DE1207425B - Verfahren zur gesicherten UEbertragung von binaer codierten Daten - Google Patents
Verfahren zur gesicherten UEbertragung von binaer codierten DatenInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
Int. Cl.:
H041
Deutsche Kl.: 21 al-7/06
Nummer: 1207425
Aktenzeichen: T 26501 VIII a/21 al
Anmeldetag: 2. Juli 1964
Auslegetag: 23. Dezember 1965
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gesicherten Übertragung von binär codierten Daten mit
automatischer Anpassung an die Laufzeit des Übertragungssystems, bei dem die gesamte Information
blockweise und fortlaufend zu einem entfernten Empfänger übertragen wird und vom Empfänger für
jeden richtig empfangenen Block eine Richtigmeldung gebildet und über einen Rückkanal an den
Sender gesendet wird.
Die Güte eines Datenübertragungssystems hängt von seinem erzielten fehlerfreien relativen Informationsfluß
ab. Die Fehlerfreiheit bedingt eine unverändert übertragene Information. Der anzustrebende hohe
relative Informationsfluß verlangt eine Datenübertragung möglichst ohne Zusätze.
Grundsätzlich sind zwei Arten der Fehlerkorrektur in Datenübertragungssystemen bekannt: die Fehlerprüfung
mit Korrektur durch Rekonstruktion und die Fehlerprüfung mit Korrektur durch Wiederholung.
Bei der ersten genannten Art wird die zu übertragende Information mit so viel Redundanz versehen,
daß bei fehlerhafter Übertragung eine Rekonstruktion auf der Empfängerseite möglich ist. Der relative
Informationsfluß ist aber durch die Höhe der Redundanz niedrig. Bei der Fehlerprüfung mit Korrektur
durch Wiederholung werden die empfangsseitige und die sendeseitige Prüfung unterschieden. Bei beiden
Arten wird zur Übertragung von Kontrollinformation oder von Entscheidungssignalen vom Empfänger
zum Sender ein Rückkanal benötigt. Die Verwendung eines Rückkanals kann durch eine Übertragung
im Einkanal-Halbduplexverfahren umgangen werden. Jedoch erniedrigt sich dabei der relative Informationsfluß.
Die sendeseitige Prüfung ermöglicht die Übertragung der reinen Information ohne Kontrollinformation.
Über den Rückkanal wird die Teil- oder Vollinformation oder eine Ableitung derselben an
den Sender zurückgegeben, und von diesem wird über die Fehlerfreiheit entschieden. Die notwendige
Zuordnung der Kontrollinformation und die Unter-Scheidung zwischen alter und wiederholter Information
am Empfangsort bedingen einen hohen Aufwand zur Durchführung des Verfahrens. Bei der
empfangsseitigen Prüfung wird der zu übertragenden Information im Sender eine Kontrollinformation hinzugefügt
und auf der Empfangsseite durch Ableitung der gleichen Kontrollinformation aus der Vollinformation
und durch Vergleich beider Kontrollinformationen ein Wiederholkriterium abgeleitet. Es ist bekannt,
die Information vom Sender durch Meldungen vom Empfänger blockweise abzurufen. Da die die
Sendung eines neuen Blockes verursachende MeI-Verfahren
zur gesicherten Übertragung von
binär codierten Daten
binär codierten Daten
Anmelder:
Telefunken
Telefunken
Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3
Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Horst Ohnsorge,
Dipl.-Ing. Ulrich Haller, Ulm/Donau
Dipl.-Ing. Horst Ohnsorge,
Dipl.-Ing. Ulrich Haller, Ulm/Donau
dung vom Empfänger eine Richtigmeldung des vorhergehenden Blockes ist, geht zwischen der Aussendung
zweier Blöcke auch bei ungestörter Übertragung eine Zeit für die Übertragung verloren, die
gleich der Schleifenlaufzeit des Systems ist. Unter Schleifenlaufzeit wird die Laufzeit der Signale auf
dem Informationskanal, auf dem Rückkanal und im Empfänger verstanden. Einer Zusammenfassung zu
größeren Blöcken sind durch die relative Fehlerhäufigkeit Grenzen gesetzt. Es ist auch bekannt, die
Information fortlaufend durch den Sender auszusenden und diesen Vorgang nur bei einer Fehlermeldung
vom Empfänger zu unterbrechen und eine Wiederholung einzuleiten. Am Sendeort muß die
ausgesendete Information zu einem Wiederholblock zusammengefaßt werden. Dieser umfaßt in Hinsicht
auf die maximal mögliche Schleifenlaufzeit mehrere Blöcke. Bei einem bekanntgewordenen Verfahren
(deutsches Patent 1154 657) wird jedem ausgesendeten
und also auch in einen Wiederholblock aufgenommenen Block zur Erkennung im Wiederholungsfall
eine Folgenummer zugeordnet. Die Auswertung dieser Folgenummer im Wiederholungsfall erfordert
einen großen technischen Aufwand. Das Hinzufügen der Folgenummer zu jedem Block erniedrigt außerdem
den relativen Informationsfluß.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Übertragungsverfahren zu schaffen, das den
hohen Aufwand der bekannten Übertragungssysteme vermeidet und durch Berücksichtigung der Signalschleifenlaufzeit
kürzeste Verlustzeiten im Wiederholungsfall erzielt. Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren
derart ausgebildet, daß am Sendeort in einem durch den Beginn einer Sendung und das Eintreffen
der ersten Richtigmeldung festgelegten Zeitraum Impulse mittels eines Zählers gezählt werden, deren
Menge der Zahl der in dem gleichen Zeitraum erfolgten Sendetakte proportional oder annähernd proportional
ist, daß nach Ausbleiben einer oder meh-
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rerer Richtigmeldungen die Sendung unterbrochen tigmeldung η + 1 um eine der Anzahl der Bits eines
und ein Wiederholzeichen geformt wird, daß die Blockes proportionale Zahl zurückgestellt wird, gibt
mittels eines ersten Sendespeichers ausgesendete In- der Zähler nach jeder Rückstellung und damit nach
formation gleichzeitig in einen zweiten Sendespeicher jeder erfolgten Richtigmeldung die jeweilige Laufzeit
übernommen wird, wobei beide Speicher nach Art 5 des Übertragungsweges an. Somit ist auch bei extreeines
Schieberegisters ausgebildet und durch Rück- men Laufzeitschwankungen, wie sie bei Übertragung
kopplung zu einem Ring schaltbar sind, daß nach über weite Strecken möglich sind, eine eindeutige
erfolgtem Wiederholzeichen — unter Auswertung Erkennung von zu wiederholenden Bits gewährdes
Zählerstandes — die gesamte zu wiederholende leistet. Trotz der zusätzlichen Zählerrückstellung
Information nach Ausscheiden der von dem Emp- io ergibt sich eine Vereinfachung der Steuerelektronik
fänger als richtig erkannten Blöcke aus dem zweiten des Senders, da im Wiederholungsfall durch die
Sendespeicher in den ersten Sendespeicher geschoben Rückstellung nicht nach dem Anfang des ersten zu
und aus diesem nach Aussendung eines Wieder- wiederholenden Blockes gesucht werden muß.
holungssignals zum Empfänger wieder ausgesendet Die aufgezeigten Merkmale der Erfindung gehen
holungssignals zum Empfänger wieder ausgesendet Die aufgezeigten Merkmale der Erfindung gehen
wird und daß nach dem Erkennen eines ersten ge- 15 aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die an
störten Blockes der Empfänger die Informations- Hand der F i g. 1, 2 und 3 ein Ausführungsbeispiel
annähme so lange unterbricht, bis er vom Sender der Erfindung wiedergibt,
ein Wiederholungssignal empfängt. F i g. 1 ist ein Blockschaltbild des zum Ubertra-
ein Wiederholungssignal empfängt. F i g. 1 ist ein Blockschaltbild des zum Ubertra-
Der Stand des Zählers nach erfolgter erster Rieh- gungssystem gehörenden Senders,
tigmeldung ist also proportional der Gesamtsignal- 20 F i g. 2 das des zum Übertragungssystem gehörenlaufzeit von Hin- und Rückkanal einschließlich der den Empfängers;
tigmeldung ist also proportional der Gesamtsignal- 20 F i g. 2 das des zum Übertragungssystem gehörenlaufzeit von Hin- und Rückkanal einschließlich der den Empfängers;
Verarbeitungszeit im Empfänger. Da andererseits F i g. 3 ist ein Schaltbild einer Anordnung zur
mit jedem Sendetakt ein Bit an den Emfänger aus- Synchronisation des Sendetaktes mit den im Sender
gesendet wird, gibt der Zählerstand gleichzeitig einen ankommenden Richtigmeldungen.
Verhältniswert zur Anzahl der Bits an, die seit Aus- 25 In F i g. 1 ist eine Datenquelle Q mit einem Sender sendung eines die Richtigmeldung verursachenden und in F i g. 2 ein Empfänger mit einer Senke SN Blockes einschließlich der Bits dieses Blockes bis dargestellt. Das von ihnen gebildete Ubertragungszum Eintreffen dieser Richtigmeldung am Sendeort system arbeitet nach dem Verfahren der empfangsvom Sender ausgesandt worden sind. Wird der Pro- seitigen Prüfung. Die fortlaufend, aber blockweise portionalitätsfaktor zwischen dem Zählerstand und 30 vom Sender ausgesendete Information enthält Reder Zahl der ausgesendeten Bits zu 1 gewählt, so dundanz in Form von Kontrollinformation. Im Empentspricht der Zählerstand direkt der Zahl der aus- fänger wird in bekannter Weise durch einen Degesendeten Bits in der genannten Zeitspanne. Im kodierer DK die ankommende Information unter Wiederholungsfall gibt daher der Zählerstand an, wie Ausnutzung der mitgesendeten Kontrollinformation viele der im Hilfsspeicher stehenden Bits, von seinem 35 auf Fehlerfreiheit untersucht und bei festgestellter Eingang her gesehen, nochmals an den Empfänger Fehlerfreiheit eines Blockes eine Richtigmeldung auszusenden sind. Da die Zahl der Speicherplätze über einen Rückknal ML an den Sender gegeben, des zweiten Sendespeichers bekannt ist, gestaltet sich Vom Sender wird die durch einen Modulator M die Erkennung der zu wiederholenden Bits denkbar modulierte Information über eine Informationseinfach. Die Tatsache, daß im Wiederholungsfall 40 leitung IL zum entfernten Empfänger übertragen. In mehrere Blöcke vom Sender wiederholt werden, be- diesem wird die redundante Information noch vor der wirkt keineswegs einen großen Zeitverlust; denn bei Dekodierung von einer Prüfschaltung P auf Störeinem großen Anteil aller Störungen sind, wie ein- freiheit untersucht.
Verhältniswert zur Anzahl der Bits an, die seit Aus- 25 In F i g. 1 ist eine Datenquelle Q mit einem Sender sendung eines die Richtigmeldung verursachenden und in F i g. 2 ein Empfänger mit einer Senke SN Blockes einschließlich der Bits dieses Blockes bis dargestellt. Das von ihnen gebildete Ubertragungszum Eintreffen dieser Richtigmeldung am Sendeort system arbeitet nach dem Verfahren der empfangsvom Sender ausgesandt worden sind. Wird der Pro- seitigen Prüfung. Die fortlaufend, aber blockweise portionalitätsfaktor zwischen dem Zählerstand und 30 vom Sender ausgesendete Information enthält Reder Zahl der ausgesendeten Bits zu 1 gewählt, so dundanz in Form von Kontrollinformation. Im Empentspricht der Zählerstand direkt der Zahl der aus- fänger wird in bekannter Weise durch einen Degesendeten Bits in der genannten Zeitspanne. Im kodierer DK die ankommende Information unter Wiederholungsfall gibt daher der Zählerstand an, wie Ausnutzung der mitgesendeten Kontrollinformation viele der im Hilfsspeicher stehenden Bits, von seinem 35 auf Fehlerfreiheit untersucht und bei festgestellter Eingang her gesehen, nochmals an den Empfänger Fehlerfreiheit eines Blockes eine Richtigmeldung auszusenden sind. Da die Zahl der Speicherplätze über einen Rückknal ML an den Sender gegeben, des zweiten Sendespeichers bekannt ist, gestaltet sich Vom Sender wird die durch einen Modulator M die Erkennung der zu wiederholenden Bits denkbar modulierte Information über eine Informationseinfach. Die Tatsache, daß im Wiederholungsfall 40 leitung IL zum entfernten Empfänger übertragen. In mehrere Blöcke vom Sender wiederholt werden, be- diesem wird die redundante Information noch vor der wirkt keineswegs einen großen Zeitverlust; denn bei Dekodierung von einer Prüfschaltung P auf Störeinem großen Anteil aller Störungen sind, wie ein- freiheit untersucht.
gehende Messungen gezeigt haben, jeweils mehrere An Hand der F i g. 1 wird zunächst der Sender
hintereinanderliegende Blöcke gestört. Dies wird 45 besprochen. Von der Quelle Q wird die Information
durch das Einstreuen von Störspannungen auf den über Zwischenglieder, in denen ihr die Kontroll-Informationskanal,
deren Dauer bis zu einer Sekunde information zugefügt wird, in einen Zwischenspeicher
betragen kann, verursacht. Die Stördauer ist also ZS übernommen, aus dem sie auf Anforderung einer
groß gegenüber der Zeit, die zum Aussenden eines Steuerelektronik 5E1 parallel in einen ersten Sende-Blockes
benötigt wird. Der technische Aufwand zur 50 speicher S1 übertragen wird. Der jeweilige Inhalt des
Durchführung des Systems ist in bezug auf die bisher Zwischenspeichers ZS bildet einen Block. Seine
bekanntgewordenen Verfahren niedrig. Übertragung in den ersten Sendespeicher S1 wird
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vor- zwischen zwei Sendetakten eines Taktgenerators T
gesehen, daß beim Eintreffen jeder Richtigmeldung übernommen. Nach Übernahme eines Blockes vom
vom Empfänger der Zähler um eine der Anzahl der 55 Zwischenspeicher ZS in den ersten Sendespeicher S1
Bits eines Blockes proportionale Zahl zurückgestellt werden durch den Sendetakt die Bits dieses Blockes
wird und daß Mittel zur Synchronisierung der Rieh- nacheinander an den Modulator abgegeben und
tigmeldung mit dem Sendetakt vorgesehen sind. Bei gleichzeitig in einen zweiten Sendespeicher S2 gekonstanter
Laufzeit des Übertragungsweges liegt schoben. Der zweite Sendespeicher S2 ist ebenso wie
zwischen jeder Richtigmeldung η und der ihr folgen- 60 der erste Sendespeicher S1 als Schieberegister ausden
η + 1 eine durch die Blocklänge festgelegte Zahl gebildet. Es ist auch möglich, daß der erste Sendevon
ausgesendeten Bits. Verändert sich der zeitliche speicher S1 und der zweite Sendespeicher S2 baulich
Abstand von im Sender ankommenden Richtigmel- von einem einzigen Schieberegister gebildet werden,
düngen, so ist dies auf Laufzeitschwankungen des wobei die ersten Speicherstellen hinter dem Serien-Übertragungsweges
zurückzuführen. Da der Zähler 6g eingang, und zwar so viel, wie ein Block Bits hat, als
zwischen zwei Richtigmeldungen η und η +1 dem ersten Sendespeicher zugehörig und die restproportional
zu den erfolgten Sendetakten in Vor- liehen Speicherplätze als dem zweiten Sendespeicher
wärtsrichtung weiterzählt und bei Ankunft der Rich- S2 zugehörig definiert sind. Über einen Schalter K1
kann der Ausgang des zweiten Sendespeichers S2 an
den Serieneingang des ersten Sendespeichers S1 rückgekoppelt
werden. Das ermöglicht ein Schieben des Inhalts des Sendespeichers S2 in den Senderspeicher
S1. Der Sender kann von dem Taktgenerator T mit einem Takt normaler Frequenz und einem Takt erhöhter
Frequenz versorgt werden. Im störungsfreien Sendefall gibt er Taktimpulse normaler Frequenz ab.
Zu Beginn einer Sendung wird ein aus Nullen bestehender Datenblock aus dem Sendespeicher an den
Modulator M abgegeben. Diesem schließt sich sofort die Aussendung des ersten Datenblockes an. Alle
Sendetakte, beginnend bei dem ersten Bit des Null-Blockes, der dem Empfänger zur Erkennung eines
Sendebeginns dient, werden von einem Zähler Z mitgezählt. Werden vom Empfänger die Datenblöcke
als richtig erkannt, so gibt dieser über die Meldeleitung ML nach jedem Block eine Richtigmeldung
an den Sender ab. Alle Richtigmeldungen veranlassen über die Steuerelektronik SE1 eine Rückstellung
des Zählers Z um die Anzahl der Bits eines Blockes. Diese Rückstellung wird durch eine Zählung
in Rückwärtsrichtung mit erhöhter Taktfrequenz vorgenommen. Es genügt, v/enn die Frequenz des
Rückzähltaktes höher als die Frequenz des Sendetaktes ist. In jedem Fall aber ist eine Synchronisierung
zwischen den Richtigmeldungen und dem Sendetakt notwendig. Dazu ist eine Richtigmeldungssynchronisierschaltung
RS vorgesehen, die eine Richtigmeldung erst nach Beendigung eines mit ihr gleichzeitig
ausgegebenen oder ihr nachfolgenden Sendetaktes an die Steuerelektronik SE1 weitergibt. Auf
diese Weise steht für die Rückzählung des Zählers Z durch die Steuerelektronik eine volle Taktimpulspause
zur Verfügung. Der zweite Sendespeicher S2 hat eine Mindestspeicherkapazität, die der Information
entspricht, die während der maximalen Schleifenlaufzeit des gesamten Datenübertragungssystems vom
Sender ausgegeben wird. Im ungestörten Sendefall ist der Rückkopplungsschalter .SC1 geöffnet, und die
aus dem Sendespeicher S2 herausgeschobene Information geht verloren. Das Ausbleiben einer Richtigmeldung
kann von der Steuerelektronik SE1 bereits als Meldung eines im Empfänger falsch empfangenen
Blockes, also als Falschmeldung gewertet werden. Im Ausführungsbeispiel wird aber das Ausbleiben
von / +1 hintereinander nicht erfolgten Richtigmeldungen
nach einer ersten erfolgten Richtigmeldung als Wiederholkriterium gewählt. Bleiben aber nach
Empfang einer Richtigmeldung i Richtigmeldungen aus und trifft dann wieder eine Richtigmeldung ein,
so veranlaßt diese eine Rückwärtszählung des Speicherzählers um die Zahl der Bits von i -f-1 Blöcken. Nur
die Richtigmeldungen bestehen aus kodierten elektrischen Signalen. Ausbleibende Richtigmeldungen dagegen
werden vom Sender als Falschmeldung gewertet. Auf diese Weise wird im Emfänger eine zusätzliche
Elektronik zur Bildung einer Falschmeldung gespart. Da der Empfänger nach dem Empfang
eines gestörten Blockes so lange keine Richtigmeldüngen mehr abgibt, bis er vom Sender eine Wiederholungsmeldung
empfängt, erhält andererseits der Sender vom Empfänger keine Richtigmeldung mehr.
In diesem Fall bleibt auch die Richtigmeldung / + 1 aus, und die Wiederholung wird eingeleitet. Die
Sicherheit der Erkennung der Richtigmeldungen kann durch weiteren Zeitaufwand, entsprechend der
Erhöhung des Wertes von /, beliebig erhöht werden.
Dieser Zeitaufwand bzw. der sich durch diesen ergebende Redundanzaufwand muß allerdings nur im
Wiederholungsfall aufgebracht werden. In jedem Fall einer Falschmeldung wird der Sendetakt und
damit die Aussendung weiterer Bits durch das Öffnen eines Schalters K10 die Datenausgabe der
Quelle β an den Zwischenspeicher ZS sowie der Übertrag weiterer Blöcke aus dem Zwischenspeicher
ZS in den ersten Sendespeicher S1 unterbrochen. Eine Rückstellung des Zählers erfolgt nicht. Der
Zählerstand gibt jetzt die Anzahl der Bits an, die seit Aussendung des gestörten Blockes einschließlich der
Bits dieses Blockes bis zum Feststellen der Falschmeldung ausgesendet wurden. Sodann gibt der Taktgenerator
T so viel Takt mit erhöhter Frequenz aus, bis der Zählerstand ebenso hoch ist, wie der zweite
Sendespeicher S2 Speicherplätze aufweist. Dann nämlich steht das erste zu wiederholende Bit auf dessen
letztem Speicherplatz vor dem Serienausgang. Mit der gleichen erhöhten Taktfolge werden von einem
Null-Generator NG gleichzeitig alle Speicherplätze
des ersten Sendespeichers S1 mit Nullen belegt. Nach Abschluß dieses Vorgangs schließen die Schalter K1
und K10. Von nun an wird wieder ein Takt normaler
Frequenz ausgegeben. Sämtliche Bits aus dem ersten und dem zweiten Sendespeicher werden anschließend
einmal im Kreis geschoben. Während dieses Vorgangs gelangt zuerst der dem Empfänger als Beginn-Wiederholungs-Zeichen
dienende Null-Block zur Aussendung und danach alle zu wiederholenden Informationsbits.
Zwischen der Aussendung des Null-Blockes und der wiederholten Information wird der
Zähler Z auf Null gestellt. Eine Null-Koinzidenzschaltung KS, die alle Speicherstellen des Sendespeichers
S1 erfaßt, stellt die Beendigung der Kreisschiebung (oder Kreis-shifts) und damit die Beendigung
der Wiederholung fest und veranlaßt über die Steuerelektronik das Öffnen des Rückkopplungsschalters K1 und die Versorgung des Zwischenspeichers
bzw. des ersten Sendespeichers mit neuer Information von der Quelle Q. Entspricht ein Wiederholungszeichen,
bestehend aus einem Null-Block, nicht den Sicherheitsanforderungen an seine Erkennung,
so kann während der Zeit, die vom Schließen des Schalters K1 bis zum Erreichen des Serienausganges
des ersten Sendespeichers durch das erste zu wiederholende Bit vergeht, ein spezielles Wiederholungszeichen
von einer besonderen Schaltung ausgesendet werden. In diesem Fall darf der Schalter
K10 erst nach vollendeter Aussendung des Wiederholungszeichens
geschlossen werden, um den Null-Block zu unterdrücken. Die Bildung des Wiederholungszeichens
kann dann nach einer der bekannten Methoden durchgeführt werden. Wird ein spezieller
Wiederholblock gesendet, so kann dieser an die Senke des Empfängers als Erkennungszeichen weitergegeben
werden. Ist bereits der erste Block einer Sendung oder einer Wiederholungssendung gestört,
so erhält der Sender keine Richtigmeldung vom Empfänger. Der Zähler Z wird nicht zurückgestellt.
Dieser zählt vielmehr bis zu einer definierten Anzahl von Sendetakten weiter und veranlaßt nach dem
Erreichen dieser Zahl über die Steuerelektronik SE1
eine Unterbrechung der Sendung. Zweckmäßigerweise wird man den Zählerstand zur Sendungsunterunterbrechung
so wählen, daß bei Erreichen des Zählerstandes gerade ein ganzer Block aus dem Sendespeicher ausgesendet ist und dieser mithin nur
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Nullen enthält. Ist die Zahl weiterhin so gewählt, daß Ausspeichertakt mittels des Schalters K8 untersie
der Anzahl der Speicherplätze des HilfsSpeichers brachen und erst wieder von der Richtigmeldung des
S2 entspricht, so erübrigt sich ein Vorwärtsschieben nächsten Blockes angeschaltet. Ist z. B. die Einder
zu wiederholenden Information bis zum Ausgang speicherung eines Blockes η in den Speicher ES1 und
des Hilfsspeichers mit schnellem Takt, bevor der 5 seine Prüfung abgeschlossen, so klappen sämtliche
Rückkopplungsschalter K1 geschlossen wird. Das Schalter um; der Block η wird dann aus dem Speicher
Unterbrechen der Sendung geschieht durch das Aus- ES1 an die Senke SN abgegeben und ein Block /i+l
bleiben des Befehls von der Steuerelektronik SE1 zur in den Speicher ES2 eingelesen. Durch die RückÜbertragung
eines Blockes vom Zwischenspeicher kopplungsschalter K3 und iv4, die den Speichern ES1
ZS in den Sendespeicher S1. Zum gleichen Zeitpunkt io und ES2 zugeordnet sind, wird der Inhalt jeweils des
veranlaßt die Steuerelektronik auch das Schließen Speichers, der gerade an die Senke ausspeichert, an
des Rückkopplungsschalters K1. Der Sendetakt läuft seinen Speichereingang zurückgeführt. Auf diese
jedoch mit normaler Frequenz weiter und leitet so Weise bleibt der Inhalt des jeweils letzten ausgespeiunmittelbar
von der Sendung zur Wiederholung über. cherten Blockes erhalten und kann im Wieder-Diese
Methode zur Vermeidung des Vorwärtsschie- 15 holungsfall als Vergleichsblock dienen. Das Umbens
der Information im HilfsSpeicher S2 durch einen schalten aller Schalter erfolgt mit einer Frequenz, die
schnellen Takt kann natürlich auch dann benutzt der Häufigkeit der ankommenden Blöcke pro Sekunde
werden, wenn als Wiederholungskriterium das Aus- entspricht, und wird von der Steuerelektronik SE2
bleiben von /4-1 aufeinanderfolgenden Richtigmel- vorgenommen. Den beiden Speichern ES1 und ES.,
düngen nach einer ersten erfolgten Richtigmeldung ao ist eine Schaltung KE zugeordnet, die bei Übereinbenutzt
wird. Stimmung beider Speicherinhalte zu bestimmten Zei-Der zum Übertragungssystem gehörende Emp- ten ein Koinzidenzsignal abgibt. Hat die Prüfschalfänger
wird nun an Hand der F i g. 2 weiter erläutert. tung P den Sendebeginn festgestellt, so werden alle
Durch eine fortlaufende Folge von LLL ..., die der Stufen beider Speicher auf Null gesetzt, und der
Modulator des Senders abgibt, werden die Einzel- as empfangene Null-Block wird in einen der beiden
geräte des Empfängers eingeschaltet. Zum Erkennen Speicher eingespeichert. Gibt nach der Einspeichedes
Beginns einer normalen Informationsübertragung rung des Null-Blockes die Koinzidenzschaltung KE
ebenso wie einer Wiederholung, die beide vom Sen- ein Koinzidenzsignal ab, so wird der normale Empder
durch das Aussenden eines aus Nullen bestehen- fangsbetrieb eingeleitet. Der Dekodierer gibt von nun
den Blockes angezeigt werden, ist im Empfänger die 30 an für jeden richtig empfangenen Block eine Richtig-Prüfschaltung
P vorgesehen. Diese untersucht auch meldung zum Sender ab. Im Fehlerfall unterbricht
die ankommende Information vor oder nach der der Empfänger mittels seines Schalter EU die Infor-Demodulation
auf Störfreiheit. Nach der Demodu- mationsannahme und schließt diesen Schalter erst
lation laufen die Datenblöcke abwechslungsweise in wieder, wenn er vom Sender mittels der Prüfschalder
Reihenfolge ihrer Ankunft in die zwei Empfangs- 35 tung P ein Wiederholungssignal empfangen hat. Die
speicher ES1 und ES2. Nach dem Einspeichern der Information des letzten richtig empfangenen Blockes
Bits eines Blockes prüft der Dekodierer mittels der bleibt in einem der beiden Speicher Ji-S1 bzw. ES2
in diesem Block enthaltenen Redundanzschritte die- erhalten. Nach dem Empfang des Wiederholungssen
auf seine Fehlerfreiheit. Wird kein Fehler er- zeichens vom Sender werden die nun ankommenden
kannt und hat die Prüfschaltung P während der 40 Informationsblöcke nacheinander in den freien Emp-Empfangszeit
des Blockes an die Steuerelektronik fangsspeicher geschoben, wobei nach jedem einge-5E2
kein Störungssignal abgegeben, so wird der speicherten Block abgefragt wird, ob der Inhalt bei-Block
aus dem ihn enthaltenden Empfangsspeicher der Speicher übereinstimmt. Tritt eine Koinzidenz
ZiS1 bzw. ES2 an die Senke SN und eine Richtig- ein, so ist der dem die Koinzidenz erzeugende Block
meldung an den Sender abgegeben. Während des 45 folgende Block der erste wiederholte. Dieses Ver-Ausspeicherns
der Information aus dem einen Emp- fahren der Erkennung des Beginns der wiederholten
fangsspeicher läuft der nächste empfangene Block in Information setzt voraus, daß die Steuerelektronik
den anderen Empfangsspeicher ein. Diese Wechsel- 5E1 des Senders so organisiert ist, daß mit Hilfe des
blockmethode erfordert ein dauerndes und wechsel- Zählers Z mindestens noch ein Block vor dem durch
seitiges Umschalten der Speicherzuleitungen zwi- 50 die Falschmeldung markierten Block wiederholt wird,
sehen den beiden Empfangsspeichern ES1 und ES2 Dies wird dadurch gewährleistet, daß der Empfänger
im Rhythmus der im Empfänger ankommenden erst für die richtig empfangenen Informationsblöcke
Blöcke. Wird z. B. ein ankommender Block η über und nicht schon für die zur Synchronisation notwenden
Schalter K1 in den Speicher ES1 geleitet, so wer- digen Blöcke eine Richtigmeldung abgibt und daß
den gleichzeitig die Bits des Blockes«—1 über den 55 der Zähler Z im Sender die Bits sämtlicher ge-Schalterivg
an die Senke SN abgegeben. Der im sendeten Blöcke mit Ausnahme des Wiederholungs-Empfänger
aus der Information abgeleitete Ein- zeichens zählt. Durch diese Maßnahme zur Erkenspeichertäkt
ET gelangt dabei über den Schalter K2 nung des Anfangs der wiederholten Information wird
ebenfalls an den Speicher ES1. Die Abgabe der In- größte Sicherheit gewährleistet, selbst wenn bereits
formation aus den Empfangsspeichern an die Senke 60 der im Empfänger als Koinzidenzblock dienende
SiV kann mit einer von dem Einspeichertakt unter- erste wiederholte Informationsblock auf der Überschiedlichen
Frequenz erfolgen. Zur Erzeugung des tragungsstrecke gestört würde. Nach Abgabe eines
Ausspeichertaktes ist daher ein getrennter Aus- Koinzidenzsignals durch die Schaltung KE arbeitet
speichertaktgenerator AT vorgesehen. Mittels des der Empfänger wieder normal. Kann der Empfänger
Schalters K7 wird sein Takt abwechslungsweise an 65 während einer definierten Anzahl von Blöcken nach
die Speicher ES1 und ES2 gelegt, und zwar jeweils einem Wiederholungszeichen keine Übereinstimmung
an denjenigen, in den gerade nicht eingespeichert der beiden Speicherinhalte feststellen, so wartet er
wird. Nach jedem ausgespeicherten Block wird der auf das nächste Wiederholungszeichen vom Sender.
Dies ist möglich, da der Sender wiederum keine Richtigmeldung erhält und dadurch ebenfalls nach
einer definierten Anzahl von ausgesendeten Blöcken die Wiederholung erneut einleitet. Wird nach mindestens
zweimaligem Empfang eines Wiederholzeichens keine Koinzidenz zwischen den beiden
Empfangsspeichern ES1 und ES2 festgestellt, so wird
eine Alarmanlage AL in Betrieb gesetzt, die anzeigt, daß die Sendung neu begonnen werden muß.
In F i g. 3 ist eine mögliche Ausführungsform der Richtigmeldungs-Synchronisierschaltung RS des Senders
dargestellt. In ihr ist BK eine bistabile Kippstufe, MK eine monostabile Kippstufe, I ein Anschlußpunkt
für den Sendetakt, II ein Anschlußpunkt für das vom Empfänger kommende Richtigmeldungssignal
und III ein Anschlußpunkt zur Abnahme der mit dem Sendetakt synchronisierten Richtigmeldung.
Eine im Sender eintreffende Richtigmeldung stellt die bistabile Kippstufe BK so ein, daß der ihr nachfolgende
Taktimpuls über eine Diode GR, die sonst durch die bistabile Kippstufe BK gesperrt ist, die
monostabile Kippstufe anstößt. Diese stellt mit der Rückflanke ihres Ausgangsimpulses die bistabile
Kippstufe BK in ihre Ruhelage zurück und leitet außerdem die Rückstellung des Zählers Z ein. Dieser as
kann mit einem sehr schnellen Takt in einer einzigen Taktimpulspause zurückgezählt werden. Es genügt
dazu aber eine Frequenz des Rückzähltaktes, die etwas größer als die Sendetaktfrequenz ist. Tritt
während der Rückwärtszählung ein Sendetaktimpuls auf, so wird für dessen Dauer die Rückwärtszählung
unterbrochen und der Taktimpuls in Vorwärtsrichtung in den Zähler eingezählt.
Sollen verschiedenartige Quellen und Senken zusammenarbeiten, so ist es wesentlich, die Information
erst nach eingetretener Betriebsbereitschaft des Empfängers und der Senke durch den Sender auszusenden.
Ebenso wichtig ist es, die Betriebsbereitschaft der Senke auch während der Datenübertragung
zu überwachen. Das wird dadurch erreicht, daß nach dem Einschalten von Sender und Empfänger und
nach dem erfolgten Gleichlauf beider die Senke SN ein Betriebsbereitschaftssignal abgibt. Dieses wird als
Richtigmeldung zum Sender übertragen. Im Sender setzt diese erste Richtigmeldung den normalen Informationsübertragungsbetrieb
ingang. Dabei darf die erste eintreffende Richtigmeldung den Zähler Z nicht zurückstellen. Weiter muß im Empfänger vorgesehen
werden, daß der Dekodierer DK während der Informationsübertragung nur dann Richtigmeldüngen
zum Sender abgeben kann, wenn die Senke SN bereit ist, Information aufzunehmen. Ist die
Aufnahmekapazität der Senke SN erschöpft oder ist die Senke SN mechanisch ausgefallen, z. B. bei Lochstreifenempfängern
durch Verklemmung, so leitet der Sender nach einem Ausbleiben einer definierten Zahl
von Richtigmeldungen die Informationswiederholung ein. Die wiederholte Information wird vom Empfänger
angenommen, falls die Senke bis zum Eintreffen des ersten oder der nachfolgenden Wiederholungszeichen
wieder betriebsbereit ist. Ist die Betriebsbereitschaft länger unterbrochen, so löst das
mehrmalige Auftreten des Wiederholungszeichens die Alarmanlage AL aus.
Das Datenübertragungssystem weist also, was die geforderte Sicherheit und die Anpassung an verschiedenartige
Quellen und Senken betrifft, eine hohe Flexibilität auf.
Claims (26)
1. Verfahren zur gesicherten Übertragung von binär codierten Daten mit automatischer Anpassung
an die Laufzeit des Übertragungskanals, bei dem die gesamte Information von einem Sender
blockweise und fortlaufend zu einem entfernten Empfänger übertragen wird und vom Empfänger
für jeden richtig empfangenen Block eine Richtigmeldung gebildet und über einen Rückkanal an
den Sender gesendet wird, dadurchgekennzeichnet, daß am Sendeort in einem durch den Beginn einer Sendung und das Eintreffen der
ersten Richtigmeldung festgelegten Zeitraum Impulse mittels eines Zählers (Z) gezählt werden,
deren Menge der Zahl der in dem gleichen Zeitraum erfolgten Sendetakte proportional oder annähernd
proportional ist, daß nach Ausbleiben einer oder mehrerer Richtigmeldungen die Sendung
unterbrochen und ein Wiederholzeichen geformt wird, daß die mittels eines ersten Sendespeichers
(S1) ausgesendete Information gleichzeitig in einen zweiten Sendespeicher (S2) übernommen
wird, wobei beide Speicher nach Art eines Schieberegisters ausgebildet und durch
Rückkopplung zu einem Ring schaltbar sind, daß nach erfolgtem Wiederholzeichen — unter Auswertung
des Zählerstandes — die gesamte zu wiederholende Information nach Ausscheidung
der von dem Empfänger als richtig erkannten Blöcke aus dem zweiten Sendespeicher (S2) in
den ersten Sendespeicher (S1) geschoben und aus diesem nach Aussendung eines Wiederholungssignals zum Empfänger wieder ausgesendet wird
und daß nach dem Erkennen eines ersten gestörten Blockes der Empfänger die Informationsannahme so lange unterbricht, bis er vom Sender
ein Wiederholungssignal empfängt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Eintreffen jeder Richtigmeldung
vom Empfänger der Zähler (Z) um eine der Anzahl der Bits eines Blockes proportionale
Zahl zurückgestellt wird und daß Mittel zur Synchronisierung der Richtigmeldung mit dem
Sendetakt vorgesehen sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß von Anfang einer Sendung
an die Sendetakte oder die ausgesendeten Blöcke gezählt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Synchronisierung
eine bistabile und eine monostabile Kippstufe enthalten und daß beide Kippstufen derart
zueinander angeordnet sind, daß die von einer Richtigmeldung gesetzte bistabile Kippstufe bei
Auftreten eines Taktimpulses die monostabile Kippstufe anstößt, welche mit der Rückflanke
ihres Impulses die bistabile Kippstufe zurücksetzt und die Rückstellung des Zählers einleitet.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim nacheinander erfolgenden
Ausbleiben von i Richtigmeldungen, nach Empfang einer ersten Richtigmeldung und einer
anschließend folgenden Richtigmeldung i+1 der Zähler (Z) um eine einem Block oder i+1 Blökken
proportionale Anzahl von Impulsen zurückgestellt wird und daß nach aufeinander erfolgen-
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dem Ausbleiben von z+1 Richtigmeldungen die
Sendung unterbrochen und ein Wiederholungszeichen gegeben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger nur bei Betriebsbereitschaft
und Funktionsfähigkeit der Senke Richtigmeldungen an den Sender abgibt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer seit dem Beginn
einer Sendung oder einer Wiederholungssendung nicht erfolgten ersten Richtigmeldung zu einem
Zeitpunkt, in dem der Zähler (Z) einen vorgegebenen Zählerstand überschreitet, von diesem
ein Signal abgegeben wird, das die Wiederholung aller vom Beginn der Sendung oder der Wiederholungssendung
bis zu diesem Zeitpunkt gesendeten Bits einleitet.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem ersten Sendespeicher
(S1) gespeicherten Bits durch den Sende- ao
takt in Serie ausgesendet und gleichzeitig in den Serieneingang des zweiten Sendespeichers (S2)
übergeführt werden, der mindestens ebenso viele Speicherplätze aufweist, wie zwischen dem Beginn
einer Sendung und dem Empfang der ersten Richtigmeldung Bits ausgesendet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ausgabe eines Wiederholzeichens
Taktimpulse mit normaler oder erhöhter Frequenz so lange ausgegeben werden, bis der Zähler (Z) einen bestimmten Zählerstand
erreicht.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (Z) den Takt dann
unterbricht, wenn das erste zu wiederholende Bit auf dem letzten Platz vor dem Serienausgang des
zweiten Sendespeichers (S2) steht.
11. Verfahren nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß während des Taktablaufs
mit normaler oder erhöhter Frequenz in den ersten Sendespeicher (S1) so viele unter sich
gleiche Bits in Serie eingegeben werden, wie der erste Speicher (S1) Speicherplätze aufweist.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Eintreffen des ersten
zu wiederholenden Bits auf dem letzten Platz des zweiten Sendespeichers (S2) der Serienausgang
des zweiten Sendespeichers (S2) auf den Serieneingang des ersten Sendespeichers (S1) zurückgekoppelt
wird und danach so viele Takte mit normaler Frequenz ausgegeben werden, wie der erste Sendespeicher (S1) Speicherplätze hat, und
daß während dieser Takte ein Wiederholungssignal vom Sender an den Empfänger gesandt
wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder nach der Ausgabe
des Wiederholungssignals an den Empfänger der Zähler (Z) auf Null gesetzt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Vorhandensein unter
sich gleicher Bits in allen Speicherzellen des ersten Sendespeichers (S1) ein Wiederholungs-Ende-Signal
abgeleitet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Wiederholungs-Ende-Signal
durch eine Koinzidenzschaltung (KS) ausgelöst wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die unter sich gleichen
Bits Nullen sind.
17. Verfahren nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Zwischenspeicher
(ZS) die Information blockweise und mit einem einzigen Takt in den ersten Sendespeicher
(S1) übertragen wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung des Zwischenspeichers
(ZS) mit Informationen während des gesamten Wiederholungsvorganges unterbrochen
wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung des Zwischenspeichers
(ZS) mit Information durch das Wiederholzeichen unterbrochen wird.
20. Verfahren nach Anspruch 14 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung des
Zwischenspeichers (ZS) mit Information nach einer Unterbrechung von dem Wiederholungs-Ende-Signal
wieder eingeleitet wird.
21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger zur Aufnahme
der vom Sender übermittelten Bits zwei wechselweise wirkende Empfangsspeicher (ES1, ES2),
von denen jeder die gleiche Anzahl von Bits aufzunehmen vermag wie der erste Sendespeicher
(S1) des Senders, aufweist und daß bei Abgabe der Information eines Speichers (ES1, ES2) an
eine Senke (SN) diese Information wieder in denselben Speicher (ES1, ES2) zurückgeführt wird.
22. Verfahren nach. Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Schaltung (KE) zu bestimmten Zeiten bei Gleichheit der Inhalte beider
Speicher (ES1, ES2) ein Signal abgibt.
23. Verfahren nach Anspruch 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß nach Empfang des
Wiederholungssignals im Empfänger die vom Sender gesendeten Blöcke mit dem letzten der
vor der Wiederholung von dem Empfänger richtig aufgenommenen Block verglichen werden und
aus der Übereinstimmung eines gesendeten Blökkes mit dem letzten vor der Wiederholung richtig
empfangenen Block ein Signal abgeleitet wird, welches den Beginn der wiederholten Information
anzeigt.
24. Verfahren nach Anspruch 5 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer vorgebbaren
Anzahl von empfangenen Blöcken nach dem Wiederholungssignal, die zu keiner Koinzidenz
geführt haben, die Informationsannahme im Empfänger bis zum nächsten Wiederholungssignal des Senders unterbrochen wird.
25. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer vorgebbaren Anzahl
hintereinander erfolgter Wiederholungssignale eine Alarmanlage im Empfänger und/
oder im Sender in Betrieb gesetzt wird.
26. Verfahren nach Anspruch 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß vor Sendebeginn der
Empfänger bei Betriebsbereitschaft eine erste Richtigmeldung an den Sender abgibt und daß
diese im Sender den Sendebeginn einleitet.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
509 759/384 12.65 © Bundesdruckerei Berlin
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