DE2246826B2 - System zur gesicherten blockweisen Übertragung von binär codierten Daten - Google Patents
System zur gesicherten blockweisen Übertragung von binär codierten DatenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein System zur gesicherten
blockweisen Übertragung binär codierter Daten von einem Sender zu einem Empfänger mit Fehlerkorrektur
durch Rückübertragung von »Richtig«- und »Falsche-Quittungen über einen Rückkanal vom
Empfänger zum Sender und nochmalige Aussendung mindestens jedes durch eine Falsch-Quittung als gestört
empfangen gemeldeten Datenblocks aus einem senderseitig vorgesehenen Speicher, der mindestens
die zuletzt während einer vollen Schleifenlaufzeit (Hin- und Rück-Kanal) des Systems ausgesandten
L Datenblöcke aufnimmt.
Zur sicheren Übertragung von — meist in binärer Form vorliegenden — Daten auf gestörten Kanälen
werden heute hauptsächlich zwei Verfahren angewandt, die beide im wesentlichen auf der redundanten
Codierung beruhen: dies sind erstens die Vorwärtskorrekturverfahren, bei denen die Korrektur selbsttätig
auf Grund der Redundanz am Empfangsort erfolgt, und zweitens die Wiederholverfahren, bei denen
die Korrektur durch eine vom Empfänger mittels einer Quittung angeforderten Wiederholung der verfälscht
angekommenen Daten erfolgt.
Wiederholverfahren, auf die sich die im folgenden erläuterte Erfindung bezieht, erfordern im allgemeinen
wesentlich weniger Aufwand als Vorwärtskorrekturverfahren. Sie werden bevorzugt auf bündelgestörten
Kanälen, wie sie z. B. die Telefonleitungen des öffentlichen Wählnetzes darstellen, eingesetzt. Eine
wesentliche Bedingung für Wiederholverfahren ist das
Vorhandensein ernes Rückkanals, der eine Quittungs- Blecke umfassen, also ebenfalls unabhängig von der
übertragung vom Empfanger zurück zum Sender Laufzeit sera, wie die eingangs geschilderte Erfindung
(»richtig« —»falsch«) zulaßt. Weiterhin müssen die es fordert.
Del Wiederholung auftretenden Nachrichten-Ver- Die erfindungsgem8ße Lösung dieser Aulgabe ist
zögerungen für das System tragbar seht. S im Anspruch I und Weiterbildungen hierzu sind in
Man unterscheidet zur Zeit im wesentlichen zwei den Unteransprüchen gekennzeichnet. Ein Ausfüb-
Verfabren, die beide mit sogenannter Blacksicherung rungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an
arbeiten und die kontinuierliche Aussendung von Da- Hand der Fig. 1 der Zeichnung näher beschrieben
tenblöcken gestatten: das »Wecnselspeicher-System« und der zeitliche Ablauf an Hand der Fig.2 er-
und das »Laufzeit gesteuerte System«. w>
läutert.
Beim »Wechselspeicher-Systera« werden alter- Die Datenquelle I liefert die zu übertragenden Danierend
aus zwei sendeseitigen Speichern Datenblöcke ten z.B. in serieller, binärer Form und möge von
ausgesendet, die jeweils durch einen redundanten, außen her zu starten und anzuhalten sein. Der von
zyklischen Blockcode geschützt sind. Die Blocklänge der Quelle 1 ausgehende Datenstrom wird, in Blöcke
ist dabei so zu bemessen, daß, bevor ein Block ganz 15 von je k Bits unterteilt, über einen Schalter 2 einem
ausgesendet ist, die Quittung von dem vorhergeben- Codierer 3 zugeführt, in dem die Datenblöcke zu
den eingetroffen sein muß. Das bedeutet also, daß Codeblöcken aus η Bhs ergänzt werden. Die Blockdie
Blocklänge mindestens der sogenannten Schleifen- länge η wird nach Möglichkeit optimal gewählt, und
laufzeit entsprechen muß, um eine kontinuierliche zwar einerseits im Hinblick auf eine möglichst niedübertragung
zu ermöglichen. Auf der Empfangsseite 2o Coderedundanz, ^T-*, und andererseits
sind ebenfalls zwei Speicher von Blocklange vorge- 6 η
sehen, in die alternierend die empfangenen Blöcke auf eine möglichst geringe Störanfälligkeit auf dem eingespeichert, aus denen sie wieder ausgegeben wer- Ubertragungskanal hin. Angestrebt wird dabei eine den. Bei einer Wiederholung verzögert sich die Aus- bestimmte Sicherheit gegenüber nichi erkennbaren gäbe um eine Blocklänge, d. h. etwa eine Schleifen- 25 Ubertragungsfehlern (z. B. eine Fehlerquote laufzeit, wenn keine besonderen PuSerspeicher vor- prw 10~8).
sehen, in die alternierend die empfangenen Blöcke auf eine möglichst geringe Störanfälligkeit auf dem eingespeichert, aus denen sie wieder ausgegeben wer- Ubertragungskanal hin. Angestrebt wird dabei eine den. Bei einer Wiederholung verzögert sich die Aus- bestimmte Sicherheit gegenüber nichi erkennbaren gäbe um eine Blocklänge, d. h. etwa eine Schleifen- 25 Ubertragungsfehlern (z. B. eine Fehlerquote laufzeit, wenn keine besonderen PuSerspeicher vor- prw 10~8).
gesehen sind. Der gesamte Speicheraufwand ent- Die Informationsblöcke von der Länge k Bit wer-
spricht somit etwa der vierfachen Schleifenlaufzeit. den gleichzeitig in einen Puffer-Speicher 4 geschoben.
Bei diesem System ist die Blocklänge von der der aus insgesamt Lmax Teilspeichern der Länge k
Schleifenlaufzeit bestimmt und kann meist nicht 30 besteht. Durch einen Schalter S kann die Anzahl von
optimal an den Kanal angepaßt werden. Bei langen L Blöcken eingestellt werden, die der jeweiligen
Laufzeiten und starken Störungen geht der Daten- Schleifenlaufzeit entspricht (L<Lmax). Dies geschieht
durchsatz schnell zurück, da das System wegen der in Abhängigkeit vom Eintreffen von Quittungssignahohen
Störanfälligkeit der langen Blöcke viel Zeit für len durch die Steuerung 6.
Wiederholungen braucht und schließlich in Dauer- 35 Aus dem Codierer 3 gelangen die Codeblöcke nach
Wiederholungen steckenbleibt. einer gewissen Verzögerung, entsprechend der Lauf-
Beim »Laufzeitgesteuerten System« kann die zeit des Übertragungskanals 7 in den Decodierer 8
Blocklänge unabhängig von der »Schleifenlaufzeit« auf der Empfangsseite. Dieser Decodierer prüft die
gewählt werden. Die Blöcke werden kontinuierlich Blöcke mit Hilfe ihrer Redundanzbits auf Übertra-
ausgesendet und gleichzeitig in einen Pufferspeicher <o gungsfehler, befreit sie von den Redundanzbits und
geschoben, dessen Kapazität der maximal zu er- schiebt den Informationsteil über einen Schalter 9 in
wartenden Laufzeit entspricht. Mit Hilfe der auf dem einen empfangsseitigen Puffer-Speicher 10, der ent-
Rückkanal eintreffenden Quittungen wird die Schlei- sprechend Speicher 4 aufgebaut ist. Die Information
fenlaufzeit gemessen und die entsprechende Zahl von gelangt aus dem Speicher über die Schalter 11 und 12
Blöcken im Sendespeicher markiert. Im Falle einer 45 an die Datensenke 13 (diese möge z. B. ähnlich der
Wiederholungsanforderung wird nur diese Zahl wie- Quelle 1 serielle, binäre Information im vorgegebenen
derholt. Der Empfänger benötigt keine besonderen Rhythmus aufnehmen). Bei ungestörtem Empfang
Speicher mehr; der Speicheraufwand entspricht also stehen die Schalter 2, 9 und 12 jeweils in ihrer Stel-
der einfachen Laufzeit. lung N, wie eingezeichnet. Die Umstellung der Schal-
Ein Nachteil dieses Systems besteht darin, daß auch 50 ter und die ί aktgabe geschieht in Abhängigkeit von
bei nur einem gestörten Block danach noch die ge- den Fehlersignalen des Decodierers 8 und eines
samte, während der Schleifenlaufzeit ausgesendete Signalqualitätsdetektors 15 durch eine Empfänger-Zahl
von Blöcken — unabhängig davon, ob sie ge- steuerung ί6.
stört waren oder nicht — wiederholt wird. Dies ver- Für jeden empfangenen Datenblock wud eine Quit-
schüchtert — insbesondere bei großen Laufzeiten 55 tung — je nachdem, ob der Block »richtig« odei
und starken Störungen — erheblich den Datendurch- »falsch« empfangen worden ist — über einen Rück·
satz, einmal wegen der unnötig wiederholten Blöcke kanal 14 a·! den Sender zurückgeschickt und dort vor
und zum anderen weil diese Blöcke bei der Wieder- der Steuerung 6 ausgewertet. Die Quittung kann ζ. Β
holung gestört werden können, und damit zu einer aus den Aussagen des Decodierers und eines söge
neuen Wiederholung führen, obwohl sie bei der ersten 60 nannten Signalqualitätsdetekturs resultieren. Dies«
Übertragung richtig waren (vgl. hierzu NTZ, 1970, Quittung trifft nach einer gewissen Laufzeit bein
Heft 3, Seiten 134 bis 142). Sender ein. Die Zahl L von Blöcken, die von de
Das Ziel der Erfindung ist also, den Datendurch- Aussendung ?ines bestimmten Blocks an bis zu den
satz (auch effektive Übertragungsrate genannt) unab- Block, bei dem die Quittung des zuerst ausgescnde
hängig von der Sdfleifenlaufzeit zu machen. Dazu 65 ten Blocks vollständig empfangen worden ist, wird mi
muß die Blocklänge optimal an den Kanal angepaßt Schleifenlaufzeit bezeichnet. Wird z. B. der Blöd
werden und unabhängig von der Laufzeit sein, und Nr. 1 ausgesandt und trifft die vollständige Quittunj
die Wiederholmenge muß nur die wirklich gestörten für diesen Block während der Aussendung des Blök
5 6
kes Nr. 6 ein, dann ist L = 6. Auf diese Weise kann Die Messung am Empfänger gestaltet sich so, dafi
bei Eintreffen einer Falschquittung entschieden wer- sobald der Empfänger einen Synchronisationsblock
den, welcher Block wiederholt werden soll. mit einer Zahl, die größer als 1 ist, erhält, stoppt et
Voraussetzung des dem neuen System zugrunde lie- die Quittungszählüng und vergleicht den Zählerstand
genden Verfahrens ist somit, daß Sender und Emp- 5 mit der im Synchronisationsblock empfangenen Zahl,
fänger die Schleifenlaufzeit, d. h. die Größe L ken- Bei Übereinstimmung wird eine »Richtigquittung«
nen. Weiterhin sei zunächst angenommen, daß auf ausgesendet und auf normalen Empfang umgeschaltet,
dem Rückkanal keine Fehler auftreten. Wie oben angegeben, kann im Empfänger auf den
Die Laufzeitmessung kann z. B. vom Sender und Laufzeitvergleich oder überhaupt auf die gesamte
vom Empfänger unabhängig voneinander im Rahmen io Laufzeitmessung auch verzichtet werden und die im
des sogenannten »Anfangsritual« während des Auf- letzten Synchronisationsblock übertragene Zahl L
baus der Übertragungsstrecke und des Beginns der zur Einstellung der Laufzeit verwendet werden.
Übertragung vorgenommen werden. Zusätzlich kann Die geforderte Sicherheit des Rückkanals kann
vom Sender das Ergebnis seiner Messung auf den z. B. durch eine synchrone Quittungsübertragung erEmpfänger
übertragen werden und von diesem mit 15 reicht werden. Außerdem dauert jede Quittung so
seiner eigenen Messung verglichen werden. Der Emp- lange, wie ein Codeblock auf dem Hauptkanal. Zur
fänger kann aber auch vollständig auf eine eigene Aufrechterhaltung des Synchronismus kann z. B. die
Laufzeitmessung verzichten und den Wert L vom »Richtigquittung« darin bestehen, daß »0« und »1«
Sender mitgeteilt bekommen. alternierend übertragen werden und bei »Falschquit-
Das »Anfangsritual« kann z. B. folgenden Verlauf ao tung« in der gerade anliegenden Polarität verharrt
haben: die Sendestation beginnt die Übertragung mit wird. Eine andere Möglichkeit ist die, ein oder
der Aussendung von sogenannten Synchronisations- mehrere Zeichenwechsel pro Datenblock in einer de-
blöcken. Diese Blöcke können z. B. durch zulässige finierten Phasenlage als »Richtigquittung« auszu-
Codewörter des verwendeten Sicherungscodes gebil- senden und bei »Falschquittung« diese Phasenlage
det werden. Sie mögen zum Teil aus einem Festmuster as z. B. um 180° zu verschieben,
und zum Teil aus einem variablen Muster bestehen. Zur sicheren Auswertung jeder empfangenen Quit-
Das Festmuster dient zur Gewinnung des Block- tui4fo<
kann über die Quittungsdauer integriert werden
rasters des Sicherungscodes. Das variable Muster mit anschließender Mehrheitsentscheidung (»integrate
dient zur Übertragung von verschiedenen Informa- and dump«); die Integration kann sowohl analog als
tionen, z. B. von eventuell notwendigen Synchronisa- 30 auch durch Abtasten und Zählen erfolgen (digital),
tionszetchen des verwendeten Übertragungscodes, von Der eigentliche Übertragungsvorgang und der Wie-
Adreßzeichen zur Auswahl des richtigen Endgerätes derholmechanismus soll nun an Hand der F i g. 2
und ähnliches. Weiterhin kann darin der Sender dem näher erläutert werden. Zu Beginn der Übertragung
Empfänger das Ergebnis seiner Schleifenlaufzeitmes- seien die Speicher 4 und 10 der F i g. 1 mit Hilfe der
sung mitteilen. 35 Schalter 5 und 11 auf eine Kapazität von 7 Blöcken
Die ausgesendeten Synchronisationsblöcke mögen eingestellt, die der Länge der Schleifenlaufzeit ent-
zunächst abwechselnd Synchronisationszeichen und spricht, wobei davon ausgegangen wird, daß sich die
Adresse enthalten — wenn der variable Teil lang Schleifenlaufzeit während der Übertragung nicht we-
genug ist, auch beide gleichzeitig. An Hand dieser sentlich ändert. In Fig. 2 ist eine Schleifenlaufzeit
Synchronisationsblöcke nimmt der Empfänger zu- 40 vorausgesetzt, die L Blöcken entspricht,
nächst die Bit- und anschließend die Blocksynchroni- Horizontal ist die Zeit aufgetragen und vertikal
sation vor. Damit ist auch automatisch der Zeichen- nach unten die Wege, die die verschiedenen Signale
takt und die Endgeräteadresse bekannt. Ein Synchro- zu durchlaufen haben. Mit »Send. A« ist der Sender-
nisationsblock wird nur dann am Empfänger ange- ausgang bezeichnet, also die Schnittstelle zwischen
nommen, wenn eine Überprüfung durch Sicherheits- 45 Sender und Übertragungsleitung, mit »Empf. E« der
code und Signalqualitätsdetektor Fehlerfreiheit er- Empfängereingang, also die Schnittstelle zwischen
gab. Nach dem Empfang des ersten fehlerfreien Syn- Übertragungsleitung und Empfänger. Der Anfang der
chronisationsblockes beginnt der Empfänger im Zeitachse ist auf den Punkt gelegt, an dem der Be-
Blockraster »Richtigquittungen« über den Rück- ginn des Blockst, der als erster gestörter Block
kanal 14 auszusenden. 50 beim Empfänger eintrifft, auf die Leitung gegeben
Diese Quittungen dienen dem Sender zur Syn- wird. Der vorher ausgegebene Block ist mit 0 be-
chronisation des Rückkanals. Sobald diese erfolgt ist, zeichnet. Nach der Laufzeit des »Hinkanals« trifft
wird vom Sender ein Synchronisationsblock ausge- der Block 1 am Empfänger-Eingang ein, wird dort
sendet, dessen variabler Teil z. B. die Zahl »0« ent- als fehlerhaft erkannt und veranlaßt die Äussendung
hält. Diesem Block folgen Blöcke, die z. B. die Zahl 55 einer Falschquittung Q auf dem »Rückkanal« nach
»1« enthalten. Außerdem zählt der Sender alle ausge- Beendigung des Blocks 1. Am Ende des Rückkanals,
sendeten Blöcke, beginnend mit dem Block mit der das mit »Send. E« bezeichnet ist, kommt das Signal Q
Zahl »0« (Beginn der Laufzeitmessung). Sobald der während der Aussendung des 7. Blocks an und be-
Empfänger den Block mit der »0« erkannt hat, be- wirkt eine Unterbrechung (C/) der direkten Aussen-
ginnt er »Falschquittungen« auszusenden und zählt 60 dung am Ende dieses 7. Blocks. Statt des 8. (also des
sie (Beginn der Laufzeitmessung im Empfänger). [L +1 ]-ten Blocks) wird der 1. Block aus dem sender-
Nach Empfang der ersten »Falschquittung« seitigen Speicher nochmals (in der F i g. 2 mit Γ bestoppt
der Sender die Zählung: der Zählerstand ent- zeichnet) ausgesandt. Am Empfänger (»Empf. E«)
hält die der Schleifenlaufzeit entsprechende Zahl L. trifft also als (L+l)-ter Block der Block 1' ein und
•Diese Zahl, die größer als 1 ist, wird dem Empfänger 65 wird sofort unter Umgehung der Ausgabeverzögerung
mit dem nächsten Synchronisationsblock mitgeteilt des Empfängers an die Empfänger-Ausgabe
Nach diesem Block wird sofort mit der eigentlichen (»Empf. A«) gegeben. Die normal empfangenen
Übertragung begonnen. Blocks werden im Empfänger so lange verzögert, daß
um L Blocklangen).
Be. e.ner Anordnung gemäß Fig. ^
derholung eines falsch empfangenen Blocks die Ua ,enquelle 1 angehalten der SchaUer 1von£r Nor-
malstellvngN umgelegt in de Wiederhoisteiiung
und diener Block aus dem Speicher 4 «ntn°«
erneut codiert und ausgesendet. Nach diesem Block wird, vorausgesetzt es treffen
>>R.chng**tun*» «cn
sendet der Empfänger bis zum ungestörten
Empfang dieses Blockes nur Falschquittungen aus.
trnpa« zweitenmal gestört eintreffenden
^f^^^Tßlöcke widen also auf jeden
verworfen, da für die im Empfänger keine Spei-SerkSSS
vorhanden ist. Sobald der Sender für cnerKapa Wiederholanforderung
«, denselben Block Ae^ ^ χ ^ ^
ι,
Ate SKK rs»3
Eingabe in den Speicher 10 an wenn der■ u«prung
liehe, gestörte, an seinem Ausgang zur Ausgaoe
bereitsteht. An Stelle des ßesPe'cheJe.n alfe%°3
Blockes wird nun durch Umlegen der Schalter » una 12 in Stellung W der wiederholte Bbck ausgegeben
und zwar genau an der richtigen Stelle in den Daten
strom für die Senke eingefügt (der w.ederholte Block muß natürlich fehlerfrei sein).
Da bei diesem »vollsynchronen« System dies lbui
zeit bekannt und eine 9"/"""^ e wSrhoT-nügend
unwahrscheinlich ist, kann Je Wiedernm
menge auf das absolute Minimum, ™™ ^n 8
störten Block, beschränkt werden, ^e Wiederholung
muß auch nicht durch besondere Maßnahmen z. B. »Synchronisationszeichen« usw angekundigt und
markiert werden, wie dies bei bekannten Verfahren
der Fall ist. «·.,,··
Die beiden Speicher 4 und 10 sind fur
zu überbrückende Schleifenlaufzeit Lm„ |e
Damit der Empfänger »weiß«, wann der gestörte
Block am Ausgang von 10 anliegt ™%™*££ ™
schalter 9 und 12 umgeschaltet werden müssen, um
den wiederholten Block direkt auszu^n'__T^
zweckmäßigerweise jedem Informationsblatt d
stehend aus ^ Bits - nach der Deoodierung 8 ein
Quittungsbit vorangestellt, z. B. e.ne.0« fur >nchug<d
Ist der eingespeicherte Block jedoch >falsch«, so w,ra
nur die entsprechende Quittung z. B. eine »^U, im
Speicher 10 an der betreffenden Stelle eingesoeichert,
der Blockinhalt selbst jedoch nicht. Der ^cner ι«
besteht dann also aus Lm„ Abschnitten mit jeweils
k Bits ο r ^
E η kritischer Fall für das beschriebene System heg
dann vor, wenn der wiederholte Block nochmab»^
stört ist, da dann die Kapazität des EmpfangsspeKMre
10 überschritten wird. Es sind folgende Auswege möglich:
ί. Wenn zulässig, den Block fehlerhaft undi eventuell
mit einer Fehlemnark.erung markiert aus
2. Itn'zweiten, bzw. i (bei «-Wiederholung
desselben Blockes), Speicher entsprechend oem Speicher 10 vorsehen; bi
3. Die gesamte Übertragung so lange anhalten Dis
der gestörte Block sicher empfangen worden ist
Dies bedeutet zwar einen,gewissen Vertart an
Übertragungsrate, der jedoch im allgemeinen vernachlässigbar sein wird.
und die übertrasuns
rmal ortges^ ^ ^.^ oUen
ausgesendeten L-I Blöcke vom Empfänger sowies0 venvorfen
werden, besteht eine vorte.lhafte V... . darin anstatt dieser Blöcke immer w.e-
der oen t ^ Verfälschung ist
™™' inen weSentlich geringer, da in vielen
Uen mindestens einer von den L Blöcken ungestört
»5 Diese Variante ist vor allem bei großen Laufzeiten
^^ ^^ Mehrfachwiederholrate: sehr
Eine weitere verbesserung kann dadurch
daß ^ ^ eintreffenden (min.
errege nicht venvorfen sondern _ zu.
destens l; _ ichert werden. Aus diesen
3» J1«™ ^F ^ ^ ^ durch
h Zweckmäßig kann eine kombinierte Losung nacn
2. und 3. sein, z.B. derart, daß nach 5™er f™
Wiederholung die Übertragung angehalten wiiu der gestörte Block richtig übertragen «st.
J^ ^^ ^ ^ ^^ durch
eine "bitweise Majoritätsentscheidung rekonstruiert.
g£ J^n sowohl J nur für den Informationsteil als
h _ bei gesteigerter Sicherheit — für den gesam-Codeblo^k erfoigen; im
letzteren Fall wird dieser ekonstruierte Block nochmals vom Decodierer ge^ ^ ein zulässjges CodeWort darstellt
V Zu'r Maioritätsentscheidung kann man entweder die
eintreffenden Z Blöcke verwenden oder sie
^ bestimmten Schema auswählen,. ζ. Β nur
η ac ^.^ ^^ Die A ahl weiche
j ^ Rekonstruktion verwendet werden sol-
yom signaIqualitgtsdetektor getroffen
len,^^ ^ ^^ ^^ ^ die ^„„,„^ die einen
. Störungsgrad nicht überschreiten.
Des wdterhin können die {ür die Majontatsentschei-
Ηηησ heraneezocenen Bits noch vom Signalqualitats-
^^Jgfililfe eines »Zuverlässigkeitsmaßes«
dete ^ _ ^ _ ^75 . , je n h Störungsgrad ge.
werden Jst es dem Empfanger möglich, d«
^^^^ aus Z<LBlöcken immer nut ge
nüeender Sicherheit durchzuführen so braucht de
Sender nach dem Aussenden dieser Z gleichen Blocke Quittung nicht mehr abzuwarten und kann an
ließend sofort neue Information übertragen
TTntpr Umständen ist es technisch vorteilhaft, di
!^^uod 1β „icht i„ ftrer Speicherbv.
^ vaT\ahe\ zu gestalten, sondern sie als rein sta
tische Verzögerungsleitungen oder Schieberegister de
L auszuführen. Bei dieser Version werde
u 5^«^ im Empfänger (oder auch im Sende.
fc ^^ yariablen verzögerungsleitung ur
^ r.LBlöcke verzögert, so daß die gesamte Laul
zelt immer LmflI entspricht.
6s Bisher war vorausgesetzt, daß sowohl die Lau]
jm Sendef und 5m EmpFanger exakt ^301
ist und daß die Quittungen mit einer vernachlässis
^^ Fehlerhäufigkeit übertragen werden. Ist di(
nicht der Fall, so können sowohl unerwartete und unnötige Wiederholungen auftreten als auch angeforderte
Wiederholungen nicht ausgeführt werden. Es ist also fü> den Empfänger notwendig, daß er echte
Wiederholungen als solche erkennt. Dazu kann z. B. jeder übertragene Datenblock mit einem vorangestellten
Extra-Bit versehen werden, welches anzeigt, ob der Block wiederholt wird. Es kann auch jede
Wiederholung mit einem besonderen »Wiederholbeginn-Block« — dieser kann z. B. der bei Übertragungsbeginn
zur Blocksynchronisation verwendete »Synchronisationsblock« sein — eingeleitet
werden. Welche Methode zweckmäßiger ist, hängt vor allem von der zu erwartenden Wiederholrate ab. Zur
weiteren Kontrolle können im Empfänger die Blöcke und im Sender deren Quittungen modulo L gezählt
werden. Bei einer Wiederholung teilt der Sender dem Empfänger — z. B. im Wiederholbeginn-Block —
diese Nummer mit und der Empfänger vergleicht sie mit seiner eigenen.
Besonders kritisch ist der Fall, daß eine Falschquittung in eine Richtigquittung verfälscht wird, also
eine angeforderte Wiederholung nicht ausgeführt wird. Da dies der Empfänger erst nach der Laufzeit
merkt und dann erst wieder eine weitere Wiederholung anfordern kann, müssen so viele Laufzeitperioden
von Datenblöcken im Sender und im Empfänger abgespeichert werden können als dieselbe
Falschquittung hintereinander verfälscht werden kann.
Im allgemeinen wird es günstiger sein, durch geeignete Codierung die Verfälschung einer Falschin
eine Richtigquittung auf Kosten der Verfälschung einer Richtig- in eine Falschquittung genügend unwahrscheinlich
zu machen. In diesem Fall treten höchstens zuviel Wiederholungen auf, was weiter
keine Schwierigkeiten macht. Der Datendurchsatz wird dabei im allgemeinen nicht wesentlich verschlechtert.
Dies kann z. B. so geschehen, daß eine Quittung nur dann als »richtig« anerkannt wird, wenn sie von
ihrem Sollwert nur »geringfügig« (Schwelle vorgeben) abweicht. Übersteigt die Verzerrung der empfangenen
Quittung ein bestimmtes Maß, so wird sie als Falschquittung ausgewertet. Man kann aus Einfachheitsgründen auch auf die Quittungssynchronisierung im
Sender vezichten. Man überträgt dann zweckmäßigerweise z. B. für »richtig« die »0« und für »falsch« die
»1«. Die empfangenen Quittungen werden im Sender synchron zum Datenblockraster abgefragt. Vorteilhaft
wird man dabei wieder an die Richtigquittung härtere Bedingungen als an die Falschquittung stellen,
um das Vortäuschen der ersteren genügend unwahrscheinlich zu machen.
ao Da die empfangenen Quittungen im allgemeinen nicht mit dem Sendeblockraster phasengleich sind,
spielt bei der Auswertung einer Quittung auch noch die nachfolgende eine Rolle. Das heißt, es kommt
dann zu einer Wiederholung, wenn eine Quittung
und/oder die nachfolgende als Falschquittung interpretiert werden. Dies verschlechtert aber nur geringfügig
die Effektivität der Übertragung.
Zum Abschluß sei noch darauf hingewiesen, daß das vorgeschlagene System auch eine Voll-Duplex-
Übertragung zuläßt. Dabei enthalten die Datenblöcke in der einen Richtung die Quittungen über die Datenblöcke
in der anderen Richtung. Die Quittung kann z. B. als zusätzliches Zeichen in jedem Datenblock
enthalten sein (Verlust von einer Informationsstelle pro Block).
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. System nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß im Sender bei Anforderung einer
2. Wiederholung desselben Bk :kes unmittelbar nach seiner 1. Wiederholung dieser betreffende
Block mehrmals nacheinander ausgesendet wird, bis sein ungestörter Empfang mit einer entsprechenden
»Richtigquittung« vom Empfänger bestätigt wird und daß vom Empfänger nach Empfang
eines zum zweitenmal nacheinander gestör- *o ten Blockes die Ausgabe an die Senke eingestellt
und so lange »Falschquittungen« ausgesendet werden, bis der gewünschte Block ungestört eingetroffen
ist und daß alle nach dem zum zweitenmal gestörten Block innerhalb einer Laufzeit eintreffenden
Blöcke verworfen und nach dem dann ungestört eingetroffenen mehrfach wiederholten
Block eine Laufzeit lang »Richtigquittungen« ausgesendet und wieder alle folgenden einer Laufzeit
entsprechenden Blöcke verworfen werden, und daß dann die Übertragung fortgesetzt wird.
3. Schaltungsanordnung zur senderseitigen Codierung für ein System nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Quelle ausgegebene Information über einen Schalter
(2) in Blöcken von jeweils k Bits einem Codierer zugeführt werden, der diese Blöcke entsprechend
dem verwendeten Code in Codeblöcke der Länge η (n>k) codiert, die übertra
gen werden, und daß ein Speicher (4) vorgesehen ist, dem die Informationsabschnitte der Länge it
gleichzeitig eingespeichert werden, und der eine Kapazität für mindestens so viel (L) Blöcke zu je
k Bits besitzt, wie der Schleifenlaufzeit entspricht,
und daß Mittel vorgesehen sind, die wirksame Speicherkapazität L jeweils vor Beginn der gesicherten
Übertragung auf die Schleifenlaufzeit des Systems einzustellen, und daß weitere Mittel
vorgesehen sind, die bei Anforderung einer Wiederholung
durch den Empfänger mittete einer »Falschquittung« den nächsten zu codierenden
und auszusendenden Informationsblock nicht aus. der Quelle, welche währenddessen angehalten
wird, sondern durch Umlegen des Schalters (2) aus dem Speicher (4) entnehmen.
4. Schaltungsanordnung zur empfangsseitigen
Decodierung für ein System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Prüfung
der eintreffenden Datenbiöcke ein Decod^rer (8)
und/oder Störungsdetektor (15) auf Übertragunpfehler
vorgesehen ist, der bei Fehlerfreiheit eine »Richtigquittung« und sonst eine »Falschquittung«
auf einem Rückkanal (14) zum Sender aussendet, daß ein Speicher (10) vorgesehen ist, in
den die fehlerfreien Informationsblöcke der Länge k über einen Schalter (9) eingespeist werden,
und der eine Kapazität von mindestens L Abschnitten der Länge k enthält, daß Mittel zur
Einstellung der wirksamen Speicherkapazität auf die Schleifenlaufzeit L vorgesehen sind, daß Mittel
vorgesehen sind, die bei Erkennen von fehlerhaften Blöcken die als fehlerhaft angezeigten
Blöcke verwerfen und an ihrer Stelle nur die »Falschquittung« in den Speicher (10) eingeben,
und daß beim Erscheinen der »Falschquittung" am Ausgang dts Speichers (10) der gerade im
Decodierer zur Verfügung stehende wiederholte Block, falls dieser fehlerfrei ist, über Schalter (9)
und (12) direkt an die Senke ausgegeben wird.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2246826A DE2246826B2 (de) | 1972-09-23 | 1972-09-23 | System zur gesicherten blockweisen Übertragung von binär codierten Daten |
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DE2246826A DE2246826B2 (de) | 1972-09-23 | 1972-09-23 | System zur gesicherten blockweisen Übertragung von binär codierten Daten |
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