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Verfahren und Schaltungsanordnung zum Erkennen von Fehlübertragungen
codierter Zeichen Es besteht der Wunsch nach einem einfachen Gerät für die Sicherung,
von Daten während ihrer Verarbeitung und übertragung neben hochwertigen Geräten.
Ein solches einfaches Gerät kann nach dem Verfahren der zeichenweisen Paritätssicherung
arbeiten. Bei diesem Verfahren wird auf der Sendestation jedem Zeichen ein Prüfschritt
(Paritätssehritt) solcher Polarität angefügt, daß die Summe der Stromschritte (oder
in anderen Fall die Summe der Pausenschritte) jedes Zeichens ungerade ist. Auf der
Empfangsstation wird bei den ankommenden Zeichen durch ein zweites Gerät die Ungeradzahligkeit
ihrer Stromschrittanzahl (bzw. ihrer Pausenschrittanzahl) festgestellt und damit
die richtige übertragung des Zeichens überprüft.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung
zum Erkennen von Fehlübertragungen codierter Zeichen, deren Schrittanzahl bei gleichbleibender
Gesamtlänge des Zeichens durch Hinzufügen eines weiteren Schrittes (Paritätsschritt)
auf Geradzahligkeit bzw. Ungeradzahligkeit einer Schrittart ergänzt wird (Sicherheitscode)
und nach der übertragung auf diese Bedingung hin überprüft wird, insbesondere für
den Telegrafieempfang. Es ist bekannt, die codierten Zeichen in einen Speicher einzuschreiben
und sie dann unter Ergänzung bzw. Unterdrückung der entsprechenden Schritte mit
einer geänderten Geschwindigkeit auszuspeichern. Ein solcher Unicodierer mit Geschwindigkeitsumsetzer
verlangt also einen Speicher. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß man,
solange noch keine große Entfernung für die codierten Zeichen zurückgelegt,
d. h. große Leitungswege zwischengeschaltet sind, mit nur geringer Verzerrung
der Zeichen rechnen muß. Die in jedem Zeichen enthaltende Zeitredudanz ist in diesem
Fall also nur in eingeschränktem Umfang für die richtige Zeichenerkennung erforderlich
und kann deshalb dazu ausgenutzt werden, eine Unicodierung und Geschwindigkeitsumsetzung
vorzunehmen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in der Empfangsstation jedes
sicherheitscodierte Zeichen mit seiner ihm eigenen Schrittfrequenz abgetastet, auf
Richtigkeit der übertragung ausgewertet und in ein der ursprünglichen Schrittanzahl
entsprechendes (umgeformtes) Codezeichen umgeformt, dessen Schrittfrequenz für die
Informationsschritte der Schrittfrequenz des Sicherheitscodezeichens entspricht.
Bei diesem Verfahren ist die Schrittfrequenz des, sicherheitscodierten Zeichens
größer als die des ursprünglichen Zeichens, z. B. Fernschreibzeichens; das sicherheitscodierte
Zeichen wird in ein Zeichen umgewandelt, dessen Schrittfrequenz für die charakteristischen
Schritte unverändert geblieben ist, das jedoch so abgetastet werden kann, wie es
der Schrittfrequenz des ursprünglichen Zeichens, z. B. Fernschreibzeichens, entspricht.
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Nach einer Weiterbildung der Erlmdung wird in der Sendestation jedes
codierte Zeichen mit der Schrittfrequenz der charakteristischen Zeichen des Sicherheitscodes
und mit geringen Abweichungen von den Schrittmitten abgetastet, und es werden die
je-
weils gewonnenen Abtastergebnisse unter Hinzufügen des Paritätssehrittes
zum jeweiligen Sicherheitscodezeichen verarbeitet. Soweit der Sicherheitscode nicht
bereits innerhalb der Datenquelle gebildet wird, besteht der Wunsch, den gleichen
Umsetzer sowohl in der Empfangsstation als auch in der Sendestation zu verwenden.
Durch die eben erwähnte Weiterbildung der Erfindung ist dies möglich, weil die Schrittfrequenz
des Gerätes für beide Betriebsarten gleich ist.
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Nach einer zweiten Weiterbildung der Erfindung wird der Anlaufschritt
des umgeformten Codezeichens mit solcher Verzögerung nach Eintreffen des Sicherheitscodezeichens
gebildet, daß die Abtastung mit der Schrittfrequenz des ursprünglich codierten Zeichens,
nüt derjeweilsüblichenVerzögerung (beiTernschreibmaschinen 10 Millisekunden)
nach dem Eintreffen des Anlaufschtittes ausgelöst, möglichst nahe den Schrittmitten
des umgeformten Zeichens erfolgt. Nach einer dritten Weiterbildung der Erfindung
wird der Anlaufschritt des sicherheitscodierten Zeichens mit solcher Verzögerung
nach Eintreffen des ursprünglich codierten Zeichens gebildet, daß die Abtastung
mit der Schrittfrequenz des sicherheitscodierten Zeichens, mit einer gewissen Verzögerung
nach dem Eintreffen des Anlaufschrittes ausgelöst, möglichst nahe zu den
Schrittmitten
des sicherheitscodierten Zeichens erfolgL Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus weiteren Unteransprüchen. Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung und der
Beschreibung näher diskutiert.
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Fig. 1 ist ein Blockschaltbild der Datenübertragungsanlage;
Fig. 2 stellt die Schrittfrequenz des ursprünglich codierten Zeichens und des sicherheitscodierten
Zeichens zueinander bildlich dar; F i g. 3 stellt die Schrittfrequenz des
sicherheitscodierten Zeichens und des aus diesem gewonnenen umgeformten Zeichens
dar; F i g. 4 ist das Blockschaltbild eines Paritätssicherungsgerätes, das
sowohl in der Empfangsstation als Prüfgerät als auch in der Sendestation als Umcodiergerät
brauchbar ist.
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Aus Fig. 1 geht die Funktion der Paritätssicherungsgeräte
PS 1 und PS 2 innerhalb der Anlage hervor. Das ParitätssicherungsgerätPS1
auf der Sendestation hat die Aufgabe, die in Serie eingegebenen und von einer Datenquelle
Q stammenden 5er-Codezeichen mit einem sechsten Schritt, dem Paritätsschritt,
zu versehen und auf die LeitungL zu geben. In der Empfangsstation soll das Paritätssicherungsgerät
PS2 die ankommenden 6er-Codezeichen entzerren, auf das Vorhandensein des richtigen
Paritätsschrittes überprüfen und sie im 5er-Code an eine Datensenke S weitergeben.
Innerhalb des Paritätssicherungsgerätes PS l bzw. PS 2 befinden sich
jeweils ein Entzerrer E sowie eine Prüfeinrichtung P zur Erzeugung bzw. Prüfung
des Paritätsschrittes; die Einrichtung G, die an PS 1 und PS2
angeschlossen werden kann, bewirkt das Unterbrechen der Sendung nach dem Erkennen
eines fehlerhaft übertragenen Zeichens (»Halt bei Gegenschreiben«). Um die laufendeVerarbeitung
der eingegebenenZeichenfolge zu ermöglichen, darf die Länge des 6er-Codezeichens
die des 5er-Codezeichens nicht übertreffen; die Schrittlänge des 6er-Codezeichens
muß also entsprechend kürzer sein (s. F i g. 2). Bei einem Sperrschritt der
anderthalbfachen Länge eines normalen Schrittes hat das 5er-Codezeichen die Länge
von 7,5 Schritten. Beschränkt man sich bei dem 6er-Codezeichen auf einen
Sperrschritt normaler Zeichenschrittlänge, so hat ein solches Zeichen die Länge
von 8 Schritten. Um die Zeichenschrittlänge des zu bildenden 6er-Codezeichens
zu erhalten, muß die Zeichenschrittlänge des 5er-Codezeichens mit dem Quotienten
7,5/8
multipliziert werden. In dem ausgeführten Anwendungsbeispiel (5er-Telegrafencode)
der F i g. 2 besitzen die eingegebenen, d. h. ursprünglich codierten
Zeichen eine Schrittlänge von 20 Millisekunden, die Informationsschritte des 6er-Codezeichens
erhalten die Schrittlänge von 18,6 Millisekunden, der Sperrschritt erhält
eine Länge von 19,8 Millisekunden. Die Telegrafiergeschwindigkeit erhöht
sich dadurch von 50 Bd auf 54 Bd. Die Geschwindigkeitsumsetzung von
50 Bd auf 54 Bd wird von dem sendeseitigen Paritätssicherungsgerät PS1 in
einfacher Weise dadurch bewirkt, daß die eingegebenen Fernschreibzeichen mit der
erhöhten Frequenz abgetastet werden. Durch eine geeignete Lage der um
18,6 Millisekunden auseinander liegenden Abtastzeitpunkte zu den 20 Millisekunden
langen eingegebenen Schritten ist erreicht, daß Zeichen mit einer Verzerrung von
' 32 1/o noch richtig verarbeitet werden; eine solche Verzerrung ist
aber unmittelbar hinter dem Ausgang einer Datenquelle Q sicher ausgeschlossen.
Im einzelnen bedeutet das, daß 14 Millisekunden (optimal 13,5 Millisekunden)
nach Eintreffen des Anlaufschrittes des ursprünglich codierten Zeichens der Anlaufschritt
des sicherheitscodierten Zeichens gesendet wird, die weiteren Abtastzeitpunkte erfolgen
dann in 18,6 Millisekunden Abstand aufeinander. Die Länge des eingegebenen,
d. h. ursprünglich codierten Zeichens und des sicherheitscodierten Zeichens
beträgt jeweils 150 Millisekunden.
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F i g. 3 gibt ein Bild der Umcodierung in der Empfangsstation.
Das sicherheitscodierte Zeichen wird jeweils in den Schrittmitten abgetastet. Es
wird daraus ein umgeformtes Codezeichen gewonnen, dessen Anlaufschritt verlängert
ist und dessen Sperrschritt um die Dauer des eliminierten Paritätsschrittes verlängert
ist. Das aus dem Sicherheitscodezeichen so gewonnene Zeichen kann mit der Schrittfrequenz
eines Fernschreibgerätes abgetastet werden. Damit die systematische Verzerrung des
umgeformten 5er-Codezeichens (möglichst) gering wird (etwa zu 15 %), wird sein Anlaufschritt
bereits 4,7 Millisekunden (optimal 4,3 Millisekunden) nach Eintreffen des Anlaufschrittes
des sicherheitscodierten Zeichens gebildet.
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F i g. 4 zeigt das Blockschaltbild eines Paritätssicherungsgerätes
PS 1 bzw. PS 2. Das von der Datenquelle Q kommende Zeichen
wird auf den Eingangsschalter ES des auf »Senden« geschalteten Paritätssicherungsgerätes
gegeben. Mit Beginn des Anlaufschrittes wird über den Eingangsschalter
ES das Impulstor IT1 geöffnet; die vom Impulsgenerator IG erzeugten Impulse
der Frequenz 1,72 kHz können zu dem aus fünf Transfluxorbinärteilerstufen
bestehenden Frequenzteiler FT gelangen. Der Frequenzteiler FT ist durch Voreingabe
so eingestellt, daß sein erster Impuls am achtstufigen Taktvertefler TV bereits
14 Millisekunden nach Beginn des Anlaufschrittes eintrifft; alle weiteren Impulse
folgen dann im Ab-
stand von jeweils 18,6 Millisekunden, der Schrittlänge
beim 6er-Code. Die aus dem Taktverteiler TV in diesen Zeitabständen kommenden Impulse
fragen der Reihe nach die Abtaststufe AB ab. Die Abtaststufe AB erhält bei jedem
Pausenschritt jeweils Impulse vom Eingangsschalter ES und gibt bei jedem
Pausenschritt zum Abtastzeitpunkt einen Impuls ab. Dieser Impuls gelangt zum Ausgangsschalter
AS, zum Binärzähler BZ und zum Impulstor IT2; dadurch werden die Ausgangsimpulse
des zum Ausgangsschalter AS gehörigen Transfluxormultivibrators unterbunden,
d. h., also bei einem Pausenschritt wird kein Impuls auf die Leitung L gegeben;
zum andern wird das Impulstor IT2 geöffnet, wenn nicht bei jedem zweiten Impuls
auf den Binärzähler BZ, das entspricht also jedem zweiten Codepausenschritt zuzüglich
dem Anlaufschritt, das Impulstor IT2 durch einen entsprechenden Ausgangsimpuls des
Binärzählers BZ geschlossen wird. Bei geöffnetem Impulstor IT2 gelangt ein Impuls
vom Taktverteiler TV zum Ausgangsschalter AS,
der dadurch gesperrt wird. Als
Paritätsschritt wird deshalb vom Ausgangsschalter AS nur dann ein weiterer
Pausenschritt zu der übrigen Schrittfolge hinzugefügt, wenn die Anzahl der Pausenschritte
(Codepausenschritte zuzüglich Anlaufschritt) ungerade war, sonst wird ein Stromschritt
hinzugeffigt. Die Anzahl der Stromschritte (jedoch ohne Sperrschritt) jedes ausgesendeten
6er-Codezeichens ist somit ungerade. Gleichzeitig mit dem Aussenden des Sperrschrittes
durch
den Ausgangsschalter AS wird durch einen Impuls des Taktverteilers TV das Impulstor
IT 1 geschlossen und der Binärzähler BZ in die Ausgangsstellung zurückgebracht.
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Für die Betriebsart »Empfang« werden die Schalter Sch 1,
Sch 2 und Sch 3 umgelegt, d. h., der Eingangsschalter
ES ist mit der Leitung L, der Ausgangsschalter AS ist mit der
Datensenke S und das Impulstor IT 2 ist mit einer Alarmeinrichtung
A verbunden. Die gleiche Einrichtung, nämlich der Binärzähler BZ und das
Impulstor IT 2, die bei der Stellung der SchalterSchl bis Sch3 für »Senden«
über die Polarität des hinzuzufügenden Paritätssehrittes entscheidet, prüft bei
der Schalterstellung »Empfangen« dessen Richtigkeit. Wird der Anlaufschritt als
Pausenschritt gewertet, der Sperrschritt dagegen nicht als Stromschritt, dann weist
ein 6er-Codezeichen, das aus einem 5er-Codezeichen durch Hinzufügung des Paritätsschrittes
gewonnen wurde, eine gerade Anzahl von Pausenschritten, aber eine ungerade Anzahl
von Stromschritten auf. Trifft auf der Empfangsstation ein 6er-Codezeichen mit einer
geraden Anzahl von Stromschritten ein, d. h. also mit einer ungeraden Anzahl
von Pausenschritten, dann ist das Impulstor IT2 geöffnet; ein zum Zeitpunkt des
Durchlaufens des Paritätsschrittes am Impulstor IT2 eintreffender Impuls kann also
das Tor IT2 passieren und in der Alarmeinrichtung A einen Alarm auslösen.
Mit dieser Alanneinrichtung kann, zusätzlich die Gegenschreibeinrichtung eingeschaltet
werden, wodurch der Sender des entfernten Gerätes angehalten wird. Beim Umlegen
der Schalter Sch 1 bis Sch 3 wird gleichzeitig die Voreingabe
im Frequenzteiler FT derart geändert, daß mit dem Aussenden des Anlaufschrittes
an die Datensenke S schon 4,65 Millisekunden nach Eintreffen des Anlaufschrittes
von der Leitung L begonnen wird. Dadurch werden die einzelnen Schritte von
18,6 Millisekunden Schrittlänge in der für 50 Bd eingerichteten Datensenke,
z. B. einem Fernschreiber, möglichst nahe den Schrittmitten abgetastet. Zum Zeitpunkt
der Paritätssehrittabtastung wird bereits mit der Sperrschrittausgabe begonnen;
dadurch ist erreicht, daß die Empfangsmaschine nach jedem Zeichen sicher anhält.
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Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, ein solches Paritätssicherungsgerät
zu bauen, das aus einer Datenquelle bzw. einer Leitung kommende Stromimpulse im
internen Funktionsablauf als Stromirnpulse wiedergibt. Bei der Schaltungsanordnung
nach F i g. 4 gibt der Eingangsschalter ES Impulse ab, wenn die Pausenschritte
des jeweiligen Codes ankommen, d. h., im internen Funktionsablauf sind die
Pausenschritte und die Stromschritte vertauscht.