CH629923A5

CH629923A5 - Method for data transmission in start-stop mode

Info

Publication number: CH629923A5
Application number: CH1283877A
Authority: CH
Inventors: Walter Wolfgarten
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1976-10-23
Filing date: 1977-10-21
Publication date: 1982-05-14
Also published as: SE423956B; SE7711841L; DE2648027C3; DE2648027A1; DE2648027B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Daten- 30 Übertragung im Start-Stop-Betrieb. The invention relates to a method for data transmission in the start-stop mode.

Das Verfahren findet Anwendung bei der Übertragung von Information von einem Sender zu einem Empfänger, wenn es dabei erforderlich ist, dass ein Gleichlauf zwischen Sender und Empfänger gewährleistet wird. Bei der Übertragung von Daten 35 im Start-Stop-Betrieb (Asynchronbetrieb) wird heute in der Regel über den gemeinsamen Datenblock ein einheitliches Codierungsschema zur Erfassung von Kanalstörungen verwendet. Ein besonderes Problem bildet im Start-Stop-Betrieb immer noch der Gleichlauf zwischen Sender und Empfänger. 40 Hierbei ist zu unterscheiden zwischen dem Gleichlauf des Datenblocks (Blocksynchronisierung) und dem Gleichlauf der einzelnen Schritte (Schrittsynschronisierung). Besonders einfache Synchronisierungen lassen sich mit pulslängenmodulier-ten Telegrammen erreichen. Da durch Variation der Zeichen- 45 länge beliebig viele deutlich unterscheidbare Schrittelemente erzeugt werden können, kann so ausser unterschiedlichen Schritten für die Binärzeichen 0 und 1 auch ein drittes Element zur Blocksynchronisierung verwendet werden. The method is used in the transmission of information from a transmitter to a receiver if it is necessary to ensure that the transmitter and receiver are synchronized. When data 35 is transmitted in start-stop mode (asynchronous mode), a common coding scheme is usually used today to detect channel interference via the common data block. The synchronization between transmitter and receiver is still a particular problem in start-stop operation. 40 A distinction must be made between the synchronization of the data block (block synchronization) and the synchronization of the individual steps (step synchronization). Particularly simple synchronizations can be achieved with pulse length modulated telegrams. Since any number of clearly distinguishable step elements can be generated by varying the character length, in addition to different steps for binary characters 0 and 1, a third element can also be used for block synchronization.

Ein Beispiel sei hierfür gegeben : 50 An example is given here: 50

Dauer des O-Signales eine Zeiteinheit, Duration of the O signal one time unit,

Dauer des 1-Signales drei Zeiteinheiten, Duration of the 1 signal three time units,

Dauer des Blocksynchronisierungssignales sechs Zeiteinheiten. Duration of the block synchronization signal six time units.

Die extrem häufigen Signalwechsel bei der Pulslängenmo- ss dulation erleichtern die Schrittsynchronisierung. Ein Nachteil dieser Modulationsart ist die hohe Telegrammlänge. Ein weiterer Nachteil ist die starke Schwankung der Telegrammlänge in Abhängigkeit vom Anteil der 1-Signale. The extremely frequent signal changes in pulse length modulation facilitate step synchronization. A disadvantage of this type of modulation is the long telegram length. Another disadvantage is the large fluctuation in the telegram length depending on the proportion of 1 signals.

Etwa gleiche Störsicherheit bei wesentlich kürzeren Teie- 60 grammlängen gestatten systematische Codes, beispielweise zyklische Codes (BHC-Codes). Einem beliebig langen codetransparenten Datenblock wird ein Korrekturzeichen bestimmter Länge angehängt. Die Länge des Korrekturzeichens gibt unmittelbar Auskunft über die Länge der erfassba- 65 ren Bündelstörer und zusammen mit der Länge des Datenblocks über die erzielte Hamming-Distanz d. Eine Schwierigkeit bei dieser Codierung besteht jedoch in der Erzeugung des Gleichlaufs. Wegen des grossen Transparentbereiches im Datenblock ist eine Synchronisierung über besondere Synchronisierwörter im allgemeinen nicht vorteilhaft, wird jedoch ein besonderes Zeichen zur Blocksynchronisierung verwendet, so kann sich dies wegen des im allgemeinen binären Charakters des Übertragungskanals nur durch eine unterschiedliche Dauer zu den 1-und O-Zeichen unterscheiden. Durch diese Massnahme sinkt im allgemeinen die zulässige Zeichenverzerrung, so dass bei extrem hohen als zulässig geforderten Zeichenverzerrungen die Telegraphiergeschwindigkeit (Schrittdauer) reduziert werden muss. Dadurch sinkt die Effizienz dieses Codierschemas. Da nur verhältnismässig wenige (im Grenzfall nur zwei) Zeichenwechsel zur Synchronisierung zur Verfügung stehen, entstehen hier zusätzliche Probleme. Durch Codespreizung, d.h. durch Verteilung der Redundanz über das Datenwort, kann die Anzahl der Signalwechsel innerhalb einer bestimmten Zeitdauer erhöht und der Transparentbereich reduziert werden. Hiermit erleichtern sich sowohl die Blocksynchronisierung als auch die Schrittsynchronisierung, beides jedoch auf Kosten der effektiven Übertragungsgeschwindigkeit. Systematic codes, for example cyclic codes (BHC codes), permit roughly the same level of interference immunity with much shorter part 60 gram lengths. A correction character of a certain length is appended to an arbitrarily long code-transparent data block. The length of the correction sign provides immediate information about the length of the detectable bundle disturbance and, together with the length of the data block, about the Hamming distance d achieved. One difficulty with this coding, however, is the generation of synchronism. Because of the large transparent area in the data block, synchronization via special synchronization words is generally not advantageous, but if a special character is used for block synchronization, this can only be achieved due to the generally binary nature of the transmission channel due to the different duration of the 1-and O- Distinguish characters. This measure generally reduces the permissible character distortion, so that if the character distortion required is extremely high, the telegraphing speed (step duration) must be reduced. This reduces the efficiency of this coding scheme. Since only relatively few (in the limit case only two) character changes are available for synchronization, additional problems arise here. By spreading the code, i.e. by distributing the redundancy over the data word, the number of signal changes within a certain period of time can be increased and the transparent area reduced. This simplifies both block synchronization and step synchronization, but both at the expense of the effective transmission speed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Datenübertragung zu schaffen, das einen Gleichlauf des Datenblockes (Blocksynchronisierung) und einen Gleichlauf der einzelnen Schritte (Schrittsynchronisierung) gewährleistet, die Sicherung eines beliebig langen Datenblickes ermöglicht, ohne die Übertragungsgeschwindigkeit des Telegrammes zu reduzieren. The invention has for its object to provide a method for data transmission that ensures synchronism of the data block (block synchronization) and synchronization of the individual steps (step synchronization), the backup of any length of data view enables without reducing the transmission speed of the telegram.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass das zu übertragende Telegramm in mindestens zwei Teiltelegramme aufgespalten wird, dass das erste Teiltelegramm zur Block- und Schrittsynchronisierung immer auf konstanter Länge gehalten wird, dass das sich daran anschliessende zweite Teiltelegramm in der Länge variabel ist, dass zur Sicherung des zweiten Teilte-legrammes Prüfzeichen eines zyklischen Codes angehängt werden, dass der Gleichlauf des zweiten Teiltelegrammes durch das erste Teiltelegramm gewährleistet wird, und dass sowohl das erste als auch das zweite Teiltelegramm durch ein Schlusszeichen abgeschlossen wird. The object of the invention is achieved in that the telegram to be transmitted is split into at least two sub-telegrams, that the first sub-telegram for block and step synchronization is always kept at a constant length, that the subsequent second sub-telegram is variable in length that To secure the second partial telegram, test characters of a cyclic code are attached, that the synchronism of the second partial telegram is guaranteed by the first partial telegram, and that both the first and the second partial telegram are terminated by a closing character.

Gemäss einem Ausführungsbeispiel ist in vorteilhafter Weise das erste Teiltelegramm pulslängenmoduliert. Für den Bereich der Pulslängenmodulation des zu übertragenden Telegrammes wurde eine Startzeichendauer von sechs Zeiteinheiten, eine Kurzzeichendauer (O-Schritt) von einer Zeiteinheit und eine Langzeichendauer (1-Schritt) von drei Zeiteinheiten gewählt. Das erste Teiltelegramm wird durch ein Schlusszeichen beendet, an das sich nach einem Trennschritt das zweite Teiltelegramm anschliesst. Das zweite Teiltelegramm ist von variabler Länge und wird durch Prüfzeichen eines sich daran anschliessenden zyklischen Codes gesichert. Der Gleichlauf des zweiten Teiltelegrammes wird bereits durch das erste Teiltelegramm sichergestellt. Das zweite Teiltelegramm wird ebenfalls durch ein Schlusszeichen beendet. According to one embodiment, the first partial telegram is advantageously pulse-length modulated. A start character duration of six time units, a short character duration (O-step) of one time unit and a long character duration (1-step) of three time units were selected for the area of pulse length modulation of the telegram to be transmitted. The first partial telegram is terminated by a closing character, which is followed by the second partial telegram after a separation step. The second partial telegram is of variable length and is secured by the test characters of a subsequent cyclic code. The synchronization of the second partial telegram is already ensured by the first partial telegram. The second partial telegram is also ended with a closing character.

In einem anderen Ausführungsbeispiel wird die Block- und Schrittsynchronisierung im ersten Teiltelegramm mit verhältnismässig einfachen Mitteln sichergestellt. Da die Nachteile einer Längenmodulation, nämlich die vom Inhalt des Telegrammes abhängige Telegrammdauer und ein niedriger effektiver Datenfluss nur für den geringen Bereich des ersten Teiltelegrammes gilt, fallen sie nicht ins Gewicht. Die Längeninformation des zweiten Telegrammteiles ist in diesem Ausführungsbeispiel durch das längenmodulierte erste Teiltelegramm in sich gesichert, es können auf einfache Art und Weise zusätzliche Zeichen zur Erhöhung dieser Sicherheit eingebaut werden. Diesem ersten Teil schliesst sich der eigentliche Datenteil variabler Länge an, der mit Hilfe eines zyklischen Codes optimal gesichert werden kann. Für das gesamte Telegramm können hier isochrone Zeichenverzerrungen von bis zu 50% zugelassen werden. In another exemplary embodiment, block and step synchronization in the first partial telegram is ensured with relatively simple means. Since the disadvantages of length modulation, namely the telegram duration dependent on the content of the telegram and a low effective data flow only apply to the small area of the first partial telegram, they are insignificant. In this exemplary embodiment, the length information of the second part of the telegram is secured in itself by the length-modulated first part of the telegram; additional characters can be installed in a simple manner to increase this security. This first part is followed by the actual data part of variable length, which can be optimally secured using a cyclic code. Isochronous character distortions of up to 50% can be allowed for the entire telegram.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, wobei die Figur schematisch die Form des zu übertragenden Telegramms zeigt. An exemplary embodiment of the invention is described below, the figure schematically showing the shape of the telegram to be transmitted.

Das zu übersendende Datentelegramm kann in einer etwas variierten Form der Sende- und Empfangseinrichtung, die aus der DE-OS 24 27 794 bereits bekannt ist, erstellt, gesendet und empfangen werden. Das zu übertragende Datentelegramm ist in ein pulslängenmoduiiertes Teiltelegramm 1 und in ein den Datenteil variabler Länge umfassendes Teiltelegramm 2 aufgespalten. Das erste Teiltelegramm 1 ist pulslängenmoduliert. Es beginnt mit einer Startzeichendauer 3 von sechs Zeiteinheiten. Daran schliesst sich die Längeninformation 4 an. Die wird durch eine Kurzzeichendauer (O-Schritt) von einer Zeiteinheit und einer Langzeichendauer (1-Schritt) von drei Zeiteinheiten gebildet. Die Dauer To des kleinsten Schrittes ist in die Figur eingezeichnet. To ist definiert als: 1/Schrittgeschwindigkeit. Bei einer Pulslängenmodulation besteht auch die Möglichkeit, eines unganzzahligen Verhältnisses der einzelnen Schritte der Pulslängenmodulation untereinander. Die Längeninformation ist durch das längenmodulierte erste Teiltelegramm in sich gesichert, es können jedoch auf einfache Art und Weise zusätzliche Zeichen zur Erhöhung dieser Sicherheit eingebaut werden. Diese Zeichen werden an die Längeninformation angehängt. Das erste Teiltelegramm 1 wird durch ein Schlusszeichen 5 abgeschlossen. Zwischen dem ersten Teiltelegramm 1 und dem zweiten Teiltelegramm 2 liegt ein Trennschritt 6, an den sich der Datenteil 7 des zweiten Teiltelegrammes anschliesst. Der Datenteil 7 enthält entsprechend der im ersten Teiltelegramm eingegebenen Länge eine bestimmte Anzahl kleinster Dateneinheiten zu beispielsweise je 8 bit (8 bit = 1 s byte). Im folgenden Fall soll beispielsweise der Datenteil 7 eine Information von 7 byte = 56 bit enthalten, d.h. einen 56 Zeiteinheiten dauernden Datenteil. Die zu übertragenden Daten werden durch nachzusendende Prüfzeichen 8 eines zyklischen Codes gesichert. Die Anzahl der nachzusehenden Prüfzeichen io 8 richtet sich nach der Anzahl der zu übertragenden Informationsbits 7, sowie der gewünschten Übertragungssicherheit. The data telegram to be transmitted can be created, transmitted and received in a somewhat varied form of the transmitting and receiving device, which is already known from DE-OS 24 27 794. The data telegram to be transmitted is split into a partial telegram 1 modulated in pulse length and a partial telegram 2 comprising the variable-length data part. The first partial telegram 1 is modulated by pulse length. It starts with a start character duration 3 of six time units. This is followed by length information 4. This is formed by a short character duration (O step) of one time unit and a long character duration (1 step) of three time units. The duration To of the smallest step is shown in the figure. To is defined as: 1 / walking speed. With pulse length modulation, there is also the possibility of an integer ratio of the individual steps of the pulse length modulation to one another. The length information is secured in itself by the length-modulated first partial telegram, but additional characters can be built in in a simple manner to increase this security. These characters are appended to the length information. The first partial telegram 1 is terminated with a closing character 5. Between the first partial telegram 1 and the second partial telegram 2 there is a separation step 6, to which the data part 7 of the second partial telegram follows. Depending on the length entered in the first partial telegram, the data part 7 contains a certain number of smallest data units, for example 8 bits each (8 bits = 1 s byte). In the following case, for example, data part 7 should contain information of 7 bytes = 56 bits, i.e. a data part lasting 56 units. The data to be transmitted are secured by test characters 8 of a cyclic code to be forwarded. The number of check marks io 8 to be checked depends on the number of information bits 7 to be transmitted and the desired transmission security.

In gleicher Weise wie die Sicherung der Datenbits, lässt sich auch die Längeninformation 4 des Teiltelegrammes 1 sichern. Das zweite Teiltelegramm 2 wird durch ein Schlusszei-15 chen 9 beendet. Die Länge des Datenteils 7 kann wie schon erwähnt variabel gehalten werden und ist nicht auf die hier im Beispiel benutzten 56 bit begrenzt. The length information 4 of the partial telegram 1 can also be saved in the same way as the backup of the data bits. The second partial telegram 2 is ended by a closing character 9. As already mentioned, the length of the data part 7 can be kept variable and is not limited to the 56 bits used here in the example.

Die hier gewählten Formen der Codesicherung wie Längenmodulation und BCH-Codierung sind nur als Beispiele zu 20 verstehen. Es kann statt der beschriebenen Längenmodulation mit unterschiedlicher Schrittdauer auch eine solche mit konstanter Schrittdauer oder der Bi-Phase-Code verwendet werden. Wesentlich ist hier lediglich, dass der verwendete Code häufige Signalwechsel bietet und durch ein besonderes Zeichen 25 die Blocksynchronisierung erleichtert. The forms of code security chosen here, such as length modulation and BCH coding, are only to be understood as examples of 20. Instead of the described length modulation with different step duration, one with constant step duration or the bi-phase code can also be used. It is only essential here that the code used offers frequent signal changes and that block synchronization is facilitated by a special character 25.

G G

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

629923

PATENT CLAIMS

1. Method for data transmission in start-stop operation, characterized in that the telegram to be transmitted is split into at least two partial telegrams (1 and 2), that the first partial telegram (1) for block and step synchronization is always at a constant level Length is maintained, that the subsequent second partial telegram (2) is variable in length, that to secure the second partial telegram (2) test characters of a cyclic code are attached, that the synchronism of the second partial telegram (2) is OK by the first partial telegram (1) is guaranteed and that both the first and the second partial telegram (1 and 2) are terminated by a closing character.

2. The method according to claim 1, characterized in that

that the first partial telegram (1) is pulse-length modulated and is formed from 15 a start character duration of six time units, a short character duration of one time unit and a long character duration of three time units.

3. The method according to claim 1, characterized in

that the second partial telegram (2) has a length corresponding to the length entered in the first partial telegram, each word comprising 8 bits = 1 byte, and that the second partial telegram is connected to the first partial telegram after a separation step.

25th