DE1207425B

DE1207425B - Verfahren zur gesicherten UEbertragung von binaer codierten Daten

Info

Publication number: DE1207425B
Application number: DET26501A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Horst Ohnsorge; Dipl-Ing Ulrich Haller
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1964-07-02
Filing date: 1964-07-02
Publication date: 1965-12-23
Also published as: AT252331B; BE666303A; FR1454430A; GB1108047A; US3458654A; CH433435A; DE1251799B; NL6508482A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H041

Deutsche Kl.: 21 al-7/06

Nummer: 1207425

Aktenzeichen: T 26501 VIII a/21 al

Anmeldetag: 2. Juli 1964

Auslegetag: 23. Dezember 1965

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gesicherten Übertragung von binär codierten Daten mit automatischer Anpassung an die Laufzeit des Übertragungssystems, bei dem die gesamte Information blockweise und fortlaufend zu einem entfernten Empfänger übertragen wird und vom Empfänger für jeden richtig empfangenen Block eine Richtigmeldung gebildet und über einen Rückkanal an den Sender gesendet wird.

Die Güte eines Datenübertragungssystems hängt von seinem erzielten fehlerfreien relativen Informationsfluß ab. Die Fehlerfreiheit bedingt eine unverändert übertragene Information. Der anzustrebende hohe relative Informationsfluß verlangt eine Datenübertragung möglichst ohne Zusätze.

Grundsätzlich sind zwei Arten der Fehlerkorrektur in Datenübertragungssystemen bekannt: die Fehlerprüfung mit Korrektur durch Rekonstruktion und die Fehlerprüfung mit Korrektur durch Wiederholung. Bei der ersten genannten Art wird die zu übertragende Information mit so viel Redundanz versehen, daß bei fehlerhafter Übertragung eine Rekonstruktion auf der Empfängerseite möglich ist. Der relative Informationsfluß ist aber durch die Höhe der Redundanz niedrig. Bei der Fehlerprüfung mit Korrektur durch Wiederholung werden die empfangsseitige und die sendeseitige Prüfung unterschieden. Bei beiden Arten wird zur Übertragung von Kontrollinformation oder von Entscheidungssignalen vom Empfänger zum Sender ein Rückkanal benötigt. Die Verwendung eines Rückkanals kann durch eine Übertragung im Einkanal-Halbduplexverfahren umgangen werden. Jedoch erniedrigt sich dabei der relative Informationsfluß. Die sendeseitige Prüfung ermöglicht die Übertragung der reinen Information ohne Kontrollinformation. Über den Rückkanal wird die Teil- oder Vollinformation oder eine Ableitung derselben an den Sender zurückgegeben, und von diesem wird über die Fehlerfreiheit entschieden. Die notwendige Zuordnung der Kontrollinformation und die Unter-Scheidung zwischen alter und wiederholter Information am Empfangsort bedingen einen hohen Aufwand zur Durchführung des Verfahrens. Bei der empfangsseitigen Prüfung wird der zu übertragenden Information im Sender eine Kontrollinformation hinzugefügt und auf der Empfangsseite durch Ableitung der gleichen Kontrollinformation aus der Vollinformation und durch Vergleich beider Kontrollinformationen ein Wiederholkriterium abgeleitet. Es ist bekannt, die Information vom Sender durch Meldungen vom Empfänger blockweise abzurufen. Da die die Sendung eines neuen Blockes verursachende MeI-Verfahren zur gesicherten Übertragung von
binär codierten Daten

Anmelder:
Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Horst Ohnsorge,
Dipl.-Ing. Ulrich Haller, Ulm/Donau

dung vom Empfänger eine Richtigmeldung des vorhergehenden Blockes ist, geht zwischen der Aussendung zweier Blöcke auch bei ungestörter Übertragung eine Zeit für die Übertragung verloren, die gleich der Schleifenlaufzeit des Systems ist. Unter Schleifenlaufzeit wird die Laufzeit der Signale auf dem Informationskanal, auf dem Rückkanal und im Empfänger verstanden. Einer Zusammenfassung zu größeren Blöcken sind durch die relative Fehlerhäufigkeit Grenzen gesetzt. Es ist auch bekannt, die Information fortlaufend durch den Sender auszusenden und diesen Vorgang nur bei einer Fehlermeldung vom Empfänger zu unterbrechen und eine Wiederholung einzuleiten. Am Sendeort muß die ausgesendete Information zu einem Wiederholblock zusammengefaßt werden. Dieser umfaßt in Hinsicht auf die maximal mögliche Schleifenlaufzeit mehrere Blöcke. Bei einem bekanntgewordenen Verfahren (deutsches Patent 1154 657) wird jedem ausgesendeten und also auch in einen Wiederholblock aufgenommenen Block zur Erkennung im Wiederholungsfall eine Folgenummer zugeordnet. Die Auswertung dieser Folgenummer im Wiederholungsfall erfordert einen großen technischen Aufwand. Das Hinzufügen der Folgenummer zu jedem Block erniedrigt außerdem den relativen Informationsfluß.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Übertragungsverfahren zu schaffen, das den hohen Aufwand der bekannten Übertragungssysteme vermeidet und durch Berücksichtigung der Signalschleifenlaufzeit kürzeste Verlustzeiten im Wiederholungsfall erzielt. Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren derart ausgebildet, daß am Sendeort in einem durch den Beginn einer Sendung und das Eintreffen der ersten Richtigmeldung festgelegten Zeitraum Impulse mittels eines Zählers gezählt werden, deren Menge der Zahl der in dem gleichen Zeitraum erfolgten Sendetakte proportional oder annähernd proportional ist, daß nach Ausbleiben einer oder meh-

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rerer Richtigmeldungen die Sendung unterbrochen tigmeldung η + 1 um eine der Anzahl der Bits eines und ein Wiederholzeichen geformt wird, daß die Blockes proportionale Zahl zurückgestellt wird, gibt mittels eines ersten Sendespeichers ausgesendete In- der Zähler nach jeder Rückstellung und damit nach formation gleichzeitig in einen zweiten Sendespeicher jeder erfolgten Richtigmeldung die jeweilige Laufzeit übernommen wird, wobei beide Speicher nach Art 5 des Übertragungsweges an. Somit ist auch bei extreeines Schieberegisters ausgebildet und durch Rück- men Laufzeitschwankungen, wie sie bei Übertragung kopplung zu einem Ring schaltbar sind, daß nach über weite Strecken möglich sind, eine eindeutige erfolgtem Wiederholzeichen — unter Auswertung Erkennung von zu wiederholenden Bits gewährdes Zählerstandes — die gesamte zu wiederholende leistet. Trotz der zusätzlichen Zählerrückstellung Information nach Ausscheiden der von dem Emp- io ergibt sich eine Vereinfachung der Steuerelektronik fänger als richtig erkannten Blöcke aus dem zweiten des Senders, da im Wiederholungsfall durch die Sendespeicher in den ersten Sendespeicher geschoben Rückstellung nicht nach dem Anfang des ersten zu und aus diesem nach Aussendung eines Wieder- wiederholenden Blockes gesucht werden muß.
holungssignals zum Empfänger wieder ausgesendet Die aufgezeigten Merkmale der Erfindung gehen

wird und daß nach dem Erkennen eines ersten ge- 15 aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die an störten Blockes der Empfänger die Informations- Hand der F i g. 1, 2 und 3 ein Ausführungsbeispiel annähme so lange unterbricht, bis er vom Sender der Erfindung wiedergibt,
ein Wiederholungssignal empfängt. F i g. 1 ist ein Blockschaltbild des zum Ubertra-

Der Stand des Zählers nach erfolgter erster Rieh- gungssystem gehörenden Senders,
tigmeldung ist also proportional der Gesamtsignal- 20 F i g. 2 das des zum Übertragungssystem gehörenlaufzeit von Hin- und Rückkanal einschließlich der den Empfängers;

Verarbeitungszeit im Empfänger. Da andererseits F i g. 3 ist ein Schaltbild einer Anordnung zur

mit jedem Sendetakt ein Bit an den Emfänger aus- Synchronisation des Sendetaktes mit den im Sender gesendet wird, gibt der Zählerstand gleichzeitig einen ankommenden Richtigmeldungen.
Verhältniswert zur Anzahl der Bits an, die seit Aus- 25 In F i g. 1 ist eine Datenquelle Q mit einem Sender sendung eines die Richtigmeldung verursachenden und in F i g. 2 ein Empfänger mit einer Senke SN Blockes einschließlich der Bits dieses Blockes bis dargestellt. Das von ihnen gebildete Ubertragungszum Eintreffen dieser Richtigmeldung am Sendeort system arbeitet nach dem Verfahren der empfangsvom Sender ausgesandt worden sind. Wird der Pro- seitigen Prüfung. Die fortlaufend, aber blockweise portionalitätsfaktor zwischen dem Zählerstand und 30 vom Sender ausgesendete Information enthält Reder Zahl der ausgesendeten Bits zu 1 gewählt, so dundanz in Form von Kontrollinformation. Im Empentspricht der Zählerstand direkt der Zahl der aus- fänger wird in bekannter Weise durch einen Degesendeten Bits in der genannten Zeitspanne. Im kodierer DK die ankommende Information unter Wiederholungsfall gibt daher der Zählerstand an, wie Ausnutzung der mitgesendeten Kontrollinformation viele der im Hilfsspeicher stehenden Bits, von seinem 35 auf Fehlerfreiheit untersucht und bei festgestellter Eingang her gesehen, nochmals an den Empfänger Fehlerfreiheit eines Blockes eine Richtigmeldung auszusenden sind. Da die Zahl der Speicherplätze über einen Rückknal ML an den Sender gegeben, des zweiten Sendespeichers bekannt ist, gestaltet sich Vom Sender wird die durch einen Modulator M die Erkennung der zu wiederholenden Bits denkbar modulierte Information über eine Informationseinfach. Die Tatsache, daß im Wiederholungsfall 40 leitung IL zum entfernten Empfänger übertragen. In mehrere Blöcke vom Sender wiederholt werden, be- diesem wird die redundante Information noch vor der wirkt keineswegs einen großen Zeitverlust; denn bei Dekodierung von einer Prüfschaltung P auf Störeinem großen Anteil aller Störungen sind, wie ein- freiheit untersucht.

gehende Messungen gezeigt haben, jeweils mehrere An Hand der F i g. 1 wird zunächst der Sender

hintereinanderliegende Blöcke gestört. Dies wird 45 besprochen. Von der Quelle Q wird die Information durch das Einstreuen von Störspannungen auf den über Zwischenglieder, in denen ihr die Kontroll-Informationskanal, deren Dauer bis zu einer Sekunde information zugefügt wird, in einen Zwischenspeicher betragen kann, verursacht. Die Stördauer ist also ZS übernommen, aus dem sie auf Anforderung einer groß gegenüber der Zeit, die zum Aussenden eines Steuerelektronik 5E₁ parallel in einen ersten Sende-Blockes benötigt wird. Der technische Aufwand zur 50 speicher S₁ übertragen wird. Der jeweilige Inhalt des Durchführung des Systems ist in bezug auf die bisher Zwischenspeichers ZS bildet einen Block. Seine bekanntgewordenen Verfahren niedrig. Übertragung in den ersten Sendespeicher S₁ wird

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vor- zwischen zwei Sendetakten eines Taktgenerators T gesehen, daß beim Eintreffen jeder Richtigmeldung übernommen. Nach Übernahme eines Blockes vom vom Empfänger der Zähler um eine der Anzahl der 55 Zwischenspeicher ZS in den ersten Sendespeicher S₁ Bits eines Blockes proportionale Zahl zurückgestellt werden durch den Sendetakt die Bits dieses Blockes wird und daß Mittel zur Synchronisierung der Rieh- nacheinander an den Modulator abgegeben und tigmeldung mit dem Sendetakt vorgesehen sind. Bei gleichzeitig in einen zweiten Sendespeicher S₂ gekonstanter Laufzeit des Übertragungsweges liegt schoben. Der zweite Sendespeicher S₂ ist ebenso wie zwischen jeder Richtigmeldung η und der ihr folgen- 60 der erste Sendespeicher S₁ als Schieberegister ausden η + 1 eine durch die Blocklänge festgelegte Zahl gebildet. Es ist auch möglich, daß der erste Sendevon ausgesendeten Bits. Verändert sich der zeitliche speicher S₁ und der zweite Sendespeicher S₂ baulich Abstand von im Sender ankommenden Richtigmel- von einem einzigen Schieberegister gebildet werden, düngen, so ist dies auf Laufzeitschwankungen des wobei die ersten Speicherstellen hinter dem Serien-Übertragungsweges zurückzuführen. Da der Zähler 6g eingang, und zwar so viel, wie ein Block Bits hat, als zwischen zwei Richtigmeldungen η und η +1 dem ersten Sendespeicher zugehörig und die restproportional zu den erfolgten Sendetakten in Vor- liehen Speicherplätze als dem zweiten Sendespeicher wärtsrichtung weiterzählt und bei Ankunft der Rich- S₂ zugehörig definiert sind. Über einen Schalter K₁

kann der Ausgang des zweiten Sendespeichers S₂ an den Serieneingang des ersten Sendespeichers S₁ rückgekoppelt werden. Das ermöglicht ein Schieben des Inhalts des Sendespeichers S₂ in den Senderspeicher S₁. Der Sender kann von dem Taktgenerator T mit einem Takt normaler Frequenz und einem Takt erhöhter Frequenz versorgt werden. Im störungsfreien Sendefall gibt er Taktimpulse normaler Frequenz ab. Zu Beginn einer Sendung wird ein aus Nullen bestehender Datenblock aus dem Sendespeicher an den Modulator M abgegeben. Diesem schließt sich sofort die Aussendung des ersten Datenblockes an. Alle Sendetakte, beginnend bei dem ersten Bit des Null-Blockes, der dem Empfänger zur Erkennung eines Sendebeginns dient, werden von einem Zähler Z mitgezählt. Werden vom Empfänger die Datenblöcke als richtig erkannt, so gibt dieser über die Meldeleitung ML nach jedem Block eine Richtigmeldung an den Sender ab. Alle Richtigmeldungen veranlassen über die Steuerelektronik SE₁ eine Rückstellung des Zählers Z um die Anzahl der Bits eines Blockes. Diese Rückstellung wird durch eine Zählung in Rückwärtsrichtung mit erhöhter Taktfrequenz vorgenommen. Es genügt, v/enn die Frequenz des Rückzähltaktes höher als die Frequenz des Sendetaktes ist. In jedem Fall aber ist eine Synchronisierung zwischen den Richtigmeldungen und dem Sendetakt notwendig. Dazu ist eine Richtigmeldungssynchronisierschaltung RS vorgesehen, die eine Richtigmeldung erst nach Beendigung eines mit ihr gleichzeitig ausgegebenen oder ihr nachfolgenden Sendetaktes an die Steuerelektronik SE₁ weitergibt. Auf diese Weise steht für die Rückzählung des Zählers Z durch die Steuerelektronik eine volle Taktimpulspause zur Verfügung. Der zweite Sendespeicher S₂ hat eine Mindestspeicherkapazität, die der Information entspricht, die während der maximalen Schleifenlaufzeit des gesamten Datenübertragungssystems vom Sender ausgegeben wird. Im ungestörten Sendefall ist der Rückkopplungsschalter .SC₁ geöffnet, und die aus dem Sendespeicher S₂ herausgeschobene Information geht verloren. Das Ausbleiben einer Richtigmeldung kann von der Steuerelektronik SE₁ bereits als Meldung eines im Empfänger falsch empfangenen Blockes, also als Falschmeldung gewertet werden. Im Ausführungsbeispiel wird aber das Ausbleiben von / +1 hintereinander nicht erfolgten Richtigmeldungen nach einer ersten erfolgten Richtigmeldung als Wiederholkriterium gewählt. Bleiben aber nach Empfang einer Richtigmeldung i Richtigmeldungen aus und trifft dann wieder eine Richtigmeldung ein, so veranlaßt diese eine Rückwärtszählung des Speicherzählers um die Zahl der Bits von i -f-1 Blöcken. Nur die Richtigmeldungen bestehen aus kodierten elektrischen Signalen. Ausbleibende Richtigmeldungen dagegen werden vom Sender als Falschmeldung gewertet. Auf diese Weise wird im Emfänger eine zusätzliche Elektronik zur Bildung einer Falschmeldung gespart. Da der Empfänger nach dem Empfang eines gestörten Blockes so lange keine Richtigmeldüngen mehr abgibt, bis er vom Sender eine Wiederholungsmeldung empfängt, erhält andererseits der Sender vom Empfänger keine Richtigmeldung mehr. In diesem Fall bleibt auch die Richtigmeldung / + 1 aus, und die Wiederholung wird eingeleitet. Die Sicherheit der Erkennung der Richtigmeldungen kann durch weiteren Zeitaufwand, entsprechend der Erhöhung des Wertes von /, beliebig erhöht werden.

Dieser Zeitaufwand bzw. der sich durch diesen ergebende Redundanzaufwand muß allerdings nur im Wiederholungsfall aufgebracht werden. In jedem Fall einer Falschmeldung wird der Sendetakt und damit die Aussendung weiterer Bits durch das Öffnen eines Schalters K₁₀ die Datenausgabe der Quelle β an den Zwischenspeicher ZS sowie der Übertrag weiterer Blöcke aus dem Zwischenspeicher ZS in den ersten Sendespeicher S₁ unterbrochen. Eine Rückstellung des Zählers erfolgt nicht. Der Zählerstand gibt jetzt die Anzahl der Bits an, die seit Aussendung des gestörten Blockes einschließlich der Bits dieses Blockes bis zum Feststellen der Falschmeldung ausgesendet wurden. Sodann gibt der Taktgenerator T so viel Takt mit erhöhter Frequenz aus, bis der Zählerstand ebenso hoch ist, wie der zweite Sendespeicher S₂ Speicherplätze aufweist. Dann nämlich steht das erste zu wiederholende Bit auf dessen letztem Speicherplatz vor dem Serienausgang. Mit der gleichen erhöhten Taktfolge werden von einem Null-Generator NG gleichzeitig alle Speicherplätze des ersten Sendespeichers S₁ mit Nullen belegt. Nach Abschluß dieses Vorgangs schließen die Schalter K₁ und K₁₀. Von nun an wird wieder ein Takt normaler Frequenz ausgegeben. Sämtliche Bits aus dem ersten und dem zweiten Sendespeicher werden anschließend einmal im Kreis geschoben. Während dieses Vorgangs gelangt zuerst der dem Empfänger als Beginn-Wiederholungs-Zeichen dienende Null-Block zur Aussendung und danach alle zu wiederholenden Informationsbits. Zwischen der Aussendung des Null-Blockes und der wiederholten Information wird der Zähler Z auf Null gestellt. Eine Null-Koinzidenzschaltung KS, die alle Speicherstellen des Sendespeichers S₁ erfaßt, stellt die Beendigung der Kreisschiebung (oder Kreis-shifts) und damit die Beendigung der Wiederholung fest und veranlaßt über die Steuerelektronik das Öffnen des Rückkopplungsschalters K₁ und die Versorgung des Zwischenspeichers bzw. des ersten Sendespeichers mit neuer Information von der Quelle Q. Entspricht ein Wiederholungszeichen, bestehend aus einem Null-Block, nicht den Sicherheitsanforderungen an seine Erkennung, so kann während der Zeit, die vom Schließen des Schalters K₁ bis zum Erreichen des Serienausganges des ersten Sendespeichers durch das erste zu wiederholende Bit vergeht, ein spezielles Wiederholungszeichen von einer besonderen Schaltung ausgesendet werden. In diesem Fall darf der Schalter K₁₀ erst nach vollendeter Aussendung des Wiederholungszeichens geschlossen werden, um den Null-Block zu unterdrücken. Die Bildung des Wiederholungszeichens kann dann nach einer der bekannten Methoden durchgeführt werden. Wird ein spezieller Wiederholblock gesendet, so kann dieser an die Senke des Empfängers als Erkennungszeichen weitergegeben werden. Ist bereits der erste Block einer Sendung oder einer Wiederholungssendung gestört, so erhält der Sender keine Richtigmeldung vom Empfänger. Der Zähler Z wird nicht zurückgestellt. Dieser zählt vielmehr bis zu einer definierten Anzahl von Sendetakten weiter und veranlaßt nach dem Erreichen dieser Zahl über die Steuerelektronik SE₁ eine Unterbrechung der Sendung. Zweckmäßigerweise wird man den Zählerstand zur Sendungsunterunterbrechung so wählen, daß bei Erreichen des Zählerstandes gerade ein ganzer Block aus dem Sendespeicher ausgesendet ist und dieser mithin nur

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Nullen enthält. Ist die Zahl weiterhin so gewählt, daß Ausspeichertakt mittels des Schalters K₈ untersie der Anzahl der Speicherplätze des HilfsSpeichers brachen und erst wieder von der Richtigmeldung des S₂ entspricht, so erübrigt sich ein Vorwärtsschieben nächsten Blockes angeschaltet. Ist z. B. die Einder zu wiederholenden Information bis zum Ausgang speicherung eines Blockes η in den Speicher ES₁ und des Hilfsspeichers mit schnellem Takt, bevor der 5 seine Prüfung abgeschlossen, so klappen sämtliche Rückkopplungsschalter K₁ geschlossen wird. Das Schalter um; der Block η wird dann aus dem Speicher Unterbrechen der Sendung geschieht durch das Aus- ES₁ an die Senke SN abgegeben und ein Block /i+l bleiben des Befehls von der Steuerelektronik SE₁ zur in den Speicher ES₂ eingelesen. Durch die RückÜbertragung eines Blockes vom Zwischenspeicher kopplungsschalter K₃ und iv₄, die den Speichern ES₁ ZS in den Sendespeicher S₁. Zum gleichen Zeitpunkt io und ES₂ zugeordnet sind, wird der Inhalt jeweils des veranlaßt die Steuerelektronik auch das Schließen Speichers, der gerade an die Senke ausspeichert, an des Rückkopplungsschalters K₁. Der Sendetakt läuft seinen Speichereingang zurückgeführt. Auf diese jedoch mit normaler Frequenz weiter und leitet so Weise bleibt der Inhalt des jeweils letzten ausgespeiunmittelbar von der Sendung zur Wiederholung über. cherten Blockes erhalten und kann im Wieder-Diese Methode zur Vermeidung des Vorwärtsschie- 15 holungsfall als Vergleichsblock dienen. Das Umbens der Information im HilfsSpeicher S₂ durch einen schalten aller Schalter erfolgt mit einer Frequenz, die schnellen Takt kann natürlich auch dann benutzt der Häufigkeit der ankommenden Blöcke pro Sekunde werden, wenn als Wiederholungskriterium das Aus- entspricht, und wird von der Steuerelektronik SE₂ bleiben von /4-1 aufeinanderfolgenden Richtigmel- vorgenommen. Den beiden Speichern ES₁ und ES., düngen nach einer ersten erfolgten Richtigmeldung ao ist eine Schaltung KE zugeordnet, die bei Übereinbenutzt wird. Stimmung beider Speicherinhalte zu bestimmten Zei-Der zum Übertragungssystem gehörende Emp- ten ein Koinzidenzsignal abgibt. Hat die Prüfschalfänger wird nun an Hand der F i g. 2 weiter erläutert. tung P den Sendebeginn festgestellt, so werden alle Durch eine fortlaufende Folge von LLL ..., die der Stufen beider Speicher auf Null gesetzt, und der Modulator des Senders abgibt, werden die Einzel- as empfangene Null-Block wird in einen der beiden geräte des Empfängers eingeschaltet. Zum Erkennen Speicher eingespeichert. Gibt nach der Einspeichedes Beginns einer normalen Informationsübertragung rung des Null-Blockes die Koinzidenzschaltung KE ebenso wie einer Wiederholung, die beide vom Sen- ein Koinzidenzsignal ab, so wird der normale Empder durch das Aussenden eines aus Nullen bestehen- fangsbetrieb eingeleitet. Der Dekodierer gibt von nun den Blockes angezeigt werden, ist im Empfänger die 30 an für jeden richtig empfangenen Block eine Richtig-Prüfschaltung P vorgesehen. Diese untersucht auch meldung zum Sender ab. Im Fehlerfall unterbricht die ankommende Information vor oder nach der der Empfänger mittels seines Schalter EU die Infor-Demodulation auf Störfreiheit. Nach der Demodu- mationsannahme und schließt diesen Schalter erst lation laufen die Datenblöcke abwechslungsweise in wieder, wenn er vom Sender mittels der Prüfschalder Reihenfolge ihrer Ankunft in die zwei Empfangs- 35 tung P ein Wiederholungssignal empfangen hat. Die speicher ES₁ und ES₂. Nach dem Einspeichern der Information des letzten richtig empfangenen Blockes Bits eines Blockes prüft der Dekodierer mittels der bleibt in einem der beiden Speicher Ji-S₁ bzw. ES₂ in diesem Block enthaltenen Redundanzschritte die- erhalten. Nach dem Empfang des Wiederholungssen auf seine Fehlerfreiheit. Wird kein Fehler er- zeichens vom Sender werden die nun ankommenden kannt und hat die Prüfschaltung P während der 40 Informationsblöcke nacheinander in den freien Emp-Empfangszeit des Blockes an die Steuerelektronik fangsspeicher geschoben, wobei nach jedem einge-5E₂ kein Störungssignal abgegeben, so wird der speicherten Block abgefragt wird, ob der Inhalt bei-Block aus dem ihn enthaltenden Empfangsspeicher der Speicher übereinstimmt. Tritt eine Koinzidenz ZiS₁ bzw. ES₂ an die Senke SN und eine Richtig- ein, so ist der dem die Koinzidenz erzeugende Block meldung an den Sender abgegeben. Während des 45 folgende Block der erste wiederholte. Dieses Ver-Ausspeicherns der Information aus dem einen Emp- fahren der Erkennung des Beginns der wiederholten fangsspeicher läuft der nächste empfangene Block in Information setzt voraus, daß die Steuerelektronik den anderen Empfangsspeicher ein. Diese Wechsel- 5E₁ des Senders so organisiert ist, daß mit Hilfe des blockmethode erfordert ein dauerndes und wechsel- Zählers Z mindestens noch ein Block vor dem durch seitiges Umschalten der Speicherzuleitungen zwi- 50 die Falschmeldung markierten Block wiederholt wird, sehen den beiden Empfangsspeichern ES₁ und ES₂ Dies wird dadurch gewährleistet, daß der Empfänger im Rhythmus der im Empfänger ankommenden erst für die richtig empfangenen Informationsblöcke Blöcke. Wird z. B. ein ankommender Block η über und nicht schon für die zur Synchronisation notwenden Schalter K₁ in den Speicher ES₁ geleitet, so wer- digen Blöcke eine Richtigmeldung abgibt und daß den gleichzeitig die Bits des Blockes«—1 über den 55 der Zähler Z im Sender die Bits sämtlicher ge-Schalterivg an die Senke SN abgegeben. Der im sendeten Blöcke mit Ausnahme des Wiederholungs-Empfänger aus der Information abgeleitete Ein- zeichens zählt. Durch diese Maßnahme zur Erkenspeichertäkt ET gelangt dabei über den Schalter K₂ nung des Anfangs der wiederholten Information wird ebenfalls an den Speicher ES₁. Die Abgabe der In- größte Sicherheit gewährleistet, selbst wenn bereits formation aus den Empfangsspeichern an die Senke 60 der im Empfänger als Koinzidenzblock dienende SiV kann mit einer von dem Einspeichertakt unter- erste wiederholte Informationsblock auf der Überschiedlichen Frequenz erfolgen. Zur Erzeugung des tragungsstrecke gestört würde. Nach Abgabe eines Ausspeichertaktes ist daher ein getrennter Aus- Koinzidenzsignals durch die Schaltung KE arbeitet speichertaktgenerator AT vorgesehen. Mittels des der Empfänger wieder normal. Kann der Empfänger Schalters K₇ wird sein Takt abwechslungsweise an 65 während einer definierten Anzahl von Blöcken nach die Speicher ES₁ und ES₂ gelegt, und zwar jeweils einem Wiederholungszeichen keine Übereinstimmung an denjenigen, in den gerade nicht eingespeichert der beiden Speicherinhalte feststellen, so wartet er wird. Nach jedem ausgespeicherten Block wird der auf das nächste Wiederholungszeichen vom Sender.

Dies ist möglich, da der Sender wiederum keine Richtigmeldung erhält und dadurch ebenfalls nach einer definierten Anzahl von ausgesendeten Blöcken die Wiederholung erneut einleitet. Wird nach mindestens zweimaligem Empfang eines Wiederholzeichens keine Koinzidenz zwischen den beiden Empfangsspeichern ES₁ und ES₂ festgestellt, so wird eine Alarmanlage AL in Betrieb gesetzt, die anzeigt, daß die Sendung neu begonnen werden muß.

In F i g. 3 ist eine mögliche Ausführungsform der Richtigmeldungs-Synchronisierschaltung RS des Senders dargestellt. In ihr ist BK eine bistabile Kippstufe, MK eine monostabile Kippstufe, I ein Anschlußpunkt für den Sendetakt, II ein Anschlußpunkt für das vom Empfänger kommende Richtigmeldungssignal und III ein Anschlußpunkt zur Abnahme der mit dem Sendetakt synchronisierten Richtigmeldung. Eine im Sender eintreffende Richtigmeldung stellt die bistabile Kippstufe BK so ein, daß der ihr nachfolgende Taktimpuls über eine Diode GR, die sonst durch die bistabile Kippstufe BK gesperrt ist, die monostabile Kippstufe anstößt. Diese stellt mit der Rückflanke ihres Ausgangsimpulses die bistabile Kippstufe BK in ihre Ruhelage zurück und leitet außerdem die Rückstellung des Zählers Z ein. Dieser as kann mit einem sehr schnellen Takt in einer einzigen Taktimpulspause zurückgezählt werden. Es genügt dazu aber eine Frequenz des Rückzähltaktes, die etwas größer als die Sendetaktfrequenz ist. Tritt während der Rückwärtszählung ein Sendetaktimpuls auf, so wird für dessen Dauer die Rückwärtszählung unterbrochen und der Taktimpuls in Vorwärtsrichtung in den Zähler eingezählt.

Sollen verschiedenartige Quellen und Senken zusammenarbeiten, so ist es wesentlich, die Information erst nach eingetretener Betriebsbereitschaft des Empfängers und der Senke durch den Sender auszusenden. Ebenso wichtig ist es, die Betriebsbereitschaft der Senke auch während der Datenübertragung zu überwachen. Das wird dadurch erreicht, daß nach dem Einschalten von Sender und Empfänger und nach dem erfolgten Gleichlauf beider die Senke SN ein Betriebsbereitschaftssignal abgibt. Dieses wird als Richtigmeldung zum Sender übertragen. Im Sender setzt diese erste Richtigmeldung den normalen Informationsübertragungsbetrieb ingang. Dabei darf die erste eintreffende Richtigmeldung den Zähler Z nicht zurückstellen. Weiter muß im Empfänger vorgesehen werden, daß der Dekodierer DK während der Informationsübertragung nur dann Richtigmeldüngen zum Sender abgeben kann, wenn die Senke SN bereit ist, Information aufzunehmen. Ist die Aufnahmekapazität der Senke SN erschöpft oder ist die Senke SN mechanisch ausgefallen, z. B. bei Lochstreifenempfängern durch Verklemmung, so leitet der Sender nach einem Ausbleiben einer definierten Zahl von Richtigmeldungen die Informationswiederholung ein. Die wiederholte Information wird vom Empfänger angenommen, falls die Senke bis zum Eintreffen des ersten oder der nachfolgenden Wiederholungszeichen wieder betriebsbereit ist. Ist die Betriebsbereitschaft länger unterbrochen, so löst das mehrmalige Auftreten des Wiederholungszeichens die Alarmanlage AL aus.

Das Datenübertragungssystem weist also, was die geforderte Sicherheit und die Anpassung an verschiedenartige Quellen und Senken betrifft, eine hohe Flexibilität auf.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur gesicherten Übertragung von binär codierten Daten mit automatischer Anpassung an die Laufzeit des Übertragungskanals, bei dem die gesamte Information von einem Sender blockweise und fortlaufend zu einem entfernten Empfänger übertragen wird und vom Empfänger für jeden richtig empfangenen Block eine Richtigmeldung gebildet und über einen Rückkanal an den Sender gesendet wird, dadurchgekennzeichnet, daß am Sendeort in einem durch den Beginn einer Sendung und das Eintreffen der ersten Richtigmeldung festgelegten Zeitraum Impulse mittels eines Zählers (Z) gezählt werden, deren Menge der Zahl der in dem gleichen Zeitraum erfolgten Sendetakte proportional oder annähernd proportional ist, daß nach Ausbleiben einer oder mehrerer Richtigmeldungen die Sendung unterbrochen und ein Wiederholzeichen geformt wird, daß die mittels eines ersten Sendespeichers (S₁) ausgesendete Information gleichzeitig in einen zweiten Sendespeicher (S₂) übernommen wird, wobei beide Speicher nach Art eines Schieberegisters ausgebildet und durch Rückkopplung zu einem Ring schaltbar sind, daß nach erfolgtem Wiederholzeichen — unter Auswertung des Zählerstandes — die gesamte zu wiederholende Information nach Ausscheidung der von dem Empfänger als richtig erkannten Blöcke aus dem zweiten Sendespeicher (S₂) in den ersten Sendespeicher (S₁) geschoben und aus diesem nach Aussendung eines Wiederholungssignals zum Empfänger wieder ausgesendet wird und daß nach dem Erkennen eines ersten gestörten Blockes der Empfänger die Informationsannahme so lange unterbricht, bis er vom Sender ein Wiederholungssignal empfängt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Eintreffen jeder Richtigmeldung vom Empfänger der Zähler (Z) um eine der Anzahl der Bits eines Blockes proportionale Zahl zurückgestellt wird und daß Mittel zur Synchronisierung der Richtigmeldung mit dem Sendetakt vorgesehen sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß von Anfang einer Sendung an die Sendetakte oder die ausgesendeten Blöcke gezählt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Synchronisierung eine bistabile und eine monostabile Kippstufe enthalten und daß beide Kippstufen derart zueinander angeordnet sind, daß die von einer Richtigmeldung gesetzte bistabile Kippstufe bei Auftreten eines Taktimpulses die monostabile Kippstufe anstößt, welche mit der Rückflanke ihres Impulses die bistabile Kippstufe zurücksetzt und die Rückstellung des Zählers einleitet.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim nacheinander erfolgenden Ausbleiben von i Richtigmeldungen, nach Empfang einer ersten Richtigmeldung und einer anschließend folgenden Richtigmeldung i+1 der Zähler (Z) um eine einem Block oder i+1 Blökken proportionale Anzahl von Impulsen zurückgestellt wird und daß nach aufeinander erfolgen-

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dem Ausbleiben von z+1 Richtigmeldungen die Sendung unterbrochen und ein Wiederholungszeichen gegeben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger nur bei Betriebsbereitschaft und Funktionsfähigkeit der Senke Richtigmeldungen an den Sender abgibt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer seit dem Beginn einer Sendung oder einer Wiederholungssendung nicht erfolgten ersten Richtigmeldung zu einem Zeitpunkt, in dem der Zähler (Z) einen vorgegebenen Zählerstand überschreitet, von diesem ein Signal abgegeben wird, das die Wiederholung aller vom Beginn der Sendung oder der Wiederholungssendung bis zu diesem Zeitpunkt gesendeten Bits einleitet.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem ersten Sendespeicher (S₁) gespeicherten Bits durch den Sende- ao takt in Serie ausgesendet und gleichzeitig in den Serieneingang des zweiten Sendespeichers (S₂) übergeführt werden, der mindestens ebenso viele Speicherplätze aufweist, wie zwischen dem Beginn einer Sendung und dem Empfang der ersten Richtigmeldung Bits ausgesendet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ausgabe eines Wiederholzeichens Taktimpulse mit normaler oder erhöhter Frequenz so lange ausgegeben werden, bis der Zähler (Z) einen bestimmten Zählerstand erreicht.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (Z) den Takt dann unterbricht, wenn das erste zu wiederholende Bit auf dem letzten Platz vor dem Serienausgang des zweiten Sendespeichers (S₂) steht.

11. Verfahren nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß während des Taktablaufs mit normaler oder erhöhter Frequenz in den ersten Sendespeicher (S₁) so viele unter sich gleiche Bits in Serie eingegeben werden, wie der erste Speicher (S₁) Speicherplätze aufweist.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Eintreffen des ersten zu wiederholenden Bits auf dem letzten Platz des zweiten Sendespeichers (S₂) der Serienausgang des zweiten Sendespeichers (S₂) auf den Serieneingang des ersten Sendespeichers (S₁) zurückgekoppelt wird und danach so viele Takte mit normaler Frequenz ausgegeben werden, wie der erste Sendespeicher (S₁) Speicherplätze hat, und daß während dieser Takte ein Wiederholungssignal vom Sender an den Empfänger gesandt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder nach der Ausgabe des Wiederholungssignals an den Empfänger der Zähler (Z) auf Null gesetzt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Vorhandensein unter sich gleicher Bits in allen Speicherzellen des ersten Sendespeichers (S₁) ein Wiederholungs-Ende-Signal abgeleitet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Wiederholungs-Ende-Signal durch eine Koinzidenzschaltung (KS) ausgelöst wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die unter sich gleichen Bits Nullen sind.

17. Verfahren nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Zwischenspeicher (ZS) die Information blockweise und mit einem einzigen Takt in den ersten Sendespeicher (S₁) übertragen wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung des Zwischenspeichers (ZS) mit Informationen während des gesamten Wiederholungsvorganges unterbrochen wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung des Zwischenspeichers (ZS) mit Information durch das Wiederholzeichen unterbrochen wird.

20. Verfahren nach Anspruch 14 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung des Zwischenspeichers (ZS) mit Information nach einer Unterbrechung von dem Wiederholungs-Ende-Signal wieder eingeleitet wird.

21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger zur Aufnahme der vom Sender übermittelten Bits zwei wechselweise wirkende Empfangsspeicher (ES₁, ES₂), von denen jeder die gleiche Anzahl von Bits aufzunehmen vermag wie der erste Sendespeicher (S₁) des Senders, aufweist und daß bei Abgabe der Information eines Speichers (ES₁, ES₂) an eine Senke (SN) diese Information wieder in denselben Speicher (ES₁, ES₂) zurückgeführt wird.

22. Verfahren nach. Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung (KE) zu bestimmten Zeiten bei Gleichheit der Inhalte beider Speicher (ES₁, ES₂) ein Signal abgibt.

23. Verfahren nach Anspruch 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß nach Empfang des Wiederholungssignals im Empfänger die vom Sender gesendeten Blöcke mit dem letzten der vor der Wiederholung von dem Empfänger richtig aufgenommenen Block verglichen werden und aus der Übereinstimmung eines gesendeten Blökkes mit dem letzten vor der Wiederholung richtig empfangenen Block ein Signal abgeleitet wird, welches den Beginn der wiederholten Information anzeigt.

24. Verfahren nach Anspruch 5 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer vorgebbaren Anzahl von empfangenen Blöcken nach dem Wiederholungssignal, die zu keiner Koinzidenz geführt haben, die Informationsannahme im Empfänger bis zum nächsten Wiederholungssignal des Senders unterbrochen wird.

25. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer vorgebbaren Anzahl hintereinander erfolgter Wiederholungssignale eine Alarmanlage im Empfänger und/ oder im Sender in Betrieb gesetzt wird.

26. Verfahren nach Anspruch 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß vor Sendebeginn der Empfänger bei Betriebsbereitschaft eine erste Richtigmeldung an den Sender abgibt und daß diese im Sender den Sendebeginn einleitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen