AT399973B - Messeinrichtung zur bestimmung der qualität von übertragenen impulstelegrammen - Google Patents

Description

AT 399 973 B

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung zur Bestimmung der Qualität von übertragenen Impulstelegrammen durch Ermittlung des Ausmaßes der Übereinstimmung des Telegramm-Impulmusters mit einem vorgegebenen Impulmuster mittels einer aus einem Schieberegister und einer Gruppe von auf das vorgegebene Impulsmuster eingestellten, den Datenspeichern des Schieberegisters zugeordneten Selek-5 tionsgattem bestehenden Koinzidenzschaltung, wobei die Impuistelegramme in das Schieberegister seriell eingelesen werden, wonach durch parallele Abfrage über alle Selektionsgatter das Ausmaß an Übereinstimmung ermittelt wird.

Bei der Übertragung von digitalen Daten ergibt sich häufig die Notwendigkeit, die diese Daten repräsentierenden Impulstelegramme zu qualifizieren, um verstümmelt übertragene Impuistelegramme von io weiteren, zu Fehlern Anlaß gebenden Auswertungen auszuschließen. Es handelt sich hierbei vor allem darum, solche Impulsfolgen, die für die Erkennung eines Impulsrahmens erforderlich sind und die sich daher mit jedem Impulspaket wiederholen, eindeutig zu identifizieren. Beim Auftreten von Störungen, die die Empfangsqualität von Rahmenimpulsen unter ein vorgegebenes Maß absenken, ist anzunehmen, daß im gleichen Ausmaß auch die Nutzinformation gestört ist. Somit stellt die Qualität eines Rahmen-Impulstele-J5 grammes ein Kriterium für die Qualität des gesamten Impulstelegrammes dar. Die Information, daß ein bestimmtes Impulstelegramm eine unzulässig geringe Qualität hat, kann je nach der Bedeutsamkeit dieses Impulstelegrammes unterschiedlich ausgewertet werden, etwa in der Weise, daß Unterschreitungen der Qualität unter einen gewissen vorgegebenen Wert etwa eine Wiederholung des ausgegebenen Impulstelegrammes bei einer automatisierten Übertragung auslösen und daß eine Unterschreitung eines noch 20 niedrigeren, zweiten Qualitätswertes eine Verwerfung des ganzen Impulstelegrammes bewirkt. Die Auswertung der Qualitätsinformation betreffend ein Impulstelegramm ist jedoch nicht Gegenstand der Erfindung; diese ist vielmehr darauf beschränkt, aus einem empfangenen Impulstelegramm einen Zahlenwert zu gewinnen, der eine Aussage über dessen Empfangsqualität beinhaltet.

Es ist bekannt, zum Auffinden spezieller Zeichenketten in einer Bitfolge die Korrelationsmethode 25 anzuwenden. Hierzu wird ein Korrelator verwendet, der im wesentlichen aus einem Schieberegister mit einer der Länge der Zeichenkette entsprechenden Anzahl von voreingestellten Gattern besteht die bei Koinzidenz der empfangenen Bitfolge mit dem durch die Einstellung der Gatter repräsentierten Bitmuster eine entsprechende Meldung auslösen.

Die Erfindung geht über diese genannte Aufgabenstellung hinaus, denn sie liefert nicht nur eine 30 Aussage über das Vorhandensein einer solchen Koinzidenz, sondern zusätzlich noch einen Zahlenwert, der die Qualität der Koinzidenz des Impulsmusters des übertragenen Impulstelegrammes mit dem vorgegebenen Impulsmuster charakterisiert. Demgemäß ist die erfindungsgemäße Meßeinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer erhöhten zeitlichen Auflösung der Impuistelegramme eine Abtastvorrichtung vorgesehen ist, deren Abtastfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches (Überabtastfaktor) der Datentaktfre-35 quenz beträgt und daß das Schieberegister aus einer zumindest der Bitzahl des impulsmusters gleichen Anzahl von Datenspeichern besteht, von denen jeder eine der Größe des Überabtastfaktors gleiche Anzahl von Schiebespeicherzefien aufweist und daß der Eingang jedes Datenspeichers über je ein zugeordnetes Selektionsgatter einer ersten Gattergruppe an einen zugeordneten

Eingang eines ersten Codeumsetzers sowie der Ausgang jedes Datenspeichers über je ein zugeordne-• 40. tes Selektionsgatter einer zweiten Gattergruppe an einen zugeordneten Eingang eines zweiten Codeumsetzers angeschlossen ist, wobei jeweils ein Eingang der Selektionsgatter über einen Datenbus an einen Impulsmustergeber angeschlossen ist und wobei nach jedem Abtastvorgang der erste Codeumsetzer die Anzahl der in alle Datenspeicher einlaufenden und mit dem Impulsmuster übereinstimmenden Elemente des Impulstelegrammes in eine erste Binärzahl umsetzt und der zweite Codeumsetzer die Anzahl der aus 45 allen Datenspeichern auslaufenden und mit dem Impulsmuster übereinstimmenden Elemente des Impulstelegrammes in eine zweite Binärzahl umsetzt und daß ein Differenzzähler dienender Binärzähler mit zwei an die Ausgänge der beiden Codeumsetzer angeschlossenen Eingängen für gegensinnige Zählrichtungen vorgesehen ist dessen Ausgangswert fortlaufend das jeweilige Ausmaß der Übereinstimmung von Impulstelegramm und Impulsmuster anzeigt. so Die Erfindung schafft die Möglichkeit, die Qualität eines Impuistelegrammes quantitativ zu bewerten, dadurch, daß die Telegramm-Impulse und die Telegramm-impulspausen nicht als Einheiten bewertet werden, sondern durch eine Überabtastung einer gegenüber den bekannten Datenerkennungsverfahren um den Überabtastfaktor vervielfachten zeitlichen Auflösung unterworfen werden. Dies ermöglicht eine weitergehende Identifizierung von durch Störimpulse verzerrten Telegramm-Impulsen oder -Impulspausen. Die 55 Erfindung bietet den weiteren Vorteil, daß die Qualitätsbewertung auf rein digitaler Basis erfolgt, so daß die ganze Meßeinrichtung in integrierter Schaltkreistechnik ausgeführt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Das hinsichtlich seiner Qualität zu bestimmende Impulstelegramm gelangt an den Eingang E0 der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung und 2

AT 399 973 B zwar in Form von entweder H-Signalen, die die Telegramm-Impulse repräsentieren oder L-Signalen, die die Telegramm-Impulspausen repräsentieren. Als qualitativ einwandfrei gilt ein Impulstelegramm, dessen Impulse während ihrer Dauer genau den für H-Signale vorgesehenen Wert annehmen und dessen Pausen ebenso genau während ihrer Dauer durch ein entsprechend bemessenes L-Signal charakterisiert sind. Qualitätsminderungen des Impulstelegrammes ergeben sich durch langsame Übergänge des Signales von L- auf H-Signalpegel bzw. umgekehrt, die die Impulsflanken abflachen oder durch Störimpulse, die die Konstanz der Signalpegelwerte beeinträchtigen, also kurzzeitige positive oder negative Spannungsspitzen den H- oder L-Signalen überlagern.

Bei der Erfindung geht es aber nicht allein nur darum, ob etwa ein einzelner Telegramm-Impuls als solcher oder eine einzelne Impulspause als solche erkannt werden kann, sondern darum, ob ein ganzes Impulstelegramm aufgrund seiner mehr oder weniger guten Übereinstimmung mit seinem vorgegebenen, an der Empfangsstelle des Telegrammes schon vorliegenden Impulsmuster identifiziert werden kann, wobei die erfindungsgemäSe Meßeinrichtung zusätzlich einen Zahlenwert liefert, der die Qualität dieser Übereinstimmung quantifiziert. Im Einzelfall kann man je nach den herrschenden Umständen einen Qualitäts-Grenzwert oder -Sollwert festlegen, unterhalb dessen ein Impulstelegramm als nicht identifiziert gilt.

Die erfindungsgemäße Meßeinrichtung ist so strukturiert, daß sie von allen einlangenden Imulstelegrammen ständig durchlaufen wird und einen Zähler besitzt, der fortlaufend irgendwelche Zahlenwerte liefert, die jedoch im allgemeinen keine Relevanz besitzen. Erst wenn das durchlaufende Impulstelegramm ein Impulsmuster aufweist, das mit dem in der Meßeinrichtung (wahlweise) vorgegebenen Impulsmuster übereinstimmt, dann erreicht dieser Zählerstand ein Maximum und zugleich quantifiziert dieser Zählerstand, dessen Maximalwert von vorneherein bekannt ist, durch seine mehr oder weniger starke Abweichung von diesem Maximalwert eine geringere oder größere Qualität des durchgelaufenen Impulsmusters.

Im einzelnen besteht die erfindungsgemäße Meßeinrichtung aus einer Kette von sovielen Datenspeichern D1, D2..., als das zu erkennende Impulstelegramm Stellen für Telegramm-Impulse und -Impulspausen besitzt. Die in der Zeichnung dargestellte Meßeinrichtung wäre also für die Erkennung von Impulstelegrammen mit sechsteiligen Impulsmustern vorgesehen, prinzipiell können jedoch mit beliebig langen Datenspeicherketten auch beliebig lange Impulstelegramme erkannt und qualifiziert werden.

Die am Eingang EO der Meßeinrichtung einlangenden Impulstelegramme werden mittels einer Abtastvorrichtung AV mit einem von einem Taktgeber TG erzeugten Abtasttakt abgetastet Die Frequenz dieses Abtasttaktes beträgt ein ganzzahliges Vielfaches n (Überabtastfaktor) des Datentaktes, den die Impulstelegramme aufweisen. Im vorliegenden Beispiel beträgt der Überabtastfaktor n = 6, d.h. während der Dauer eines Telegrammimpulses bzw. einer Telegrammimpulspause werden 6 Abtastimpulse gegeben. Dies bedeutet weiter, daß am Ausgang der Abtastvorrichtung AV, die zugleich den Eingang E1 des ersten Datenspeichers D1 bildet, während jedes Telegramm-Impulses sechs H-Abtastimpulse und während jeder Telegramm-Impulspause sechs L-Abtastimpulse auftreten.

Jeder der Datenspeicher D1, D2... besteht aus einer der Größe des Überabtastfaktors n gleichen Anzahl von Schiebespeicherzellen, also im vorliegenden Beispiel aus sechs Schiebespei cherzellen. Mit E1, E2... sind die Eingänge und mit A1, A2... die Ausgänge der Datenspeicher D1, D2... bezeichnet, wobei innerhalb der Datenspeicherkette der Ausgang eines Datenspeichers mit dem Eingang des nächsten Datenspeichers identisch ist, also z.B. A1 = E2. Weiters ist mit CU ein Codeumsetzer bezeichnet, der eine der Anzahl der Datenspeicher D1...D6 entsprechende Anzahl von Eingängen besitzt, die über Selektionsgatter St, S2... einer ersten Gattergruppe S1-S6 an die Eingänge E1, E2... der zugeordnete’n Datenspeicher D1, D2... angeschlossen sind. Weitere Selektionsgatter S'1, S’2... einer zweiten Gattergruppe S'1-S'6 sind zwischen die Ausgänge A1, A2... der Datenspeicher D1, D2... und die Eingänge eines Codeumsetzers CU' geschaltet. Schließlich ist noch ein Differenzzähler DZ vorgesehen, der zwei Eingänge für gegensinnige Zählrichtungen aufweist. An den einen Eingang ist der Ausgang des Codeumsetzers CU und an den anderen Eingang der Ausgang des Codeumsetzers CU' angeschlossen.

Die Selektionsgatter S1, S’1; S2, S’2... die entweder als Koinzidenzgatter oder als Antivalenzgatter ausgebilden sein können, sind mit je einem Ihrer Eingänge an einen zu einem Impulsmustergeber IM führenden Datenbus angeschlossen und empfangen aus diesem ihre individuelle Selektivität, nämlich den Schaltbefehl, entweder nur H-Abtastimpulse oder nur L-Abtastimpulse von den Eingängen E1, E2... bzw. Ausgängen A1, A2... der zugeordneten Datenspeicher D1, D2... an die Codeumsetzer CU bzw. CU’ zu übertragen. Abtastimpulse der jeweils nicht selektierten Art werden von den Selektionsgattern S1. S’1... zurückgehalten und bleiben somit wirkungslos. Die von den Selektionsgattern S1, S’1... an die Codeumsetzer CU, CU’ gelangenden Impulse haben nicht mehr die Bedeutung von H- oder L-Abtastimpulsen, sondern die Bedeutung von Eingangssignalen, die das Ausmaß der Übereinstimmung des zum jeweiligen Abtastzeitpunkt in den Datenspeichern D1... abgespeicherten Impulsmusterbildes mit dem vorgegebenen Impulsmuster in codierter Form kennzeichnen. 3

Claims (1)

1. AT 399 973 B Mit jedem von der Abtastvorrichtung AV ausgegebenen Abtastimpuls wird das jeweils aktuelle, am Eingang EO anstehende H- oder L-Signal des Impulstelegrammes über den Eingang E1 des ersten Datenspeichers D1 in die erste Schiebespeicherzelle des Datenspeichers D1 eingeschrieben. Zugleich werden alle Informationen, die in den Schiebespeicherzellen stehen, um je eine Zelle weitergeschoben. Zufolge des Umstandes, daß jeder Datenspeicher D1, D2... aus einer der Größe des Überabtastfaktors gleichen Anzahl von Schiebespeicherzeljen, also im vorliegenden Beispiel aus sechs Zellen besteht, wird beim Einschreiben eines Telegramm-Impulses in einen Datenspeicher, z.B. in den Datenspeicher Dt, sechsmal vom Eingang E1 des Datenspeichers D1 ein H-Abtastsignal an das Selektionsgatter S1 abgegeben. Im Fall, daß das Selektionsgatter S1 zu diesem Zeitabschnitt auf H-Signale selektiv ist, werden diese sechs Abtastimpulse auch dem dem Datenspeicher D1 zugeordneten Eingang des Codeumsetzers CU als Impulse mit dem logischen Wert "1” zugeführt. Im anderen Fall, daß das Selektionsgatter S1 zu diesem Zeitabschnitt (von der Dauer eines Datentaktes) auf L-Signale selektiv ist gelangt kein Signal an den betreffenden Eingang des Codeumsetzers CU, was dem logischen Wert "0" entspricht. Im Fall des Einlangens einer Telegramm-Impulspause am Eingang E1 gelangen während dieser sechs L-Abtastimpulse an das Selektionsgatter S1. Ist dieser während dieses Zeitabschnittes auch auf L-Signale selektiv, dann gelangt ebenfalls sechsmal das logische Signal ”1" an den zugeordneten Eingang des Codeumsetzers CU, im Falle der gegensinnigen Selektion das Signal "0". Wenn daher ein einlaufendes Impulstelegramm ein Impulsmuster aufweist, das mit dem durch die Einstellung der Selektionsgatter S1. S2... vorgegebenen Impulsmuster übereinstimmt, dann gelangen während eines Datentaktabschnittes sechs "1 "-Signale an alle Eingänge des Codeumsetzers CU. Das gleiche Impulsmuster wie die Selektionsgatter S1... der Gattergruppe S1-S6 weisen auch die Selektionsgatter S'1... der Gattergruppe S'1-S'6 auf, welche in den Verbindungen zwischen den Ausgängen A1, A2... der Datenspeicher Dl, D2...und zugeordneten Eingängen des Codeumsetzers CU' liegen. Die Beaufschlagung dieser Gatterschaltung erfolgt durch jene H- oder L-Signale, die aus den Ausgängen A1-A6 der Datenspeicher D1-D6 herausgeschoben werden. Das Vorhandensein ausschließlich von ”1 "-Signalen an allen Eingängen des Codeumsetzers CU' bedeutet also ebenfalls, daß das geprüfte Impulstelegramm mit dem vorgegebenen Impulsmuster, das die Selektionsgatter S'l-S'6 abgebildet haben, übereingestimmt hat. Die Codeumsetzer CU und CU' setzen die an ihren Eingängen angelegten aus "1"- und "0”-Signalen bestehenden Bitmuster in Binärzahlen um, die die Anzahlen der Koinzidenzen, d.h. die Anzahlen der jeweils an den Codeumsetzer-Eingängen anliegenden ”1 "-Signale bezeichnen. Im Fall einer vollständigen Koinzidenz gelangt an alle Eingänge der Codeumsetzer CU und CU' das "1 "-Signal und zwar mit einem Zeitunterschied von sechs Abtasttakten. Die von den Codeumsetzern CU und CU’ gelieferten Binärzahlen werden je einem der beiden Eingänge des Differenzzählers DZ zugeführt. Zufolge der gegensinnigen Zähirichtungen der beiden Eingänge werden die vom Codeumsetzer CU gelieferten Binärzahlen aufsummiert, wohin gegen die vom Codeumsetzer CU' gelieferten Binärzahlen subtrahiert werden, so daß sich im zeitlichen Mittel ein Zählerstand Null ergibt, während bei der Impulsmuster-Übereinstimmung ein maximaler Zählerstand auftritt, wie er sonst bei keiner anderen Impulsfolge zustandekommt. Das Auftreten dieses maximalen Zählerstandes wird zur weiteren Auswertung herangezogen, die hier nicht weiter ausgeführt wird. Abweichungen von diesem maximalen Zählergebnis zeigen an, daß - wie schon oben ausgeführt ist -die Qualität des empfangenen Impulstelegrammes nicht optimal ist, wobei das Ausmaß einer Abweichung die aktuelle Qualitätsverminderung kennzeichnet. In den Codeumsetzem CU und CU’ sowie im Differenzzähler DZ erscheinen die Ergebnisse der durchgeführten Rechenoperationen erst mit einer, durch Gatterlaufzeiten verursachten Verzögerung an den Ausgängen. Die Summe der Verzögerungen kann die Dauer einer Impulstelegramm-Abtastung überschreiten. Um trotz dieser Laufzeiten reproduzierbare und richtige Werte für die weitere Auswertung zu erhalten, ist im Differenzzähler DZ eine zusätzliche Abtastung und Zwischenspeicherung vorzusehen; die hierzu erforderlichen Einrichtungen sind in der Zeichnung nicht enthalten. Patentansprüche 1. Meßeinrichtung zur Bestimmung der Qualität von übertragenen Impulstelegrammen durch Ermittlung des Ausmaßes der Übereinstimmung des Telegramm-Impulsmusters mit einem vorgegebenen Impulsmuster mittels einer aus einem Schieberegister und einer Gruppe von auf das vorgegebene Impulsmuster eingestellten, den Datenspeichern des Schieberegisters zugeordneten Selektionsgattern bestehenden Koinzidenzschaltung, wobei die Impulstelegramme in das Schieberegister seriell eingelesen werden, wonach durch parallele Abfrage über alle Selektionsgatter das Ausmaß an Übereinstimmung ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer erhöhten zeitlichen Auflösung der 4 AT 399 973 B Impulstelegramme eine Abtastvorrichtung (AV) vorgesehen ist, deren Abtastfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches (Überabtastfaktor) der Datentaktfrequenz beträgt und daß das Schieberegister aus einer zumindest der Bitzahl des Impulsmusters gleichen Anzahl von Datenspeichern (D1.D2...) besteht, von denen jeder eine der Größe des Überabtastfaktors gleiche Anzahl von Schiebespeicherzellen aufweist und daß der Eingang jedes Datenspeichers (Dl...) über je ein zugeordnetes Selektionsgatter (S1...) einer ersten Gattergruppe (SL.Sß) an einen zugeordneten Eingang eines ersten Codeumsetzers (CU) sowie der Ausgang jedes Datenspeichers (D1...) über je ein zugeordnetes Selektionsgatter (S’1...) einer zweiten Gattergruppe (S'1...S'6) an einen zugeordneten Eingang eines zweiten Codeumsetzers (CU') angeschlossen ist, wobei je weils ein Eingang der Selektionsgatter (S1...S6, S'1...S'6) über einen Datenbus (DB) an einen Impulsmustergeber (IM) angeschlossen Ist und wobei nach jedem Abtastvorgang der erste Codeumsetzer (CU) die Anzahl der in alle Datenspeicher (D1 ...D6) einiaufenden und mit dem Impulsmuster übereinstimmenden Elemente des Impulstelegrammes in eine erste Binärzahl umsetzt und der zweite Codeumsetzer (CU’) die Anzahl der aus allen Datenspeichern (D1...D6) auslaufenden und mit dem Impulsmuster übereinstimmenden Elemente des Impulstelegrammes in eine zweite Binärzahl umsetzt und daß ein als Differenzzähler (DZ) dienen-der Binärzähler mit zwei an die Ausgänge der beiden Codeumsetzer (CU,CU') angeschlossenen Eingängen für gegensinnige Zählrichtungen vorgesehen ist, dessen Ausgangswert fortlaufend das jeweilige Ausmaß der Übereinstimmung von Impulstelegramm und Impulsmuster anzeigt. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 5