DE2246826B2

DE2246826B2 - System zur gesicherten blockweisen Übertragung von binär codierten Daten

Info

Publication number: DE2246826B2
Application number: DE2246826A
Authority: DE
Inventors: Max Dipl.-Ing. 7901 Dellmensingen Proegler
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1972-09-23
Filing date: 1972-09-23
Publication date: 1974-08-08
Also published as: DE2246826A1; FR2200707B1; GB1442357A; FR2200707A1; US3879577A; DE2246826C3; NL7313078A

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- p_rw 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 L_max 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<L_max). 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- tui4_fo< 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 Emp}fänger bis zum ungestörten Empfang _{dieses Blockes nur} Falschquittungen aus. trnpa« zweitenmal gestört eintreffenden

^f^^^Tßlöcke widen also auf jeden _verworf_en, 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 ß^esP^e'^cheJ^e.ⁿ _alf_e%°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 L_m„ |_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 L_m„ 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 so_{wies0 ve}nvorfen werden, besteht eine vorte.lhafte V... . _{darin anstatt} dieser Blöcke immer w.e-

der oen _t ^ _{Verfälschung ist}

™™' _{inen weS}entlich geringer, da in vielen _{Uen mindesten}s 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 wer}den. 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 erfo}i_{gen; im} letzteren Fall wird dieser ekonstruierte Block nochmals vom Decodierer ge^ ^ _{ein zulässjges CodeW}ort darstellt

^V _Zu'_r Maioritätsentscheidung kann man entweder die eintreffenden Z Blöcke verwenden oder sie ^ _{bestimmten Schema ausw}ählen,. ζ. Β nur

η ac ^.^ ^^ _{Die A ahl we}ich_e

j ^ _{Rekonstruktion} verwendet werden sol-

_{yom signaIqualit}gtsdetektor 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 Em}p_fanger möglich, d« ^^^^ _{aus Z<L}Blöcken immer nut ge nüeender Sicherheit durchzuführen so braucht de Sender nach dem Aussenden dieser Z gleichen Blocke Q_uittung 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 L_mflI entspricht.

6s Bisher war vorausgesetzt, daß sowohl die Lau] _{jm Sendef und 5m EmpFanger exakt} ^₃₀₁

_{ist und da}ß 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

246 Patentansprüche: U System zur gesicherten blockweisen Übertragung binSr codierter Daten von einem Sender s zu einem Empfänger mit Fehlerkorrektur durch RückObertragung von »Richtig«- und »Falsch«- Quittungen Über einen Rückkanal vom Empfänger zum Sender und nochmalige Aussendung mindestens jedes durch eine Falsch-Quittung als ge- to stört empfangen gemeldeten Datenblocks aus einem senderseilig vorgesehenen Speicher, der mindestens die zuSefcrt während einer vollen Schleifenlauizeit (Hin- und Rück-Kanal) des Systems ausgesandten !,Datenblöcke aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß empfangsseitig Verzögerangsmittei für eine Anzahl L Datenblöcke vorgesehen sind, derart, daß die empfangenen Blöcke erst um mindestens L Blöcke verzögert ausgegeben werden, und daß bei Emp- »0 fang eines ersunals fehlerhaften Blockes nur dieser verworfen wird und die Rücksendung einer Falschquittung zum Sender bewirkt wird, daß der um L Blöcke später eintreffende (L+l)-te Block geprüft wird, und bei Fehlerfreiheit dieser Block as an Stelle des verworfenen unter Umgehung der Verzögerungsmittel direkt ausgegeben wird, und daß am Sender nach Erhalt einer Falschquittung nur der um L Blöcke vorher ausgesendete Block aus dem senderseitig vorgesehenen Speicher wiederholt ausgesendet wird.

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.