswort Q ebenfalls 8-Bit-Worte sein und sich ergeben gemäß:

Ob

0T¹¹W (6)

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Unabhängig von der jeweils tatsächlich verwendeten Ausführungsform, d.h., ob die Ausführungsform gemäß den Gleichungen (1),(2) oder gemäß den Gleichungen (3)»(4) oder gemäß den Gleichungen (5), (6) verwendet wird, ergibt sich, daß die Zeitverzögerungsschaltungen 5Ο₅51_}····63 geeignete Verzögerungen für das Paritäts- und Matrixparitätswort und auch für die PCM-Worte erreichen, wodurch sich verzögerte Fehlerkorrekturworte P und Q und verzögerte Kanäle Y_n, ...Y-. ergeben, wodurch die verzögerten' Fehlerkorrektur- und PCM-Worte eine zeitverschachtelte Beziehung zueinander zeigen. Die zeitverschachtelten PCM-Worte in den Kanälen Y_,...Y . bilden einen zeitverschachtelten Datenblock. Diese zeitverschachtelten PCM-Worte in den Kanälen Y_Q, ...Y₁- werden wortparallel dem weiteren oder zweiten Fehlerkorrekturcodegenerator 70 zugeführt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Fehlerkorrekturcodegenerator 70 ähnlich dem vorerwähnten ersteren Fehlerkorrekturcodegenerator 4θ und kann daher einen relativ einfachen Paritätswortgenerator 71 und einen Paritätsmatrixgenerator 72 enthalten. Der Paritätswortgenerator bewirkt eine Summierung der PCM-Worte, die in dem zeitverschachtelten Datenblock in den Kanälen Y_,...Y₁₁ enthalten sind, mittels Modulo-2-Addition zum Erzeugen eines zweiten Paritätsworts R . Der Paritätsmatrixgenerator 72 dient zum Multiplizieren der jeweiligen PCM-Worte, die in diesem zeitverschachtelten Datenblock enthalten sind, mit einer vorgegebenen Erzeugungsmatrix und zum dann Summieren der Produkte dieser Multiplikation mittels Modulo-2-Addition zum Erzeugen eines zweiten Matrixparitätsworts S . Daher ergibt sich, daß die Fehlerkorrekturworte P und Q den ursprünglichen Datenblöcken zugeordnet sind, die am Ausgang der Verteilerschaltung 30 gebildet werden, und die Fehlerkorrekturworte R und S den zeit-

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verschachtelten Datenblöcken zugeordnet sind.

Gegebenenfalls kann der Fehlerkorrekturcodegenerator 70 eine sich unterscheidende Codierschaltung enthalten zum Erzeugen von Fehlerkorrekturworten R und S unterschiedliehen Typs oder unterschiedlichen Formats gegenüber den Fehlerkorrekturworten P und Q , die durch den Fehlerkorrektur-

x χ

codegenerator 40 erzeugt werden. Dennoch kann der Fehlerkorrekturcodegenerator 70 herkömmlichen Aufbau besitzen. jBei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind zusätzliche Zeitverzogerungsschaltungen 8o,8l,...87 vorgesehen, um zusätzliche Zeitverzögerungen auf ausgewählte der Fehlerkorrekturworte P ,Q ,R und S und auch auf ausgewählte

y y y y

der zeitverschachtelten PCM-Worte auszuüben, die in den Kanälen Y₀,...Υ,., vorgesehen sind. Diese zusätzlichen Zeitverzogerungsschaltungen üben alle eine gleiche Zeitverzögerung d aus, wobei d ein Bruchteil der Datenwortperiode D ist. Beispielsweise kann sein d = D/8. Es zeigt sich, daß dann, wenn jedes PCM-Wort aus 16 Bit gebildet ist, die zusätzliche Zeitverzögerung d einer Periode gleich ist, die von zwei Bit eingenommen wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zeigt sich, daß die Fehlerkorrektur- und die PCM-Worte alle miteinander zeitverschachtelt sind, wobei die zusätzliche Zeitverzögerung d auf abwechselnde dieser zeitverschachtelten Worte bzw. auf jedes zweite dieser zeitverschachtelten Worte ausgeübt wird. Insbesondere sind die Paritätsworte P und R einer zusätzlichen

y y

Zeitverzögerung von d mittels der Zeitverzogerungsschaltungen 80 bzw. 8l ausgesetzt und sind die zeitverschachtelten PCM-Worte in den Kanälen Y_n, Y„ , Y. , Y,-, Yq und Y_1n einer zusätzlichen Zeitverzögerung d mittels der Zeitverzogerungsschaltungen 82,83,84,85,86 bzw. 87 unterworfen.

Als Ergebnis dieser selektiven zusätzlichen Verzögerungen ergibt sich die Folge von Fehlerkorrekturworten P ,Q ,R

Z Z Z

130050/0623

bzw· S · In ähnlicher Weise ergeben sich die zeitver-ζ

schachtelten PCM-Worte nunmehr als PCM-Folge Z ,Z

0^f"l

1 ·

bzw. Z... Dennoch besitzen diese Fehlerkorrektur- und PCM-Worte alle eine zeitverschachtelte Beziehung zueinander und bilden in Kombination einen Ubertragungsblock. Dieser Übertragungsblock wird wqrtparallel dem Multiplexer 90 zugeführt.

Der Multiplexer 90 bewirkt eine Reihenumsetzung der zeitverschachtelten Worte, die in jedem zugeführten Ubertragungsblock enthalten sind. Das heißt, der Multiplexer 90 wirkt als Parallel/Reihen-Umsetzer, wodurch der Ubertragungsblock reihenumgesetzt wird. Ein Beispiel einer reihenumgesetzten oder seriellen Übertragung ist in Fig. 2dargestellt. Wie dargestellt, ist ein Synchronsignal SYNC vor dem seriellen Ubertragungsblock eingefügt, wobei sich an dieses Synchronsignal SYNC die vier Fehlerkorrekturworte R ,S ,P und Q anschließen, wobei sich an

ζ ζ' ζ ζ '

diese Fehlerkorrekturworte die 12 zeitverschachtelten PCM-Worte anschließen, die durch Z_n,Z.,...Z., wiedergegeben sind. Daher enthält jeder Übertragungsblock 16 Worte, wobei dann, wenn jedes Wort aus 16 Bit besteht, der serielle Ubertragungsblock 256 Bit zuzüglich zum SYNC-Wort enthält.

Wenn bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 angenommen ist, daß der ursprüngliche Datenblock, der an dem Ausgang der Verteilerschaltung 30 auftritt, durch linkskanalige und rechtskanalige PCM-Worte fL_Q,Rq,^,R₁,L₃,R₃,L₃,R^,L^, Rf,L_,R_] in jeweiligen Kanälen X.,...X₁₁ gebildet ist, ergeben sich zu dem Zeitpunkt, zu dem dieser Datenblock auftritt, die entsprechenden linkskanaligen und rechtskanaligen PCM-Worte, die in dem Übertragungsblock in den Kanälen Z , ....Z₁₁ enthalten sind, der dem Multiplexer 90 zugeführt wird, zu CL₀__6(3D+d), R_O__24D, ^Li_6(5D+d)' ^R1-36d' ^L2-6(7D+d)'

13005Q/0623

^L3-6(9D+d)' ^R3-6OD' ^L4-6(llD+d)' ^R4-72D' ^L5-6(13D+d)'

39 3 7 5

R_ α/,τ) 1 · Dies gibt die Zeit- bzw. Zeitsteuerbeziehung

zwischen dem Übertragungsblock an, der dem Multiplexer zugeführt wird, und dem Datenblock, der am Ausgang der Verteilerschaltung 30 erzeugt wird.

In ähnlicher Weise ergeben sich, wenn angenommen ist, daß der Übertragungsblock [L_n,R ,...L ,R] ^axa Ausgang der Verteilerschaltung 30 erzeugt wird, und wenn das Paritätswort P = P und das Matrixparitätswort Q = Q_n, das Paritätswort R = R und das Matrixparitätswort S = S sind, dann zu diesem Zeitpunkt die Fehlerkorrekturworte P -Q , R und S , die in dem dem Multiplexer 90 zugeführten Übertragungsblock enthalten sind, zu ^pn_6(D+d)' ^QO-12D'^RO-6D bzw. S . Dies gibt die zeitverzögerte Beziehung oder Zeitverschachte lung der Fehlerkorrekturworte wieder, die in einem gegebenen Übertragungsblock enthalten sind.

Wie erwähnt, ist es vorzuziehen, den Multiplexer 90 so zu verwenden, daß jeder Übertragungsblock in das in Fig. dargestellte Format reihenumgesetzt wird. Jedoch kann gegebenenfalls jedes Fehlerkorrektur- und PCM-Wort, das in dem Übertragungsblock enthalten ist, direkt mittels eines geeigneten PCM-AufZeichnungsgerätes mit z.B. einem mehrfachen festen Kopf direkt aufgezeichnet werden. Das heißt, der Übertragungsblock kann in parallelen Spuren auf einem Aufzeichnungsmedium mittels eines Mehrfachkopfes oder eines Mehrspalt-Kopfes ansich üblichen Aufbaus aufgezeichnet werden. Jedoch kann mittels des Multiplexers 90 der Übertragungsblock in einem einzigen Kanal auf beispielsweise einem Magnetband,einer Aufzeichnungsscheibe oder einem anderen Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet werden, das in üblicher Weise bei PCM-Aufzeichnungssystemen verwendet wird.

Es zeigt sich, daß durch selektives Verzögern abwechselnder

130050/0623

Worte, d.h., jedes zweiten Fehlerkorrektur- und PCM-Worts um die Verzögerungszeit d, mit d = D/8, ein l6-Bit-Wort, das in dem Übertragungsblock enthalten ist, wie das l6-Bit-Wort im Kanal Z , nicht bitweise einer Abtastung des Tonsignals entspricht. Dennoch wird dieses l6-Bit-¥ort hier als ein PCM-Wort bezeichnet.

Wenn auch nicht dargestellt, zeigt sich doch, daß, wenn

der

der Ubertragungsblock,auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist, anschließend wiedergegeben wird, die selektiven Verzögerungen d beispielsweise dadurch ausgelöscht werden, daß diejenigen Worte verzögert werden, die nicht um den Betrag d zusätzlich verzögert worden sind. Andererseits können diejenigen Worte, die durch den zusätzlichen Betrag d verzögert worden sind, während des Wiedergabeverfahrens um den Betrag (D-d) verzögert werden und können die verbleibenden Worte um den Betrag D verzögert werden. Auf jeden Fall werden die zeitverschachtelten Datenblöcke Y_,...Y zusammen mit den Fehlerkorrekturworten R und S in richtiger zeitlicher Beziehung (Zeitsteuerbeziehung) wiedergewonnen. Dann können, wenn irgendwelche der zeitverschachtelten PCM-Worte fehlerhaft oder fehlerhaltig sind, diese Fehler in Übereinstimmung mit herkömmlicher Fehlerkorrekturvorgehensweise unter Verwendung der Fehlerkorrek-

werden

turworte R und S korrigiert. Danach werden die zeitverschachtelten PCM-Worte in den Kanälen Y ,...Y.- zeitentschachtelt durch beispielsweise Verzögern dieser PCM-Worte um einen Betrag, der in umgekehrter Beziehung zu den Verzögerungen steht, die durch die Verzögerungsschaltungen 50,...63 erreicht worden sind. In gleicher Weise werden die Fehlerkorrekturworte P und Q in geeigneter Weise verzögert, derart, daß die Fehlerkorrekturworte P und Q mit der gleichen Zeitsteuerbeziehung wiedergewonnen werden, wie sie zwischen diesen Fehlerkorrekturworten und dem ur-

130050/0623

sprünglichen Datenblock vorgelegen hat. Danach können irgendwelche Fehler in den zeitentschachtelten PCM-Worten korrigiert werden unter Verwendung der zeitentschachtelten Fehlerkorrekturworte P und Q in Übereinstimmung mit üblicher Fehlerkorrekturvorgehensweise.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung, wie in Fig. 1, dargestellt, liegt darin, daß die Verwendung eines Fehlererfassungscode, der bisher bei der Fehlerkorrekturcodierung erforderlich war, vermieden ist. Das heißt, daß der Zeitschlitz, derjbisher durch beispielsweise ein CRC-Codewort eingenommen worden ist, nunmehr von einem PCM-Wort eingenommen werden kann. Es zeigt sich, daß durch Beseitigen der Notwendigkeit eines Fehlererfassungscodes die Redundanz des Fehlerkorrekturcodierten Signals verringert ist. Anders ausgedrückt ist die Packungs- oder Aufzeichnungsdichte für die Nutzinformation erhöht.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das eine verbesserte Weiterbildung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 darstellt, ist in Fig. 3 wiedergegeben. Das Ausführung sb ei spiel gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von dem bisher erläuterten dadurch, daß sowohl das verzögerte Paritätswort P als auch das verzögerte Matrixparitätswort Q dem (zweiten) Fehlerkorrekturcodegenerator 70' zugeführt werden. Insbesondere wird das Paritätswort P dem Paritätswortgenerator 71' zugeführt und wird das Matrixparitätswort Q dem Paritätsmatrixgenerator 72' zugeführt. Folglich wird das Paritätswort R durch die Modulo-2-Addition der zeitverschachtelten PCM-Worte in den Kanälen Y , . . .Y mit dem Paritätswort P erhalten. Auch wird das Matrixparitätswort S als Funktion der Multiplikation des Matrixparitätsworts Q mit der erwähnten Erzeugungsmatrix und der Modulo-2-Addition dieses Produkts mit dem Produkt der Multiplikation der zeitverschachtelten PCM-

moso/om

Worte mit der Erzeugungsmatrix abgeleitet. Daher ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 das Paritätsvrort R eine Funktion des Paritätswortes P sowie eine Funktion

y y

der zeitverschachtelten PCM-Worte und ist das Matrixparitätswort S eine Funktion des Matrixparitätswortes Q sowie der zeitverschachtelten PCM-Worte.

Durch Verwendung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 ist, wenn während der Wiedergabe oder des Empfangs des Ubertragungsblocks das Paritätswort P oder das Matrixparitätswort Q fehlerhaft ist, dieser Fehler korrigierbar durch Verwenden des Paritätsworts R bzw. des Matrixpari-

tätsworts S in Übereinstimmung mit herkömmlicher Fehlerkorrekturvorgehensweise. Es zeigt sich, daß, wenn einmal die Fehlerkorrekturworte P und Q korrigiert sind, irgendein Fehler, der in dem wiedergewonnenen ursprünglichen Datenblock enthalten sein kann, daher korrigiert werden kann. Wenn jedoch die Fehlerkorrekturworte P und Q nicht korrigiert werden können, wie bei dem Ausführungsbeispiel

kann

gemäß Fig. 1, ein Fehler in dem wiedergewonnenen ursprünglichen Datenblock nicht korrigiert werden .. Daher besitzt das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 eine höhere Fehlerkorrekturfähigkeit als das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1.

Eine weitere Verbesserung gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 wird durch Verwenden des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. k erreicht. Bei dem Ausführungsbei-

das
spiel gemäß Fig. 4 wird Paritätswort R , das durch den Paritätswortgenerator 71'' in dem Fehlerkorrekturcodegenerator 70'' erzeugt worden ist, nach zusätzlicher Verzögerung um die Zeitverzögerung d rückgeführt und als Paritätswort R dem Paritätswortgenerator kl' zugeführt, der in dem ersteren Fehlerkorrekturcodegenerator 40' enthalten ist. Insbesondere wird das rückgeführte ver-

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zögerte Paritätswort R über eine weitere Zeitverzögerungsschaltung 88 mit Verzögerung (D-d) geführt. In ähnlicher Weise wird das Matrixparitätswort S , das durch den Paritätsmatrixgenerator 72'' des zweiteX Fehlerkorrekturcodegenerators 7O¹¹ erzeugt ist, rückgeführt und dem Paritätsmatrixgenerator 42'' des Fehlerkorrekturcodegenerators 40' zugeführt. Das heißt, das Paritätswort P wird als Funktion der PCM-Worte, die in dem zugeführten Datenblock enthalten sind, sowie dem rückgeführten Paritätswort R erzeugt. In gleicher Weise wird das Matrixparitätswort Q als Funktion der PCM-Worte, die in dem zugeführten Datenblock enthalten sind, sowie dem rückgeführten Matrixparitätswort S erzeugt. Als Ergebnis dieser Quer- oder Kreuzkopplung von Fehlerkorrekturworten zwischen den jeweiligen Fehlerkorrekturcodegeneratoren werden Fehler, die in den wiedergegebenen oder empfangenen Fehlerkorrekturworten R und S vorhanden sein können, durch Verwenden der Fehlerkorrekturworte P bzw. Q korrigiert. In ähnlicher Weise werden Fehler, die in den wiedergegebenen oder empfangenen Fehlerkorrekturworten P und Q enthalten sein können, durch Verwendung der Fehlerkorrekturworte R und S korrigiert. Folglich können, da fehlerhafte oder fehlerhaltige Fehlerkorrekturworte korrigiert werden können, fehlerhafte bzw. fehlerhaltige PCM-Worte, die ansonsten unkorrigierbar sein können, in ähnlicher Weise korrigiert werden. Daher ist die Fehlerkorrekturfähigkeit des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4 gegenüber der des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 verbessert.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. In Fig. 5 sind diejenigen Bauelemente, die den erwähnten Bauelementen gleich bzw. ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszeichen mit dem Vorsatz 1 versehen. Wie dargestellt, wird der Fehlerkorrekturcodegenerator I70 mit Fehlerkorrekturworten P und Q versorgt, die von dem

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Fehlerkorrekturcodegenerator l40 abgeleitet sind, und wird der Fehlerkorrekturcodegenerator l4O mit Fehlerkorrekturworten R und S versorgt, die beide von dem Fehlerkorrekturcodegenerator I70 abgeleitet sind. Diese Kreuzkopplung der Fehlerkorrekturworte ist daher ähnlich der mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. vorstehend erläuterten Kreuzkopplung.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 wird die Verteilungsschaltung I3O mit aufeinanderfolgenden linkskanaligen PCM-Worten über den Eingangsanschluß 110 und aufeinanderfolgenden rechtskanaligen PCM-Worten über den Eingangsanschluß 120 versorgt. Kanäle X-,...Χ.^ sind mit Verzögerungsschaltungen I50,I5I,.··I60 gekoppelt,und wie vorher sind diese Kanäle mit dem Paritätswortgenerator l4l und dem Matrixparitätswortgenerator 142 gekoppelt, die beide in dem (ersten) Fehlerkorrekturcodegenerator enthalten sind. Die Verzögerungsschaltungen 15O,...l6O unterscheiden sich von den vorstehend erläuterten Verzögerungsschaltungen 52,...63 um den Betrag der durch sie erreichten Zeitverzögerung. Weiter wird, wie dargestellt, bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 keine Verzögerung für die PCM-Worte im Kanal X erreicht.

Der Kanal X^ ist mit der Verzögerungsschaltung I50 verbunden-, wodurch sich eine Verzögerung von (D-d) für die PCM-Worte L.,L ,L ,... ergibt. In ähnlicher Weise werden die PCM-Worte in den Kanälen X , . . .X .. Zeitverzögerungen mittels der Verzögerungsschaltungen 152,...l6o unterworfen, wobei jede dieser Zeitverzögerungen einem entsprechenden Vielfachen von(D-d) gleich ist, wobei D einer Datenwort-Zeitperiode gleich ist, und wobei d ein vorgegebener Bruchteil von D, z. B. D/8 ist. Es zeigt sich, daß die Verzögerungsschaltungen 150-I60 zum Zeitverschachteln der PCM-Worte dienen, wodurch sich ein zeitverschachtelter Datenblock

ergibt, der aus den PCM-Worten gebildet ist, die in den Kanälen Y , ...Y ^ enthalten sind. Wie erwähnt, werden die PCM-Worte im Kanal X keiner Verzögerung unterworfen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 wird die Folge der Paritätsworte P mittels der Verzögerungsschaltung l6l zum Erzeugen verzögerter Paritätsworte P verzögert. Diese Verzögerung entspricht 12 (D-d). Die Folge der Matrix-Paritätsworte Q wird durch die Verzögerungsschaltung zum Erzeugen der verzögerten Matrixparitätsworte Q verzögert. Die Verzögerungsschaltung 162 erreicht eine Verzögerung von 13 (D-d). Es ergibt sich daher, daß die Verzögerung sschaltungen 15O,...l62 selektive Verzögerungen erreichen, die jeweils ein Mehrfaches von (D-d) sind, wodurch die PCM- und die Fehlerkorrekturworte zeitverschachtelt werden, derart, daß daraus ein zeitverschachtelter Datenblock gebildet wird.

Die zeitverschachtelten PCM-Worte in den Kanälen Y ,...Y.^ werden sowohl dem Paritätswortgenerator I7I als auch dem Paritätsmatrixgenerator 172 zugeführt, wobei diese jeweiligen Generatoren ebenfalls mit dem verzögerten Paritätswort P bzw. dem verzögerten Matrixparitätswort Q versorgt sind. Daher erzeugt der Paritätswortgenerator 171 die Reihe der Paritätsworte R und erzeugt der Paritätsmatrixgenerator I72 die Reihe der Matrixparitätsworte S . Die Paritätsworte R werden zum Paritätswortgenerator l4l in dem Fehlerkorrekturcodegenerator l4O über die Verzögerungsschaltung I95 zurückgeführt. Diese Verzögerungsschaltung 195 erreicht eine Verzögerung von 14 (D-d), wodurch sich das rückgeführt■-» und verzögerte Paritätswort R ergibt. In ähnlicher Weise werden die Matrixparitätsworte S zum Paritätsmatrixgenerator l42 über die Verzögerungsschaltung rückgeführt. Diese Verzögerungsschaltung I96 erreicht eine Verzögerung von I5 (D-d), derart, daß ein verzögertes rückge-

130050/0623

führtes Matrixparitätswort S erzeugt wird.

Zusätzlich zur Zufuhr zu dem Fehlerkorrekturcodegenerator 170 werden die zeitverschachtelten PCM-Worte in den Kanälen Y ,...Y . ausgewählten zusätzlichen Zeitverzögerungen mittels der Zeitverzögerungsschaltungen 180,...I90 unterworfen. Insbesondere werden die PCM-Worte im Kanal Y keinerlei Verzögerung unterworfen. Die PCM-Worte im Kanal Y. werden in der Zeitverzögerungsschaltung I80 um den Betrag d verzögert, werden die PCM-Worte im Kanal Y„ in der Verzögerungsschaltung 181 um den Betrag 2d verzögert, usw., wobei die PCM-Worte im Kanal Y₁₁ in der Zeitverzögerungsschaltung I90 um den Botrag lld verzögert werden. Es ergibt sich, daß die Zeitverzögerungsschaltungen I8O-I9O einen Teil der Verzögerungen auslöschen, die durch die Verzögerungsschaltungen I50,...I60 jeweils erreicht worden sind, wodurch sich zeitverschachtelte PCM-Worte in Kanälen Z_f),...Z₁₁ ergeben, deren jedes eine entsprechende Zeitverzögerung zeigt, die einem ganzzahligen Mehrfachen (0,1,2,.*.11) der Datenwort-Periode D gleich sind.

In ähnlicher Weise werden die verzögerten Paritätsworte P in der Zeitverzögerungsschaltung I9I um den Betrag 12d verzögert, werden die verzögerten Matrixparitätsworte Q in der Zeitverzögerungsschaltung I92 um den Betrag 13d verzögert, werden die Paritätsworte R in der Zeitverzögerungsschaltung I93 um den Betrag l4d verzögert und werden die Matrixparitätsworte S in der Zeitverzögerungsschaltung

um den Betrag IfSd verzögert. Die Zeitverzögerungsschaltung I9I erreicht eine Auslöschung eines Teils der Verzögerung, die durch die Verzögerungsschaltung I61 erreicht ist, wodurch sich Paritätsworte P ergeben, die um 12D verzögert sind. Die Zeitverzögerungsschaltung I92 erreicht eine Auslöschung eines Teils der Verzögerung, die durch die Verzögerungsschaltung 162 erreicht ist, wodurch

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sich Matrixparitätsworte Q ergeben, die um !3D verzögert sind. In ähnlicher Weise ergibt sich, daß die Zeitverzögerungsschaltungen 193 und 194 einen Teil der Verzögerung auslöschen, die durch die Verzögerungsschaltungen 195 und I96 erreicht sind.

Daher wird der Multiplexer 200, der ähnlich dem erläuterten Multiplexer 90 sein kann, mit einem Übertragungsblock versorgt, der aus zeitverschachtelten Worten gebildet ist-Insbesondere ist dieser Übertragungsblock aus zeitverschachtelten PCM-Worten in Kanälen Z_n,...Z . zusammen mit zeitverschachtelten Fehlerkorrekturworten P ,Q ,R und S gebildet. Der Multiplexer 200 dient zum Reihenumsetzen des wortparallel zugeführten Übertragungsblockes, wodurch sich der in Fig. 2 dargestellte Übertragungsblock ergibt.

Aus der vorstehenden ausführlichen Erläuterung ergibt sich, daß verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in erwünschter Weise die Notwendigkeit für einen Fehlererfassungscode, wie einen CRC-Code,-vermeiden. Wenn es jedoch vorzuziehen ist, diesen CRC-Code zu verwenden zum Identifizieren bestimmter Worte, die während der Wiedergabe oder des Empfangs des Übertragungsblocks fehlerhaft sein können, kann der CRC-Code oder ein anderer Fehlererfassungscode in den Übertragungsblock gemäß Fig. 2 eingefügt werden. Beispielsweise kann der CRC-Code vor den Fehlerkorrekturworten eingefügt werden.

Aufgrund der durch die Erfindung erreichten Vorteile ist die Fehlerrate, die kleiner als Eins ist, nach der Fehlerkorrektur deutlich verbessert. Das heißt, die Anzahl der Fehler, die gemäß der Erfindung korrigiert werden konnten, ist größer als die Anzahl der Fehler, die bisher korrigiert werden konnten. Als Ergebnis ist die Anzahl der Fehler, die nach der Fehlerkorrektur verbleiben,weit geringer, als die, die bei der herkömmlichen Fehlerkorrektur verbleiben.

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Wenn beispielsweise die Wortfehlerrate nach Korrektur mit P„ wiedergegeben ist, wobei diese Wortfehlerrate kleiner als Eins ist, ergibt sich, daß bei der Erfindung

8 12 die Wortfehlerrate in der Größenordnung von etwa P„ -P liegt. Dies steht in Vergleich zu herkömmlichen Vorgehensweisen, bei denen unter Verwendung eines Fehlererfassungscodes, wie des CRC-Codes Fehlerraten in der Größenordnung

von etwa P_w auftreten. Daher ergibt sich, daß die Fehlerkorrekturfähigkeit bei der erfindungsgemäßen Fehlerkorrekturcodierung deutlich erhöht ist.

Selbstverständlich sind noch andere Ausführungsformen möglich.

Patentanwalt

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Claims

Di pi.-I ng. H. MITSCHERUCH D-8000 MDNCHEN22 Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

Dr. rer. not. W. KÖRBER 'S» (089) ' 29 66 84

Dipl.-lng. J. SCHMIDT-EVERS _r

PATENTANWÄLTE ^ I U Q O 0

24.2.1981

SONY CORPORATION

7-35 Kitashinagawa 6-chome

Shinagawa-ku

TOKYO/JAPAN

Ansprüche:

1. Verfahren zum Übertragen digitaler Datenworte, bei dem aufeinanderfolgende Datenworte auf mehrere entsprechende Kanäle zur Bildung aufeinanderfolgender Datenblöcke verteilt werden, wobei jeder Datenblock aus den Datenworten in den mehreren Kanälen besteht,

ein erster Fehlerkorrekturcode als Funktion der in dem Datenblock enthaltenen Worte erzeugt wird, selektiv um unterschiedliche jeweilige Zeitverzögerungen die Datenworte in dem Datenblock verzögert werden zur Bildung eines zeitverschachtelten Datenblocks, der zeitverschachtelte Datenworte enthält,

ein zweiter Fehlerkorrekturcode als Funktion der Worte erzeugt wird, die in dem zeitverschachtelten Datenblock enthalten sind, und

der erste Fehlerkorrekturcode, der zweite Fehlerkorrekturcode und der zeitverschachtelte Datenblock zur Bildung eines Übertragungsblocks kombiniert werden, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Fehlerkorrekturcode so ausgebildet ist, daß

er zum Korrigieren mindestens eines Wortes, das in dem Datenblock fehlerhaft sein kann, verwendet wird, und daß der zweite Fehlerkorrekturcode so ausgebildet ist, daß er zum Korrigieren mindestens eines Wortes, das? in dem zeitverschachtelten Datenblock fehlerhaft sein kann, verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß beim Erzeugen eines zweiten Fehlerkorrekturcodes der erste Fehlerkorrekturcode zusammen mit den Worten in dem zeitverschachtelten Datenblock zum Ableiten des zweiten Fehlerkorrekturcοdes verwendet werden.

3· Verfahren nach Anspruch l,oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß beim Erzeugen eines ersten Fehlerkorrekturcodes der zweite Fehlerkorrekturcode zusammen mit den Worten in dem Datenblock zum Ableiten des ersten Fehlerkorrekturcodes verwendet werden.

k. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet,

daß beim Erzeugen eines ersten Fehlerkorrekturcodes ein erstes Paritätswort als Funktion mindestens der Worte, die in dem Datenblock enthalten sind, erzeugt wird und ein erstes Matrixparitätswort als Funktion mindestens der Worte, die in dem Datenblock enthalten sind, multipliziert mit einer vorgegebenen Erzeugungsmatrix erzeugt wird.

5· Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß die vorgegebene Krzeugungsmatrix, die Nichtnull-Elemente eines Galois-Feldes sind.

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6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, .

dadurch gekennzeichnet, e' »

daß beim Erzeugen eines zweiten Fehlerkorrekturcodes ein zweites Paritätswort als Punktion mindestens der Worte, die. in dem zeitverschachtelten.Datenblock enthalten sind, erzeugt wird und ein. zweites Matrixparitätswort als Funktion mindestens der Worte, die in dem zeitverschachtelten Datenblock enthalten sind, multipliziert mit einer vorgegebenen Erzeugungsmatrix erzeugt wird. .-...,....

7« Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,

daß das zweite Paritätswort eine Funktion der Worte ist, die in dem zeitverschachtelten Datenblock und auch dem ersten Paritätswort enthalten sind, und daß das zweite Matrixparitätswort eine Funktion der Worte ist, die in dem zeitverschachtelten Datenblock und auch dem ersten Matrix-Paritätswort enthalten sind, die alle mit der vorgegebenen Erzeugungsmatrix multipliziert sind.

8. Verfahren nach Anspruch 7»
dadurch gekennzeichnet,

daß das erste Paritätswort eine Funktion der Worte ist, die in dem Datenblock und auch dem zweiten Paritätswort enthalten sind, und daß das erste Matrixparitäts-

wort eine Funktion der Worte ist, die in dem Datenblock und auch dem zweiten Matrixparitätswort enthalten sind, die alle mit der vorgegebenen Erzeugungsmatrix multipliziert sind.

9- Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet,

daß dfcr ers ? Fehlerkorrekturcode selektiv verzögert wird zum Zeitverschachteln des ersten Fehlerkorrekturcodes mit

den zeitverschachtelten Datenworten in dem Übertragungsblock.

10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß jede den Datenworten und dem ersten Fehlerkorrekturcode zugeführte Verzögerung ein Mehrfaches von D ist, wobei D die Zeitperiode ist, die von jedem Datenwort in einem Kanal eingenommen wird.

IX. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich abwechselnde zeitverzögerte Datenworte und Fehlerkorrekturcοdes, die in dem Übertragungsblock enthalten sind, um den Betrag d verzögert werden, wobei d ein vorgegebener Teil von D ist.

12. Verfahren nach Anspruch 9 j dadurch gekennzeichnet, daß jede Verzögerung der Datenworte und des ersten Fehlerkorrekturcodes ein Mehrfaches von (D-d) ist, wobei D die Zeitperiode ist, die von jedem Datenwort in einem-Kanal eingenommen wird, und wobei d ein vorgegebener Teil von D ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die zeitverschachtelten Datenworte und die Fehlerkorrekturcodes, die in dem Übertragungsblock enthalten sind, um entsprechende Vielfache von d verzögert werden.

ik. Fehlerkorrekturcodierer für aufeinanderfolgende zugeführte PCM-Worte, mit einer Verteilereinrichtung zum Verteilen aufeinanderfolgen-

130050/OÖ23

der PCM-Worte auf mehrere entsprechende Kanäle zur Bildung aufeinanderfolgender Datenblöcke, wobei jeder Datenblock aus den PCM-Worten in den mehreren Kanälen besteht, einer erstenFehlerkorrekturcodiereinrichtung, die mit den PCM-Worten in einem Datenblock versorgt ist zum Erzeugen eines ersten Fehlerkorrekturcodes als Funktion der in dem Datenblock enthaltenen Worte,

einer Verzögerungseinrichtung, die so angeschlossen ist, daß sie die PCM-Worte in einem Datenblock empfängt, zum selektiven Verzögern um jeweils unterschiedliche Zeitverzögerungen der PCM-Worte zur Bildung eines zeitverschachtelten Datenblocks, der aus den zeitverschachtelten PCM-Worten besteht,

einer zweiten Fehlerkorrekturcodiereinrichtung, die mit den zeitverschachtelten PCM-Worten in einem zeitverschachtelten Datenblock versorgt ist zum Erzeugen eines zweiten Fehlerkorrekturcodes als Funktion der zeitverschachtelten PCM-Worte und

einer Kombiniereinrichtung zum Kombinieren des ersten Fehlerkorrekturcodes, des zweiten Fehlerkorrekturcodes und des zeitverschaehtelten Datenblocks zur Bildung eines Ubertragungsblocks,
dadurch gekennzeichnet,

daß der ersten Fehlerkorrekturcode zur Verwendung beim Korrigieren mindestens eines Wortes, das fehlerhaft sein kann, in dem Datenblock ausgebildet ist, und daß der zweite Fehlerkorrekturcode zur Verwendung zum Korrigieren mindestens eines Wortes, das fehlerhaft sein kann, in dem zeitverschaehtelten Datenblock ausgebildet ist.

15· Codierer nach Anspruch Ik,
dadur ch g ek ennz e i chne t,

daß die erste Fehlerkorrekturcodiereinrichtung (4θ,ΐΑθ) einen ersten Paritätsgenerator aufweist, der mit mindestens

130050/0623

den Worten versorgt ist, die in dem Datenblock enthalten sind, zum Erzeugen eines ersten Paritätswortes abhängig davon und einen ersten Paritätsmatrixgenerator aufweist, der mit mindestens den Worten versorgt ist, die in dem Datenblock enthalten sind zum Erzeugen eines ersten Matrixparitätsworts abhängig von der Multiplikation der Worte mit einer vorgegebenen Erzeugungsmatrix.

16. Codierer nach Anspruch 15»
dadurch gekennzeichnet,

daß die vorgegebene Erzeugungsmatrix die Nichtnull-Elemente eines Galois-Feldes sind.

17. Codierer nach Anspruch I5,
dadurch gekennzeichnet,

daß die zweite Fehlerkorrekturcodiereinrichtung (70,170) aufweist einen zweiten Paritätsgenerator, der mit mindestens den Worten versorgt ist, die in dem zeitverschachtelten Datenblock enthalten sind_# zum Erzeugen eines zweiten Parität swortes abhängig davon und einen zweiten Paritätsmatrixgenerator, der mit mindestens den Worten versorgt ist, die in dem zeitverschachtelten Datenblock enthalten sind, zum Erzeugen eines zweiten Matrixparitätsworts abhängig von der Multiplikation der zeitverschachtelten Worte mit einer vorgegebenen Erzeugungsmatrix.

18. Codierer nach Anspruch I7,

gekennzeichnet durch eine Zuführeinrichtung des ersten Paritätswortes zum zweiten Paritätsgenerator und eine Zuführeinrichtung des ersten Matrixparitätswortes zum zweiten Paritätsmatrixgenerator.

19. Codierer nach Anspruch l8,

gekennzeichnet durch eine Zuführeinrichtung des zweiten 'Paritätswortes zu.11 ersten Paritätsgenerator und eine Zu-

130010/0023

führeinrichtung des zweiten Matrixparitätswortes zum ersten Paritätsmatrixgenerator.

20. Codierer nach Anspruch 14,

gekennzeichnet durch eine Fehlerkorrekturcode-Verzögerungseinrichtung zum selektiven Verzögern des ersten Fehlerkorrekturcodes zum Zeitverschachteln des ersten Fehlerkorrekturcodes mit den zeitverschachtelten PCM-Worten in dem Übertragungsblock.

21. Codierer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß jede für die PCM-Wbrte und den ersten Fehlerkorrekturcode erreichte Verzögerung ein Mehrfaches von D ist, wobei D die Zeitperiode ist, die von jedem PCM-Wort in einem Kanal eingenommen ist.

22. Codierer nach Anspruch 21,

gekennzeichnet durch eine zusätzliche Verzögerungseinrichtung zum zusätzlichen Verzögern abwechselnder bzw. jedes zweiten zeitverschachtelten PCM-Worts und Fehlerkorrekturcodes, die in dem Übertragungsblock enthalten sind, um den Betrag d, wobei d ein vorgegebener Teil von D ist.

23· Codierer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die für jedes PCM-Wort und den ersten Fehlerkorrekturcode erreichte Verzögerung ein: Mehrfaches von (D-d) ist, wobei D die Zeitperiode ist, die von jedem PCM-Wort in einem Kanal eingenommen ist, und wobei d ein vorgegebener Teil von D ist.

2k. Codierer nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Verzögerungseinrichricntung zum zusätzlichen Verzögern der zeitverschachtelten PCM-Worte und der Fehlerkorrekturcodes, die in dem

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Übertragungsblock enthalten sind^ um entsprechende Mehrfache von d.

25· Codierer nach einem der Ansprüche 14-24, dadurch gekennzeichnet,

daß sowohl der Datenblock als auch der zeltverschachtelte Datenblock aus wortparallelen PCM-Worten bestehen.

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