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Schaltungsanordnung für die Überwachung der richtigen Kodierung von
nach dem Frequenzcodeverfahren verschlüsselten Nachrichten Die Erfindung betrifft
eine Schaltungsanordnung für die Überwachung der richtigen Kodierung von nach dem
Frequenzkodeverfahren verschlüsselten Nachrichten.
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Bei der Verschlüsselung von Nachrichten nach irgendeinem Kode ergibt
sich das Problem, daß bei der Verschlüsselung Fehler auftreten, was bei Verschlüsselung
durch elektrische Schaltungen Beispielsweise auf falscher oder schlechter Kontaktgabe
beruhen kann. Es ist deshalb erforderlich, die Verschlüsselung auf richtige Kodierung
zu überwachen.
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Dazu stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Zunächst wäre
es grundsätzlich denkbar, die verschlüsselte Nachricht zu entschlüsseln und auf
Übereinstimmung mit der ursprünglichen Nachricht zu prüfen. Diese Methode ist in
aller Regel viel zu aufwendig, als daß sie in der Praxis anwendbar wäre. Es bleibt
deshalb die Möglichkeit, dieses Verfahren stichprobenweise anzuwenden. Dann besteht
natürlich die Gefahr, daß ein beträchtlicher Teil der nicht erfaßten Nachrichten
fehlerhaft ist.
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Bei sehr vielen Kodes haben nun richtig verschlüsselte Nachrichten
einen ganz bestimmten Aufbau, und wenn bei der Verschlüsselung ein Fehler aufgetreten
ist, so ist mit sehr großer Wahrscheinlichkeit zu erwarten, daß auch die verschlüsselte
Nachricht nicht entsprechend dem Kode aufgebaut ist. Dadurch ergibt sich eine sehr
einfache Möglichkeit, die richtige Kodierung von verschlüsselten Nachrichten zu
überwachen, indem nämlich die verschlüsselten Nachrichten darauf geprüft werden,
ob sie entsprechend dem Kode aufgebaut sind, d. h. die einzelnen Nachrichtenelemente
an den vorgesehenen Plätzen auftreten.
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Durch die Erfindung soll nun eine Schaltungsanordnung für die Überwachung
der richtigen Kodierung verschlüsselter Nachrichten verfügbar gemacht werden, die
nach dem Frequenzkodeverfahren verschlüsselt sind, bei denen also beispielsweise
nur zu durch Impulse markierten Zeitpunkten Nachrichtenelemente auftreten können
und innerhalb eines bestimmten Zeitraumes, der durch eine vorher bestimmte Anzahl
der Zeitimpulse angegeben wird, eine bestimmte Anzahl Nachrichtenelemente auftreten
müssen. Diese Schaltungsanordnung besteht aus einer Reihe von Koinzidenzschaltungen,
welche der besseren Unterscheidung halber mit unterschiedlichen Ausdrücken bezeichnet
sind. Eine solche erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist also gekennzeichnet durch
einen Mischkreis, der bei gleichzeitigem Auftreten von zwei oder mehr Nachrichtenelementen
ein Ausgangssignal abgibt, eine Vergleichsschaltung, an welche die Nachrichtenelemente
sowie die Zeitimpulse gelangen und welche ein Ausgangssignal abgibt, wenn ein Nachrichtenelement
bzw. ein Zeitimpuls allein auftritt, und/oder einen Sperrkreis, der ein Nachrichtenelement
als Ausgangssignal durchläßt, wenn er nicht gleichzeitig durch einen Zeitimpuls
gesperrt ist.
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Einige Frequenzkodeverfahren arbeiten, wie gesagt, in der Weise, daß
die zu übertragenden Signale jeweils bei Auftreten von k Zeitimpulsen erzeugt werden.
Wenn die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bei einem solchen Verfahren angewandt
werden soll, besteht die Vergleichsschaltung zweck mäßigerweise aus k UND-Schaltungen,
an deren Ausgänge, zweckmäßigerweise über Flip-Flop-Schaltungen, eine weitere UND-Schaltung
angeschlossen ist, die ihrerseits eine Sperrschaltung mit einem Sperrimpuls beaufschlagt,
welche in ungesperrtem Zustand den k-ten Zeitimpuls zum Ausgang durchläßt.
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Die k Zeitimpulse können bei bestimmten Frequenzkode-Schaltungsanordnungen
jeder auf einer eigenen Leitung auftreten. In diesem Falle liegt der Sperreingang
des Sperrkreises, gegebenenfalls über eine Umkehrschaltung, zweckmäßigerweise am
Ausgang
einer ODER-Schaltung, der alle Zeitimpulse zugeführt werden.
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Bei bestimmten Aufgaben, beispielsweise bei der Überwachung von Geräten,
werden die Signale beim Auftreten von Steuerimpulsen erzeugt, die in unregelmäßiger
Folge beispielsweise von einem Speicher kommen. Wenn die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
in Verbindung mit einer solchen Schaltungsanordnung verwendet werden soll, wird
zweckmäßigerweise das zu prüfende Signal an Signaldetektoren gegeben, die an UND-Schaltungen
angeschlossen sind, deren Ausgänge wiederum einerseits mit den Eingängen einer ODER-Schaltung
und andererseits mit dem Mischkreis verbunden sind, und die Steuerimpulse werden
zweckmäßigerweise an die zweiten Eingänge der UND-Schaltung gelegt.
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Die Erfindung soll an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
noch näher erläutert werden. Dieses Ausführungsbeispiel ist der Übersichtlichkeit
halber für achtzehn verschiedene Signalfrequenzen und für aus fünf Nachrichtenelementen
(Signalen) bestehende Kodegruppen ausgelegt; selbstverständlich können bei entsprechender
Ergänzung der Schaltungsanordnung sowohl mehr oder weniger als achtzehn verschiedene
Signalfrequenzen als auch Gruppen aus mehr oder weniger als fünf Signalen verarbeitet
werden.
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Bei der dargestellten Ausführungsform sind die über die Eingangsleitung
54 ankommenden Signalfrequenzen der nach einem Frequenzkode verschlüsselten Nachricht
einem Träger aufmoduliert. Die Schaltung weist daher einen Detektor 60, beispielsweise
einen HF-Vorverstärker auf. Die vom Träger abgenommenen Signalfrequenzen erscheinen
auf der Leitung 62, an die eine Anzahl verschiedener Signaldetektoren A bis R parallel
angeschlossen ist, wenn angenommen wird, daß ein Kode mit achtzehn verschiedenen
Frequenzen verwendet wird. In der Zeichnung sind lediglich die Detektoren für die
Signale A, B und R dargestellt. Jedem Detektor ist ein UND-Kreis A, B bzw.
R zugeordnet, dessen einer Eingang vom zugehörigen Detektor und dessen anderer Eingang
von einem zugehörigen Sperrsignal her gespeist wird, das dem UND-Kreis über die
entsprechende Leitung A', B' oder R' von einer Speichereinheit geliefert
wird.
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Die Ausgänge der UND-Kreise A bis R sind einerseits gemeinsam an den
ODER-Kreis 64 und andererseits parallel an einen die achtzehn Eingänge mischenden
Kreis 66 angeschlossen. Der Mischkreis 66 liefert über Leitung 68 nur dann ein Signal
vorgegebener Höhe an den Verstärker 70, wenn nur ein Eingangssignal erscheint. Wenn
sich jedoch zwei oder mehr Signale zeitlich überlappen, steigt die Ausgangsamplitude
des Mischkreises 66 so weit an, daß der Verstärker 70 dem ODER-Kreis 72 ein Signal
zuführt, das seinerseits die Leitung 74 mit einem Ausgangssignal belegt.
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Der Ausgang des ODER-Kreises 64 ist an jeweils einen Eingang von fünf
verschiedenen UND-Kreisen 76, 78, 80, 82, 84 angeschlossen, deren andere
Eingänge an die jeweils einen Zeitimpuls führenden Leitungen 86, 88, 90,
92 und 94 angeschlossen sind, wobei die Zeitimpulse einer Gruppe nacheinander
in den Leitungen 86 bis 94 erscheinen. Jedesmal, wenn ein vom ODER-Kreis 64 abgegebenes
Signal in einem der UND-Kreise 76 bis 84 zeitlich mit einem dort eintreffenden Zeitimpuls
zusammenfällt, gibt dieser UND-Kreis ein Signal an seinen zugehörigen Flip-Flop-Kreis
96, 98,100,102 bzw. 104 oder einen ähnlichen impulshaltenden Kreis ab. Da für jede
Zeitimpulsgruppe fünf Eingangssignale emp fangen werden müssen, sollte jeder der
fünf UND-Kreise 76 bis 84 ein Signal erzeugen und demgemäß jeder der fünf Flip-Flop-Kreise
96 bis 104 ein Signal an den UND-Kreis 106 abgeben, der seinerseits als im Verstärker
108 verstärktes Sperrsignal für das Sperrglied 110 benutzt wird. Wenn jedoch eine
empfangene Signalgruppe weniger als fünf Signale enthält oder wenn die Eingangssignale
überhaupt nicht mit den entsprechenden Zeitimpulsen koinzidieren, gibt der UND-Kreis
106 kein Signal ab, so daß der im Kreis 112 umgekehrte fünfte Zeitimpuls vom zu
diesem Zeitpunkt ungesperrten Sperrglied 110 von dem ODER-Kreis 72 hindurchgelassen
wird und. dabei die Leitung 74 mit einem Sperr-Ausgangssignal belegt. Nach dem Durchlassen
jeder Gruppe von empfangenen Eingangssignalen und entsprechenden Zeitimpulsen werden
die Flip-Flop-Kreise 96 bis 104 durch den über die Leitung 52 zugeführten Rückstellimpuls
und insbesondere durch dessen im Differenzierkreis 114 erzeugte differenzierte fallende
Flanke zurückgestellt.
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Weiterhin wird mit der dargestellten Schaltungsanordnung festgestellt,
ob eine Gruppe mehr als fünf Signale enthält, und insbesondere, ob eines der fünf
Signale länger ist als vorgesehen oder in zeitlicher Hinsicht gegenüber seinem zugehörigen
Zeitimpuls versetzt ist. Dies wird dadurch erreicht, daß der Ausgang des ODER-Kreises
64 mit dem durchgehenden Eingang des Sperrkreises 116 verbunden wird, dessen Sperreingang
über den Umkehrkreis 120 an den ODER-Kreis 118 angeschlossen ist. Ersichtlicherweise
sind die einzelnen Zeitimpulse jeder Gruppe an den ODER-Kreis 118 angekoppelt, so
daß der Sperrkreis 116 während jedes Zeitimpulses kein vom ODER-Kreis 64 dargebotenes
Signal durchzulassen vermag. Wenn jedoch ein Eingangssignal länger anhält als der
entsprechende Zeitimpuls, so gibt das Sperrglied 116 ein Warnsignal an den Flip-Flop-Kreis
122 und weiter an den ODER-Kreis 72 ab, wodurch die Leitung 74 mit einem Ausgangssignal
belegt wird. Die Rückstellung des Flip-Flop-Kreises 122 erfolgt ebenfalls durch
eine Differentiation der Endflanke des vom Differenzierglied 114 abgehenden Steuerimpulses.
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Aus der vorgehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung drei Eigenschaften einer verschlüsselten Nachricht prüft, nämlich
erstens feststellt, ob sich zwei oder mehr Signale überlappen, zweitens überprüft,
ob jede Gruppe mindestens und höchstens fünf Eingangssignale enthält, und drittens
überwacht, ob die einzelnen Eingangssignale jeder Gruppe nicht länger anhalten als
ihre zugehörigen Zeitimpulse oder ob sie gegenüber diesen zeitlich versetzt sind.
Hält eine verschlüsselte Nachricht dieser Überprüfung stand, so ist sie entsprechend
dem verwendeten Frequenzkode verschlüsselt, so daß sie auch mit größter Wahrscheinlichkeit
richtig verschlüsselt ist, d. h. den richtigen Inhalt hat.