DE3408680A1 - Datenuebertragungssteuersystem - Google Patents
DatenuebertragungssteuersystemInfo
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Description
Anwaltsakte: 33 359
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Datenübertragungssteuersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und betrifft insbesondere
ein Datenübertragungssteuersysterriybei welchem
entfernte Sende-Empfangerstationen Bilder, digitale Daten und ähnliche Signale über eine analoge übertragungsleitung
mit Hilfe von Modems austauschen können.
Bei einer Datenübertragung über eine analoge übertragungsleitung,
wie beispielsweise eine Fernsprechleitung, ist es allgemein üblich, eine sogenannte Trainings- oder übungsfolge
für ein Modem durchzuführen, wenn eine Verbindung zwischen entfernten Sende-Empfängerstationen durch einen
Anruf hergestellt worden ist. Sobald sich verschiedene Parameter durch das Training oder die Übung nähern, wird
eine Prüfsignal-übertragungsfolge vor einer Informationsübertragung
durchgeführt, um eine Datenübertragungsgeschwindigkeit vorher festzulegen. Entsprechend dem von
der "Consultive Committee of International Telegraph and Telephone " (CCITT) empfohlenen Fasksimile-Übertragungssteuerverfahren,
der Empfehlung T. 30, wird ein Training
oder eine übung für ein Modem der Gruppe 3(G3) bestätigt,
und dann wird ein Trainingskontrollfeld (TCF) als ein Test- oder Prüfsignal zum Einstellen einer Datenübertragungsgeschwindigkeit
festgelegt. Das Trainingskontrollfeld (TCF) besteht aus einem Signal, in welchem für die Dauer
von 1,5s nacheinander Nullen erscheinen. Die Empfangsstation, welche das Trainingskontrollfeld (TCF) empfängt f
fordert, wenn viele * Übertragungsfehler festgestellt werden, die sendende Station auf,- die Datenübertragungsgeschwindigkeit
nach unten zu verschieben d.h. zu verringern.
Wenn, wie in der Empfehlung T.30 ausgeführt, ein Modem
in der Empfangsstation aufhört, sich den Prüfdaten anzu-
— 5 —
passen, welche ihr von der Sendestation für 1,5s mit beispielsweise
der übertragungsgeschwindigkeit von 9 600 Bits pro Sekunde (BPS) geliefert werden, zeigt dies die Empfangsstation
der Sendestation an, wohingegen dann die Sendestation auf die Mitteilung anspricht, in dem sie die Übertragungsgeschwindigkeit
auf 7200bps erniedrigt und dann dieselbe Prüffolge wiederholt. Wenn das Modem in der Empfangsstation
auch bei dieser Übertragungsfolge nicht mitkommt und ein weiteres Absenken von 4800 bps auf 2400 bps fordert^
werden allein für die Übersendung der Prüfdaten 6 Minuten
verbraucht. Die sich dadurch ergebende Zunahme der Gesamtprotokoll- bzw. der Gesamtprüfzeit ist unerwünscht, da
dadurch der Datenübertragungswirkungsgrad des gesamten Systems sinkt.
Mittlerweile ist ein Übertragungssteuersystem bekannt,
bei welchem Test-oder Prüfdaten mit allen Übertragungsgeschwindigkeiten,
welchen sich ein Modem anpassen kann, nacheinander von einer Sende- an eine Empfangsstation gesendet
werden; hierbei wird die Übermittlung solange wiederholt, bis die Empfangsstation einen Abgleich beendet
(offengelegte japanische Patentanmeldungen Nr. 52-94 715/1977 und 52-94 716/1977). Ein derartiges System ist jedoch überhaupt
nicht akzeptabel, da es auch vorkommen kann, daß, selbst nachdem ein Abgleich bei einer vorgegebenen übertragungsgeschwindigkeit
abgeschlossen worden ist, Testdaten mit niedrigeren Übertragungsgeschwindigkeiten gesendet werden,
wodurch dann die Gesamtprotokoll- oder Prufzeit wieder
zunimmt.
Die Erfindung soll daher ein Datenübertragungssteuersystem schaffen, bei welchem die Nachteile der herkömmlichen Systeme,
wie sie oben beschrieben worden sind, beseitigt sind und ein Training mit Übertragungsgeschwindigkeiten durchgeführt
w"; wird, welche ein Modem benutzen kann, ohne
dadurch die Protokoll- bzw. Testzeit zu verlängern. Ferner soll gemäß der Erfindung ein Datenübertragungssteuersystem
— ο —
geschaffen werden, das einem vorbestimmten Protokoll genügt
und welches, ohne daß die Protokollzeit zunimmt, ein Training mit Ubertragungsgeschwindigkeiten durchführt,
welchen sich ein Modem anpassen kann. Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Datenübertragungssystem nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Durch die Erfindung ist dann ein insgesamt verbessertes Daten-Übertragungssteuersystem
geschaffen.
Der in der nachfolgenden Beschreibung verwendete Begriff "Daten" sollte so verstanden werden, daß er nicht nur die
digitalen Daten, die für Digitalrechner verwendet werden, sondern auch die Signale einschließt, die durch Kodieren
von tonfrequenten Signalen, Videosignalen und ähnlichen analogen Signalen aufbereitet worden sind.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Nachrichtenübertragungssystems, bei welchem ein Datenübertra-
gungssteuersystem gemäß der Erfindung anwend
bar ist;
Fig. 2 ein funktionelles Blockdiagramm einer Sendeoder einer Empfangsstation, die mit dem erfindungsgemäßen
Datenübertragungssteuersystem
ausgestattet ist;
Fig. 3 und 4 FIußdiagramme, welche einen Übertragungssteuerfluß
gemäß der Erfindung darstellen;
Fig. 5A bis 5D Beispiele von Signalraum diagramm bzw. von
räumlichen Signalschaubildern, welche Daten-
signale zeigen, welche durch eine 8-phasige
Phasenmodulation geschaffen sind;
Fig. 6A und 6B FIußdiagramme, welche eine Abwandlung des
Übertragungssteuerflusses gemäß der Erfindung
darstellenι und
Fig. 7 ein Flußdiagramm, das Steuerflüsse wiedergibt, die in Sende- und Empfangsstationen durchgeführt
worden sind.
In Fig. 1 und 2 sind eine sendende Sende-Empfangsstation 100 und eine empfangende Sende-Empfangsstation 200 durch
eine übertragungsleitung 300 miteinander verbunden. Die
1^ Sendestation 100 oder die Empfangsstation 200 weisen ein
Faksimile- oder ähnliches Terminal bzw. En.dgerät 20 auf. Kodierte Daten werden von dem Terminal 2 3 an eine Ein-/
Ausgabe-(E/A-)Einheit 10 und umgekehrt angelegt. Ein Systemsteuerprozessor
(CPU) 12 überwacht in der gesamten Sende-
2^ Empfangsstation einschließlich dem Terminal 20 Übertragungsund
Verbindungssteuervorgänge. Vorzugsweise weist der Systemsteuerprozessor 12 einen Digitalprozessor auf.
Die Übertragungsleitung 300 ist eine analoge Übertragungsleitung,wie
beispielsweise eine Fernsprechleitung und kann in einer gewünschten Ausbildung, beispielsweise in Form
eines öffentlichen oder privaten Fernsprechnetzes, eines Schaltungsnetzwerks oder einer geleasten Schaltung vorliegen.
30
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Wesentliche Teile der Sende-Empfangsstation 100 oder 200
sind in Fig. 2 dargestellt. Die Station 100 oder 200 weist eine Sammel- oder Busleitung 14 auf, mit welcher
der Prozessor (CPU) 12, die E-/A-Einheit 10, ein digitaler cignalprozessor (DSP) 16 und eine analoge Kopplungsschaltung
(AIF) 18 verbunden sind. Die analoge Kopplungsschaltung paßt die übertragungsleitung 300 an, um als eine Kopplungs-
einheit zwischen der Station 100 oder 200 und der Leitung 300 zu dienen, während eine Umsetzung zwischen einem analogen
Signal auf der Leitung 300 und einem digitalen Signal in der Station 100 oder 200 durchgeführt wird.
Als eine Zentraleinrichtung des dargestellten Systems stellt der digitale Signalprozessor 16 eine Verarbeitungseinrichtung dar, welche mittels digitaler Signalverarbeitungen
verschiedene Funktionen durchführt, die für ein Modem notwendig sind und welche eine Trägerfeststellung,
eine zeitliche Extraktion, einen automatischen Schwundausgleich und einen automatischen adaptiven Abgleich einschließen.
Wenn das Terminal 20 beispielsweise einen Faksimilesende-Empfänger aufweist, führt der Prozessor (CPU) 12
gemäß dieser Ausführungsform eine übertragungssteuerung in dem nicht normierten Mode durch, welcher in der CCITT-Empfehlung
T.30 festgelegt ist.
In Fig. 3 ist beispielsweise eine Verbindung zwischen der Sendestation 100 und der Empfangsstation 200 durch einen
Anruf hergestellt. Wenn im Falle von nichtnormierten Anlagen ein NSF-Signal (ein Signal für eine nichtnormierte
Anlage) von der Empfangsstation 200 zu der Sendestation 100 zurückkommt, sendet der Prozessor (CPU) 12 in der
Sendestation 100 nach einem NSC-Signal (einem Befehlssignal für eine nichtnormierte Anlage) mittels des Digitalsignal-Prozessors
(DSP) 16 Prüf-Trainingsdaten 400 (Schritt 700 in Fig. 7).
Wie in Fig. 4 dargestellt, werden die Prüf-Trainingsdaten in der dargestellten Ausführungsform mit fünf verschiedenen
Ubertragungsgeschwindigkeiten übertragen, nämlich mit 14,4 kbps, 9,6 kbps, 7,2 kbps, 4,8 kbps und 2,4 kbps. Ein
Absenken der übertragungsgeschwindigkeit auf diese Weise ist vom Standpunkt des Wirkungsgrades her wünschenswert.
Bei der übertragungsgeschwindigkeit von 9,6 kbps werden
beispielsweise die Symbole von Segmenten 2,3 und 4, wie von der CCITT-Empfehlung V.29 vorgeschrieben ist , gesendet,
wobei die Gesamtsendezeit 233ms beträgt. Das gleiche gilt für die übertragungsgeschwindigkeit von 7,2kbps, und in
dieser speziellen Ausführungsform auch für die Übertragungsgeschwindigkeit
von 14,4 kbps, obwohl für die zuletzt angeführte Übertragungsgeschwindigkeit keine derartige Empfehlung
vorliegt. Für die Übertragungsgeschwindigkeiten von 4,8 kbps und 2,4 kbps werden die Symbole von Segmenten 3, 4 und 5,
1^ die von der CCITT-Empfehlung V.27ter vorgeschrieben sind,
gesendet, und die dabei verbrauchten Gesamtzeiten sind 708ms bzw. 943ms. In der vorliegenden Ausführungsform wird
der Träger für einen vorgegebenen Zeitabschnitt, der beispielsweise in der Größenordnung von 20ms liegt, zwischen
benachbarten Prüfdaten unterbrochen , welche unterschiedliche
Übertragungsgeschwindigkeiten darstellen, um eine Änderung in der übertragungsgeschwindigkeit anzuzeigen.
Insgesamt werden somit die Prüftrainingsdaten 4 00 über
einen Zeitabschnitt von 2430 ms übertragen. 20
In derEmpfangsstation 200 werden mittels des Digitalsignalprozessors
(DSP)16 verschiedene Funktionen wie diejenigen eines Modems mit Hilfe der Prüftrainingsdaten 400
einander angenähert. Zu diesem Zeitpunkt überprüft der Prozessor (DSP)16 den Funktionszustand, wie den eines Modems,
für jede der Übertragungsgeschwindigkeiten mittels eines Signalraumdiagramms bzw. eines räumlichen Signaldiagramms,
um dadurch festzustellen, ob ein normaler Empfang mit der Übertragungsgeschwindigkeit möglich ist
odernicht (Schritt 702 in Fig. 7) .
Im einzelnen mißt der Prozessor (DSP) 16 in der Empfangsstation 200 Signalraumvektoren der Prüftrainingsdaten 400,
und entsprechend dem Meßergebnis meldet die Sendestation s eine angemessene übertragungsgeschwindigkeit (Schritte
704 und 706 in Fig. 7) .
- 10 -
-ιοί Beieinem 8-phasigen Phasenmodulationssystein weist beispielsweise
das Signalraumdiagramm eines Signals, das von der Sendestation 100 an die übertragungsleitung 300 abgegeben
worden ist, acht Punkte (ideale Punkte) 6 00 auf, wie in Fig. 5A dargestellt ist, welche bezüglich der Phasendifferenz
(u/4) identisch sind und in gleichen Abständen von dem Ursprung O einer realen Achse (I) und einer imaginären
Achse (Q) angeordnet sind.
Wenn es sich über die übertragungsleitung 3 00 in Richtung
der Empfangsstation 200 ausbreitet, wird das Signal verschiedenen Arten einer Phasenverzögerung und Dämpfung ausgesetzt.
Wie in Fig. 5B und SC dargestellt, sind, solange Datenpunkte 6 04 von Signalraumvektoren verhältnismäßig
angrenzenden die idealen Punkte 600 der übertragenen Signalvektoren
verteilt sind, Informationssymbole, die in dem empfangenen Signal enthalten sind, leicht zu identifizieren.
Wenn sich jedoch die Datenpunktverteilung über einen beträchtlichen Bereich über die idealen Punkte 600 hinaus erstreckt,
wie beispielsweise in Fig. 5D dargestellt ist, hört eine genaue Identifizierung der Informationssymbole
auf. Der kritische Zustand für eine genaue Identifizierung ist, wie in Fig. 5C dargestellt, ein Zustand, bei welchem
die Datenpunkte 6 04 der empfangenen Signalvektoren in acht Kreisen 602 liegen, welche jeweils konzentrisch zu den
acht idealen Punkten 600 sind und einander berühren.
Sobald der kritische Zustand, der in Fig. 5C dargestellt ist, erreicht ist, bei welchem die Grenze zwischen benachbarten
Datenpunkten bis zu einem gewissen Grad identifizierbar ist, laufen verschiedene Parameter des Modems in der
Empfangsstation 200 im Laufe der Zeit infolge der automatischen adaptiven Abgleichfunktion allmählich zusammen
bzw. konvergieren. Dies ergibt sich oft bei dem in Fig. 5B dargestellten Zustand, bei welchem Daten mit Erfolg empfangen
werden.
- 11 -
In der Empfangsstation 200 steuert der Prozessor (DSP) 16 solche Raumsignalvek-toren des empfangenen Signals, um Abweichungen
oder Verschiebungen der Datenpunkte 604 von den idealen Punkten 600 zu sehen. Das heißt, der Prozessor
(DSP) 16 mißt die Abstände zwischen den jeweiligen Datenpunkten 604 der empfangenen Prüftrainingsdaten 400 und den
idealen Signalpunkten600 auf dem Signalraumdiagramm, um
dadurch festzustellen, ob das empfangene Signal in einem schlechten Zustand (Fig. 5D) oder in einem kritischen Zustand
war. Eine solche Unterscheidung zwischen dem guten Zustand (Fig. 5B), dem kritischen Zustand und dem schlechten
Zustand wird in dem Prozessor (DSP) 16 dadurch bewirkt, daß durch Digitalsignal-Verarbeitungen die Abstände
der Datenpunkte 604 des empfangenen Signals, das von der analogen Kopplungsschaltung (AIF) 18 eingegeben worden
ist, aus den idealen Punkten 600 auf dem Signalraumdiagramm berechnet werden, und daß dann der größte Abstand
mit dem Abstand zwischen benachbarten idealen Punkten 6 00 verglichen wird. Das heißt, wenn die Abweichung von dem
idealen Punkt 600 nicht größer ist als der halbe Abstand zwischen benachbarten idealen Punkten 600, werden Signale
mit der dann bestehenden übertragungsgeschwindigkeit normal empfangen.
Der Zentralprozessor (CPU) 12 in der Empfangsstation 200
gibt, wenn die normal empfangbare übertragungsgeschwindigkeit identifiziert worden ist (Schritt 704 in Fig. 7). ein
Anwortsignal 402 über den Prozessor (DSP) 16 an die Sendestation 100 zurück (Schritt 706). Das Antwortsignal 402
kann mit der übertragungsgeschwindigkeit von 300 bps gesendet werden, welche durch die Empfehlung T.30 empfohlen
worden ist, und enthält einen Befehl, welcher die übertragungsgeschwindigkeit
anzeigt, die durch den Prozessor (DSP) 16 der Empfangsstation 200 bestimmt worden ist. In
~ der Sendestation 100, welche das Antwortsignal 402 empfangen hat, beginnt der Zentralprozessor (CPU) 12 eine übliche
Folge, in. dem Faksimiledaten 404 von dem Faksimile-Terminal
— 1 1 _
I ^
200 mit der befohlenen übertragungsgeschwindigkeit übertragen
werden (Schritt 708 in Fig. 7).
Die Abgabe des Antwortsignals von der Empfangsstation
200 andie Sendestation 100 kann mit Hilfe eines Rückwärtskanals oder eines Tonsignals bewirkt werden. In einem solchen
Fall wird vorzugsweise ein anderes Frequenzband als die von den Modems besetzte Bandbreite benutzt. Wenn, wie
in Fig. 6A dargestellt, das Modem in der Empfangsstation 200 beispielsweise zu einem Zeitpunkt ti den Zustand bzw.
die Beschaffenheit für gut befunden hat, wird die identifizierte übertragungsgeschwindigkeit von der Empfangsstation
200 der Sendestation 100 befohlen und damit angefordert. Entsprechend diesem Befehl kann dann der Zentralprozessor
(CPU) 12 in der Sendestation 100 unmittelbar das Senden
der Prüftrainingsdaten 400 stoppen und mit dem Übertragen
von Faksimiledaten mit der befohlenen übertragungsgeschwindigkeit
beginnen. Diese Maßnahme dient dazu, die erforderliche Trainings- oder Übungszeit zu verkürzen.
Eine andere mögliche Anordnung gemäß der Erfindung besteht darin, daß, wie in Fig. 6B dargestellt, wenn erkannt worden
ist, daß sich das Modem in der Empfangsstation 200 beispielsweise zu einem Zeitpunkt ti in einem guten Zustand
befindet, und die indentifizierte übertragungsgeschwindigkeit
von der Empfangsstation 200 der Sendestation 100 gemeldet ist, der Zentralprozessor (CPU)12 in der Sendestation
100 mit dem Senden des restlichen Teils der Prüftrainingsdaten 400 fortfährt, während der Prozessor (DSP)
16 in derEmpfangsstation 200 entsprechend diesem Teil der Prüftrainingsdaten 400 bewirkt, daß die verschiedenen
Modemparameter zusammenfallen, um dadurch die Abweichung von den idealen Signalpunkten noch weiter zu verringern,
um dadurch die Empfangsaufbereitung zu verfeinern.
Durch die Erfindung ist somit ein Datenübertragungssteuersystem
geschaffen, welches bei Übertragungsgeschwindigkeiten,
- 13 -
welche ein Modem benutzen kann, eine Trainings- oder Ubungsfolge
in einer Prüfzeit durchführen kann, welche selbst mit einer üblichen Prüf- oder Testfolge aussöhnt. Somit
kann ein Training für die Übertragungsgeschwindigkeiten durchgeführt werden, die für ein Modem brauchbar sind,
welches einemvorbestimmten Protokoll genügt, und welches keine Zunahme in der Protokollzeit erfordert. Insbesondere
wenn der Leitungszustand häufige Erniedrigungen in der Übertragungsgeschwindigkeit nötig macht, welche bei hochschnellen
Modems verwendet wird und wenn es daher immer wieder zu einer Verringerung der Übertragungsgeschwindigkeiten
kommt, kann mit derErfindung die Protokollzeit mit Erfolg wirksam verkürzt werden.In der Praxis wird die
Wirkung der Erfindung bei einer Erhöhung der übertragungsgeschwindigkeit noch auffallender, und sie ist für Faksimileübertragungen
möglich, bei welchem beispielsweise 14,4 kbps-Modems
benutzt werden.
Ende der Beschreibung
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Claims (9)
- BERG ■ STAPF · SCHWABE SANDMAIRTENT \NW\n E MAUERKIRCHERSTRASSE 45 8000 MÜNCHEN 80 O H U O ü OAnwaltsakte: 33 359Ricoh Company, Ltd. Tokyo / JapanDatenübertragungssteuersystemPatentansprücheDatenübertragungssteuersystem für weit voneinander entfernte Sende-Empfangsstationen, um Daten über eine analoge übertragungsleitung durch Modems zu übertragen, welche wahlweise eine Anzahl Übertragungsgeschwindigkeiten benutzen, dadurch gekennzeichnet, daß(a) Prüftrainingsdaten, die eine Anzahl übertragungsgeschwindigkeitsdaten einschließen, von einer Sendestation an eine Empfangsstation übertragen werden;(b) ein Modem der Empfangsstation trainiert wird, wenn die Prüftrainingsdaten von der Empfangsstation empfangen werden;(c) eine übertragungsgeschwindigkeit ausgewählt wird, die einer Nachrichtenübertragung zwischen den Sende- und Empfangs-Stationen angemessen ist, indem eine Abweichung der von der Empfangsstation empfangenen Prüftrainingsdaten von idealen Datenpunkten auf einem Signalraumdiagramm gemessen wird;(d) die gewählte übertragungsgeschwindigkeit von der Empfangsstation der Sendestation mitgeteilt wird, und(e) Daten von der Sendestation mit der mitgeteilten übertragungsgeschwindigkeit übertragen werden.VIl/XX/Ktz - 2 -* (089) 98 82 72 - 74 Telex: 5 24 560 BERG d Bankkonten: Bayer. Vereinsbank München 453100 (BLZ 700 202 70)Telearamme (cable): Telekopierer: (089) 983049 Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swill Code: HYPO DE MM
- 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß das Senden der Prüftrainingsdaten beim Schritt (a) unmittelbar nach der Mitteilung beim Schritt (d) gestoppt wird.
- 3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Prüftrainingsdaten beim Schritt (a) sogar während der Mitteilung fortgesetzt wird.
- 4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine übertragungsgeschwindigkeit, die eingestellt worden ist, wenn die Abweichung beim Schritt (c) nicht größer als die halbe Strecke zwischen benachbarten idealen Datenpunkten ist, als die angemessene übertragungsgeschwindigkeit festgelegt wird.
- 5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitteilung beim Schritt (d) mit Hilfe eines sogenannten Rückwärtskanals bewirkt wird.
- 6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitteilung beim Schritt (d) mittels eines Tonsignals bewirkt wird.
- 7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-. net, daß die analoge Übertragungsleitung eine Fernsprechleitung ist.
- 8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüftrainingsdaten übertragungsgeschwindigkeitsdaten aufweisen, welche 14,4 kbps, 9,6 kbps, 7,2 kbps, 4,8 kbps und 2,4 kbps darstellen.
- 9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüftrainingsdaten ferner Daten aufweisen, welche zwischen die Datengeschwindigkeitsdaten eingefügt wordensind, umdie übertragungsgeschwindigkeitsdaten von-einander zu trennen, wobei die eingefügten Daten eine vorbestimmte Dauer haben.
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