DE1154657B - Verfahren zur Datenuebertragung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Datenübertragung mit Fehlerkorrektur.

Es sind Verfahren bekannt, bei denen die zu übertragenden Informationen in Form von Blocks bestimmter Länge übertragen werden. Jeder Informationsblock besteht aus einer bestimmten Anzahl von Zeichen, und die Blockeinteilung geschieht willkürlich, also ohne Rücksicht auf irgendwelche vorhandenen natürlichen Teilungen in der Information. Die Fehlererkennung erfolgt in bekannter Weise, z. B. durch Paritätsprüfung der redundanten Information des gesendeten und des empfangenen Blocks. Wird bei der Prüfung der Redundanz ein Fehler in der Übertragung festgestellt, so erfolgt eine Fehlerkorrektur durch Wiederholen des jeweils übertragenen Informationsblocks.

Um diese bekannten Verfahren durchführen zu können, war bisher ein umfangreiches und damit teures Steuer- und Überwachungssystem auf der Sende- und auf der Empfangsseite notwendig, um — wenn notwendig — eine Wiederholung durchzuführen und die Gegenstelle zu informieren, welcher Block wiederholt wird, und wann die normale Übertragung der nächsten Blocks wieder beginnt. Es mußte außerdem zwischen normalen Zwischenräumen innerhalb einer Information und einer Pause wegen Wiederholung eines fehlerhaft übertragenen Blocks unterschieden werden.

Die Aufgabe der Erfindung ist nun, ein einfaches Übertragungsverfahren zu schaffen, das den bisher notwendigen Aufwand vermeidet und außerdem noch zusätzliche Vorteile in der Betriebsweise bietet.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Datenübertragung mit Fehlerkorrektur geschaffen worden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß auf der Sendestation dem auszusendenden Informationsblock eine Folgenummer zugeordnet wird, daß der ausgesendete Block mit der dazugehörenden Folgenummer in einem Hilfsspeicher gespeichert wird, daß auf der Empfangsstation eine erste Prüfeinrichtung die Signale des empfangenen Blocks prüft und Steuersignale an die Sendestation zurückgibt, in der eine zweite Prüfeinrichtung diese zurückkommenden Prüfsignale auswertet und entscheidet, ob eine Wiederholung des noch im Hilfsspeicher gespeicherten Blocks notwendig ist, und daß bei einer eventuell notwendigen Wiederholung des noch gespeicherten Blocks die Folgenummer dieses wiederholten Blocks abgeändert wird, und daß in der Empfangsstation die Störung der normalen Reihenfolge der Folgenummern als Kriterium ausgewertet wird und anzeigt, daß es sich bei dem empfangenen Block Verfahren zur Datenübertragung

Anmelder:

International Standard Electric Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart W, Rotebühlstr. 70

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 24. Juni 1960 (Nr. 22 221)

Esmond Philip Goodwin Wright, London,
ist als Erfinder genannt worden

um eine Wiederholung eines früher übertragenen Blocks handelt.

Die Redundanz kann entweder in die Vorwärtsoder in die Rückwärtsrichtung gesendet werden. Wird sie in die Vorwärtsrichtung gesendet, so wird ein »Angenommen«- oder »WiederholungSÄ-Zeichen (oder Gruppe von Zeichen) in die Rückwärtsrichtung gesendet. Wird die Redundanz jedoch in die Rückwärtsrichtung gesendet, so kann die an den zu übertragenden Block geheftete Folgenummer dafür dienen, die Richtigkeit, oder im anderen Falle die Notwendigkeit zur Wiederholung eines früher empfangenen Blocks anzuzeigen. Die Folgenummer enthält für die Empfangsstation die Aussage, ob die Sendestation einen nächsten Block aussenden wird oder ob sie einen vorhergegangenen Block wiederholen wird, weil ein Fehler bei der Übertragung aufgetreten war. Die Sendestation muß in Abhängigkeit von der Redundanz, die von der Empfangsstation zurückkommt, selbst entscheiden, ob es notwendig ist, einen früheren Block zu wiederholen, bevor sie entscheidet, welche nächstfolgende Nummer dem nächstzuübertragenden Block beigefügt wird.

Die Folgenummern bestehen zweckmäßigerweise aus kurzen Folgen sich periodisch wiederholender Nummern.

Wird festgestellt, daß eine wiederholte Übertragung notwendig ist, so wird die regelmäßige Folge der

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Nummern geändert, um die Wiederholung anzuzeigen. Eine der Möglichkeiten, dieses durchzuführen, ist die, alle binären Glieder der nächsten Folgenummer umzukehren, also den Komplementärwert zu bilden. Die Umkehrung ist leicht durchzuführen und auszusenden und ebenso leicht zu erkennen. Die Wahrscheinlichkeit, daß Leistungsstörungen die Empfangsstation einen Fehler machen lassen könnten, ist dadurch sehr gering, daß jede der Folgenummern aus mindestens zwei und vorteilhafterweise drei Elementen besteht, so daß zwei oder drei Veränderungen notwendig sind, um eine völlige Umkehrung der Nummer zu erreichen. Die Folgenummern sind als Teil dem gesamten Informationsblock eingegliedert zu dem Zweck, die Redundanz zu berechnen. Sollte ein Fehler auftauchen, so daß ein Wiederholungssignal falsch ausgewertet wird, welches wegen der mehrstelligen Folgenummern jedoch nur selten auftritt, so sind Vorkehrungen getroffen, um Alarm zu geben, weil die Sende- und Empfangsstationen dann unter- ao schiedliche Folgenummern verarbeiten und deshalb nicht übereinstimmen können.

Die Verwendung von Folgenummern ermöglicht es erst, kontinuierlich eine Folge von Impulsen zu senden, so daß irgendeine Unterbrechung in dieser Folge das Ende einer Nachricht oder irgendwelche ungewöhnlichen Vorgänge anzeigen kann, die untersucht werden müssen. Bei bisher bekannten Systemen war man gezwungen, eine Pause einzufügen, um anzuzeigen, daß eine Wiederholung und Aufschiebung der regelmäßigen Übertragung erfolgt.

An Hand der beiden Fig. 1 und 2 wird nun der Gegenstand der Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild des ausgeführten Daten-Übertragungssystems,

Fig. 2 eine Ausführungsform der verwendeten Zählkreise für die Prüfung der Folgenummern.

Es wird bemerkt, daß bereits eine kleine Anzahl von Folgenummern ausreicht. So besteht z. B. die Wahl zwischen vier oder acht Folgenummern, wobei die Anzahl dadurch bestimmt wird, ob zwei oder drei verwandelbare Stellen verwendet werden. Solche Gruppen bestehen entsprechend aus den folgenden Nummern: 00, 10, 11, 01 oder 000, 001, 010, 011, 110, 111, 100, 101 in der gezeigten Reihenfolge. Erwartet die Empfangsstation in der Reihenfolge als nächste z. B. die Nummer 110, empfängt jedoch statt dessen die Nummer 001 (Komplementärwert von 110), so bedeutet dies, daß als nächstes nicht der Block der normalen Reihenfolge übertragen wird, sondern eine Wiederholung eine früheren Blocks, wie z. B. 010, erfolgt.

Um noch sicherer in der Übertragung der Folgenummern zu gehen, ist es möglich, die Nullen und Einsen entsprechend in einem Code wie 01 und 10 zu übertragen, so daß jetzt z. B. die Folgenummer 010 statt dessen als 01 10 01 übertragen wird. Dieses wird jedoch sehr selten ausgeführt.

Bei einer Störung in der Regelmäßigkeit der Folgenummern kann die Empfangsstation nicht eindeutig feststellen, ob Fehler in der Übertragung der Daten aufgetreten sind oder ob die gleichzeitig übertragenen Folgenummern gestört wurden. Wird eine ganze Folgenummer durch Leitungsstörungen umgekehrt, so wird dieser Block wiederholt, ohne daß dieses notwendig war. So sollte der Empfang der Nummer 001 an Stelle von 110 bedeuten, daß ein früherer Block, wie 010, wiederholt werden sollte. Wenn nach einer solchen falschen Wiederholung die Sendestation dauernd die Folgenummer 111 aussendet, während die Empfangsstation 011 erwartet, so wird dieses zu keinem Erfolg führen. Man wird daher für den Fall Vorsorge treffen, ein Alarmsignal zu geben.

Der Verteiler an der Empfangsstation, der die nächste Folgenummer anzeigt, die als nächste empfangen werden müßte, schaltet jedesmal eine Stufe weiter, wenn die erwartete Folgenummer empfangen wird. In der Praxis kann der betreffende Informationsblock falsch übertragen worden sein, oder es kann sich ein Fehler in dem zurückgesendeten Signal befinden, so daß also die Sendestation wiederholen mußte. Wird die richtig erwartete Folgenummer wiederholt, so akzeptiert die Empfangsstation die Wiederholung.

Empfängt aber die Empfangsstation eine Folgenummer, die weder richtig noch eine Wiederholung ist, so kann vorgesehen werden, daß der Verteiler nicht weitergeschaltet, sondern zwei aufeinanderfolgende Blocks abwartet. Hierdurch wird angezeigt, ob das erste unerkennbare Signal eine Wiederholung war oder nicht. Diese wahlweise Einrichtung kann auch allgemein, also ohne Umkehrung der Folgenummern, verwendet werden. Für ein Duplexsystem kann es auch von Vorteil sein, den nächsten Datenblock auszusenden, bevor die Prüfung des vorhergehenden zu Ende ist. Dieses würde bedeuten, daß eine Wiederholung nicht den letzten, sondern den vorletzten Block betrifft.

Die folgende Beschreibung bezieht sich jetzt auf die Fig. 1 der Zeichnungen.

In der Sendestation wird die primäre Information in einem Primärspeicher 1, z. B. einem Streifenlocher, gespeichert. Über einen ersten Leser 2 wird ausgelesen und dieses Signal über einen Schalter SW entsprechend der gezeichneten Schaltstellung einer Taktgeber- und Umsetzereinheit 6 zugeleitet, wo es in entsprechender Weise zur Leitungsübertragung umgeformt wird. Die letztere Einheit ist eine elektronische Verarbeitungseinrichtung, die die Folgenummer für einen auszusendenden Block bestimmt und diese dem Signal aus dem Leser zufügt. Es werden diese Signale in einen 7stelligen synchronen Code oder in einen 7¹/astelligen Start-Stop-Code umgewandelt. Der gesamte Block kann sechs Folgenummern-Elemente und zwölf 7stellige Zeichen enthalten.

Die Signale gelangen über ein Leitungsrelais HN auf die Übertragungsleitung und ebenso zu einem HilfsSpeicher 3 für die Speicherung eines jeden Blokkes, der gesendet (oder wiederholt gesendet) wurde. Ein zweiter Leser 4 dient zum Herauslesen der Information aus dem Hilfsspeicher 3 und gibt über den Schalter SW sein Ausgangssignal über die Einheiten 6 und 7 weiter an die Leitung. Eine Prüfeinheit 5, die mit den beiden Datenlesern zusammenarbeitet, speichert die Redundanz, die zu dem ausgesendeten Block gehört, und vergleicht sie mit der von der Empfangsstation zurückkommenden Redundanz.

Im einfachsten Falle kann diese Prüfeinheit ein einfacher binärer Zähler sein, der die gerade oder ungerade Parität des Blockes speichert. Die von der Empfangsstation zurückkommenden Prüfsignale werden nach dem Vergleich dazu benutzt, zu bestimmen, von welchem Datenleser (vom normalen Leser 2 oder vom Hilfsleser4) der nächste zu übertragende Block gestellt werden soll.

Eine einfache Form einer Folgenummern-Prüfeinheit (für die Sendestation und für die Empfangsstation) kann mit drei binären Zählern (s. Fig. 2) ausgeführt werden. Diese Folgenummern-Prüfeinheit ist so ausgebildet, daß eine Folge von acht Nummern, die aus drei abwandelbaren Elementen bestehen, verarbeiten kann. Der Zähler 3 C wird durch einen Impuls P1 gesteuert und schaltet für jeden gesendeten Block eine Stufe weiter. Der Zähler 2 C schaltet bei vier gesendeten Blocks um eine Stufe weiter, d. h. jeweils dann, wenn der Zähler 3 C zwei Perioden durchgezählt hat. Der Zähler IC schaltet ebenfalls bei vier gesendeten Blocks um eine Stufe weiter; jedoch ist seine Zählperiode um eine gesamte Periode des Zählers 3 C gegenüber der Zählperiode des Zählers 2 C verzögert. Die Zähler IC und 2C werden durch denselben Impuls Pl gesteuert, der auch den Zähler 3 C steuert. Der Impuls Pl wird diesen Zählern über Und-Schaltungen zugeführt, die mit den entsprechenden Ausgängen der Zähler verbunden sind. Nun ist es jedoch auch notwendig, daß die Folgenummer im Falle einer Wiederholung des Signals zurückgesetzt werden kann. Hierzu sind Tore zur Zurückschaltung vorgesehen, um die Zähler mit einem Impuls P 2 zurücksetzen zu können. Die Impulse P2 setzen nur die Zähler IC und 2C. Wie schon vorher beschrieben wurde, muß die Prüfnummer für eine Wiederholung um zwei Stufen zurückgesetzt werden. Deshalb ist es notwendig, auch noch die Einstellung des Zählers 3 C zu ändern.

Die empfangenen Signale gelangen in der Empfangsstation über eine Weiche HN in die Prüf einheit 9, die entscheidet, welche Steuersignale in Abhängigkeit der empfangenen Zeichen zur Sendestation zurückgesandt werden.

Nachdem die Prüfeinheit 9 die Parität gespeichert hat, wird eine Taktgeber- und Umwandlereinheit 10 die notwendigen Impulse zur Untersuchung der Elemente der Start-Stop-Signale bereitstellen und das gesamte Signal in eine entsprechende Form umwandeln, die in den Hauptempfangsspeicher il eingespeichert werden kann.

Außerdem wird die Prüfeinheit 9 die Folgenummer des empfangenen Blocks prüfen und hieraus feststellen, ob es sich um einen wiederholten Block handelt.

Das Verfahren, welches hier beschrieben wurde, ist insbesondere für Fernschreibverbindungen, insbesondere bei der Benutzung privater Leitungen, im Wechselsprechverkehr vorteilhaft. Im letzteren Fall ist es möglich, sechs Blocks hintereinander zu übertragen, wobei ein jeder Block mit einer Folgenummer versehen wird. Erst dann wird die Übertragungsrichtung geändert, und die Redundanz (oder Prüfsignale) gelangt zur Sendestelle zurück. Dieses erlaubt eine längere Periode der Vorwärtsübertragung ohne Unterbrechung. Wenn während der sechs Blocks keine Fehler erkannt werden, so sendet die Sendestation die Folgenummer 7 aus, um anzuzeigen, daß weitere sechs Blocks übertragen werden sollen. Werden jedoch in irgendeinem der sechs Blocks Fehler in der Übertragung festgestellt, so sendet die Sendestation die Folgenummer 8 aus, der z. B. die Folgenummer 2 und der dazugehörige Datenblock und die Folgenummer 5 und der dazugehörige Datenblock folgt, wenn Fehler in den Blocks 2 und 5 der übersendeten Daten erkannt wurden. Die Folgenummer 8 wird anschließend wiederholt, um zu zeigen, daß eine Wiederholung der Übertragung beendet ist und die Sendestation bereit ist, Steuersignale von der Empfangsstation zu empfangen, die die wiederholt übertragenen Daten betreffen.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Datenübertragung von Informationsblöcken, bei dem eine Fehlerkorrektur durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Sendestation dem auszusendenden Informationsblock eine Folgenummer zugeordnet wird, daß der ausgesendete Block mit der dazugehörenden Folgenummer in einem Hilfsspeicher (3) gespeichert wird, daß auf der Empfangsstation eine erste Prüfeinrichtung (9) die Signale des empfangenen Blocks prüft und Steuersignale an die Sendestation zurückgibt, in der eine zweite Prüfeinrichtung (5) diese zurückkommenden Prüfsignale auswertet und entscheidet, ob eine Wiederholung des noch im Hilfsspeicher (3) gespeicherten Blocks notwendig ist, und daß bei einer eventuell notwendigen Wiederholung des noch gespeicherten Blocks die Folgenummer dieses wiederholten Blocks abgeändert wird und daß in der Empfangsstation die Störung der normalenReihenfolge der Folgenummern als Kriterium ausgewertet wird und anzeigt, daß es sich bei dem empfangenen Block um eine Wiederholung eines früher übertragenen Blocks handelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folgenummern aus kurzen Folgen sich periodisch wiederholenden Nummern bestehen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abänderung der Folgenummer eines zu wiederholenden Blocks durch Umkehren aller binären Ziffern der Folgenummer geschieht, also durch Bildung des Komplementärwertes.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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