DE1217995B

DE1217995B - Verfahren zur Datenuebertragung

Info

Publication number: DE1217995B
Application number: DET29297A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ulrich Haller; Dipl-Ing Horst Ohnsorge
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1965-08-28
Filing date: 1965-08-28
Publication date: 1966-06-02
Also published as: US3534330A; GB1165175A; BE686057A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H041

Deutsche Kl.: 21 al-7/06

Nummer 1217 995

Aktenzeichen: T 29297 VIIIfa/21 al

Anmeldetag: 28. August 1965.

Auslegetag: 2. Juni 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung, bei dem neben den Informationszeichen zusätzliche Dienstzeichen als Quittungen für falschen und/oder richtigen Empfang der übertragenen Information übertragen werden.

Bei Datenübertragungsverfahren wird die Informationsübertragung vielfach durch Verwendung redundanter Codes gesichert. Dazu wird die Information in einzelne Blöcke unterteilt, innerhalb derer im Anschluß an die Übertragung der Informationsbits Redundanzbits übertragen werden, die sender- und empfängerseitig an Hand vorgegebener Codierungsvorschriften ermittelt werden. Mittels dieser Redundanzbits stellt der Datenempfänger fest, ob der Block, zu dem die betreffenden Redundanzbits gehören, richtig oder falsch empfangen wurde.

Je nachdem, ob der entsprechende Block richtig oder falsch empfangen wurde, sendet der Datenempfänger Dienstzeichen aus, die eine Quittung für richtigen und/oder falschen Empfang der übertrage- ao nen Information darstellen. Falschquittungen veranlassen eine Wiederholung der als falsch empfangenen Informationsblöcke.

Da die Quittungsdienstzeichen, die eine einfache Ja-Nein-Entscheidung beinhalten, meist auf gleichartigen Übertragungskanälen in zur Informationsübertragung umgekehrter Richtung übertragen werden, werden diese Dienstzeichen mit der gleichen Wahrscheinlichkeit gestört wie die Informationsund Redundanzzeichen. Die Verfälschung eines solchen Dienstzeichens auf dem Übertragungswege führt dazu, daß Information verlorengehen kann oder daß Information doppelt gesendet wird. Der Informationsverlust oder die Doppelsendung geschieht in der Regel blockweise, wodurch sich eine mit der Blocklänge steigende Fehlerrate ergibt. Deshalb ist es notwendig, die übertragung der Quittungsdienstzeichen zu sichern.

Es ist bekannt, solche Dienstzeichen, die lediglich eine Ja-Nein-Entscheidung beinhalten, zu ihrer Sieherung aus vielen Einzelzeichen zusammenzusetzen. Dadurch wird jedoch das Dienstzeichen mit erheblicher Redundanz versehen. Die für eine Quittung zur Verfugung stehende Redundanz ist bei Duplexverfahren von der Blocklänge und von der zur Dienstzeichenübertragung zur Verfugung stehenden Kanalkapazität, d. h. von der Bandbreite des Rückkänals, abhängig. Bei einem Halbduplexverfahren, bei dem in der Regel der Informationskanal selbst zur Qüittüngsübertragung zur Verfügung steht, ist die für ein Dienstzeichen zur Verfugung stehende Redundanz abhängig von dem zulässigen Verlust an Verfahren zur Datenübertragung

Anmelder:

Telefunken

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

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Ulrich Haller.,

Dipl.-Ing. Horst Ohnsorge, Ulm/Donau

Übertragungszeit, die mit der Länge des Dienstzeichens ansteigt. Durch Erhöhung der Redundanz der Quittungen können die Quittungen zwar selbst bei sehr starken Störungen beliebig sicher übertragen werden. Diese Vergrößerung der Redundanz kostet jedoch Kanalkapazität, die meist nicht zur Verfugung gestellt werden kann, ohne die Geschwindigkeit der Informationsübertragung zu vermindern.

Außerdem ist bekannt, die Quittungsdienstzeiehen dadurch zu sichern, daß der Quittungsempfänger jede durch Kanalstörungen verstümmelte Quittung als Quittung für falschen Empfang der übertragenen Information wertet (deutsche Auslegeschrift 1170 460). Bei diesem Verfahren wird jeder Block, der vom Datensender zum Datenempfänger geschickt wird, mit einem zusätzlichen Dienstzeichen versehen, aus dem der Empfänger ersieht, ob der empfangene Block neue Information oder wiederholte Information beinhaltet. Um ein derartiges Verfahren genügend sicher zu machen, müssen die jedem Block zugefügten Dienstzeichen entsprechend redundant sein, wodurch die .Geschwindigkeit der Informationsübertragung stark vermindert wird.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Datenühertragung, bei dem neben den Informationszeichen zusätzliche Dienstzeichen als Quittungen für richtigen und/oder falschen Empfang der übertragenen Information übertragen werden, zu schaffen, das eine möglichst große Sicherheit der Quittungserkennung bei einer möglichst geringen Eigenredundanz der Quittungsdienstzeiehen und bei einer möglichst hohen Geschwindigkeit der Informationsübertragung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Quittungsempfänger zwischen Richtigquittung, Falschquittung und bedingter Quittung unterscheidet, wobei als bedingte Quittung jede vom

609 577/292

3 4

Informationssender gestört empfangene Quittung ge- Hg unkritisch ist. Wird dagegen eine unerwartete

wertet wird, und daß bei Empfang einer bedingten Wiederholung durch Störungen so verfälscht, daß

Quittung eine durch ein besonderes hochredundan- der Informationsempfänger diese wiederholte Infor-

tes Dienstzeichen gekennzeichnete Wiederholung ein- mation als normale fehlerhafte Information auffaßt,

geleitet wird, während eine Wiederholung, die auf 5 dann fordert er für diese Information «Wiederholung

Grund einer Falschquittung erfolgt, entweder über- an. Die daraufhin wiederholte Information wird vom

haupt nicht oder nur durch ein wenig redundantes Empfänger als erwartete Information gewertet, stellt

Dienstzeichen gekennzeichnet wird. aber in Wirklichkeit falsche Information dar. Des-

Da eine durch eine bedingte Quittung ausgelöste halb ist es notwendig, die Wiederholung auf Grund Wiederholung auf Grund einer zweifelhaften Ent- io zweifelhafter Quittungsentscheidung besonders zu scheidung des Quittungsempfängers vorgenommen sichern, was erfindungsgemäß durch ein besonders, wird, muß das diese Wiederholung kennzeichnende diese Art von Wiederholung einleitendes Dienst-Dienstzeichen so redundant sein, daß der Daten- zeichen geschieht. Das erfindungsgemäße Verfahren empfänger dieses Dienstzeichen mit einer Sicherheit unterscheidet sich von den bekannten Verfahren also erkennt, die der für das Datenübertragungssystem 15 dadurch, daß unnütze Redundanz für die Kennzeichzugelassenen Restfehlerwahrschemlichkeit genügt. nung einer Wiederholung so lange gespart wird, wie Die Entscheidung, ob die Quittungsübertragung ge- der Quittungsempfänger eine eindeutige Entscheistört war, trifft der Datenempfänger bei diesem Ver- dung treffen kann. Nur in den wenig wahrscheinfahren auf Grund seines »Gedächtnisses«. Trifft ein liehen Fällen, bei denen infolge einer Störung der solches redundantes Dienstzeichen ein, so erkennt 20 Quittung keine eindeutige Quittungsentscheidung geder Datenempfänger, daß eine Wiederholung vom troff en werden kann, wird die notwendige Redundanz Infonnationssender durchgeführt wurde, weil dieser aufgewendet.

eine gestörte Quittung empfing. Hat der Daten- Bei der Wahl der Quittungssymbole braucht ledig-

empfänger vorher keine Falschquittung abgegeben, lieh darauf geachtet zu werden, daß die Symbole für

so kann er beispielsweise die Annahme der wieder- 25 »falsch« und »richtig« so gewählt werden, daß die

holten Information unterdrücken oder diese Infor- Wahrscheinlichkeit für eine Vertauschung der bei-

mation als doppelt gesendet kennzeichnen. Hat der den Quittungen durch Kanalstörungen so klein wird,

Datenempfänger vorher eine Falschquittung gesendet, wie es die für die Datenübertragung geforderte

so wird die wiederholte Information angenommen. Sicherheit verlangt. Es ist dabei besonders günstig,

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den großen 30 wenn sich die Quittungen für richtigen und falschen

Vorteil, daß zusätzliche Zeit zur Sicherung der Empfang der übertragenen Information durch Inver-

Quittung nur dann aufgewendet werden muß, wenn sion aller Einzelheiten unterscheiden. In diesem Fall

die Quittung gestört wurde. Die Redundanz dieses kann eine Falschquittung nur dann in eine Richtig-

Verfahrens zur Datenübertragung wird also echt an quittung verfälscht werden, wenn alle Bits des

die Momentanstörungen des Übertragungskanals an- 35 Quittungssymbols durch die Störung invertiert wer-

gepaßt. den.

Erhält der Quittungsempfänger eine ungestörte Zur weiteren Sicherung der Dienstzeichen ist es Falschquittung, so kann er die darauffolgende In- günstig, wenn ein Dienstzeichen, das η-mal gesendet formationswiederholung ebenfalls durch ein Dienst- wird, erst dann vom Empfänger als vollständig empzeichen einleiten. Da dieses Dienstzeichen zur Syn- 40 fangen angenommen wird, wenn nach Auftreten des chronisierung des Informationsempfängers auf eine ersten Dienstzeichens mindestens k<Cn weitere erwartete Wiederholung benutzt wird, genügt zu Dienstzeichen eingetroffen sind,
seiner Übertragung eine geringe Redundanz. Das Weiterhin ist es möglich, ein Quittungsdienst-Dienstzeichen kann beispielsweise aus einem Start- zeichen lediglich bei richtigem bzw. falschem Empschritt oder aus einer sehr wenig redundanten Bit- 45 fang der übertragenen Information zu senden, wobei konfiguration bestehen. Es wird überhaupt nicht ge- ein Ausbleiben eines solchen Dienstzeichens einen braucht, wenn das betreffende Datenübertragungs- falschen bzw. richtigen Empfang kennzeichnet. Bei system einen starren Synchronismus für die Block- diesem Verfahren muß man bei der Auswahl der übertragung zwischen Sende- und Empfangsseite be- Einzelzeichen für die Quittungen dafür Sorge tragen, sitzt, der auch bei einer Wiederholung aufrechterhal- 50 daß die Bitfolge des Dienstzeichens durch Kanalten bleibt. störungen nur mit verschwindend kleiner Wahr-

Wird eine Wiederholung, die der Informations- scheinlichkeit ausgelöscht oder vorgetäuscht werden

sender auf Grund sicherer Quittungsentscheidung kann. In diesem Fall hat es sich als günstig erwiesen,

einleitet, bei der Übertragung gestört, dann sendet mehrere nacheinander auftretende Quittungen mit-

der Informationsempfänger wieder eine Falschquit- 55 einander zu korrelieren, so daß erst beim Ausbleiben

rung, die zur nochmaligen Wiederholung führt. Eine einer vorgebbaren Zahl hintereinanderfolgender

andere Möglichkeit besteht darin, daß der Informa- Dienstzeichen das Ausbleiben als Quittung für fal-

tionsempfänger keine Bestätigung für die bei der sehen bzw. für richtigen Empfang gewertet wird.

Wiederholung gestörte Information aussendet und Hierdurch wird erreicht, daß nicht schon eine ge-

der Infonnationssender daraufhin automatisch eine 60 störte Quittung als Falschquittung gewertet wird, so

nochmalige Wiederholung einleitet. daß zusätzliche Zeit zur Quittungserkennung nur im

Die Störung einer erwarteten Wiederholung führt Störungsfall aufgebracht werden muß.

mit der gleichen Wahrscheinlichkeit zu einem Fehler, Zur weiteren Sicherung des Dienstzeichens ist es

mit der ein fehlerhafter Block nicht erkannt wird. möglich, ein Dienstzeichen auf mindestens zwei

Diese Wahrscheinlichkeit ist infolge der Fehler- 65 Gruppen aufzuteilen, wobei das Dienstzeichen als

erkennungseinrichtungen bei jedem System kleiner vollständig erkannt angenommen wird, falls eine

als die geforderte Restfehlerwahrschemlichkeit, so vorgebbare Zahl von Gruppen eingetroffen ist. Dabei

daß die Störung einer erwarteten Wiederholung völ- können die Dienstzeichengruppen einander derart

teilweise überschneiden, daß mindestens ein Einzelzeichen einer Gruppe gleichzeitig auch der nächstfolgenden Gruppe angehört. Ebenso ist es möglich, die Dienstzeichen mit erhöhter Signalleistung zu übertragen, wodurch die Dienstzeichen weniger anfällig gegen Störungen werden. Dabei können sich Informationszeichen und Dienstzeichen mindestens teilweise durch ihre Darstellung in unterschiedlichen Modulationsverfahren und/oder mittels gegebenenfalls unterschiedlicher additiver Mischung voneinander und/oder in sich abheben, wobei es beispielsweise möglich ist, Richtig- und Falschquittungen mit verschiedenen Modulationsarten zu übertragen. Werden Dienstzeichen nur in bestimmten Zeitintervallen auf der Empfangsseite der Dienstzeichen angenommen, so ergibt sich ebenfalls eine zusätzliche Sicherung gegen das Vortäuschen von Dienstzeichen durch auf dem Übertragungskanal auftretende Störungen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Datenübertragung, bei dem neben den Informationszeichen zusätzliche Dienstzeichen als Quittungen für richtigen und/oder falschen Empfang der übertragenen Information gesendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Quittungsempfänger zwischen Richtigquittung, Falschquittung und bedingter Quittung unterscheidet, wobei als bedingte Quittung jede vom Informationssender gestört empfangene Quittung gewertet wird, und daß bei Empfang einer bedingten Quittung eine durch ein besonderes, hochredundantes Dienstzeichen gekennzeichnete Wiederholung eingeleitet wird, während eine Wiederholung, die auf Grund einer Falschquittung erfolgt, entweder überhaupt nicht oder nur durch ein wenig redundantes Dienstzeichen gekennzeichnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dienstzeichen aus mehreren Einzelzeichen bestehen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Quittungen für richtigen und falschen Empfang der übertragenen Information durch Inversion aller Einzelzeichen unterscheiden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dienstzeichen erst dann als vollständig angesehen wird, wenn eine vorgebbare Zahl hintereinanderfolgender gleicher Dienstzeichen eingetroffen ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Quittungsdienstzeichen lediglich bei richtigem (falschem) Empfang der übertragenen Information gesendet wird und daß ein Ausbleiben eines solchen Dienstzeichens einen falschen (richtigen) Empfang kennzeichnet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß erst beim Ausbleiben einer vorgebbaren Zahl hintereinanderf olgender Dienstzeichen das Ausbleiben als Quittung für falschen (richtigen) Empfang gewertet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dienstzeichen auf mindestens zwei Gruppen aufgeteilt wird und daß das Dienstzeichen als vollständig erkannt angesehen wird, wenn eine vorgebbare Zahl von Gruppen eingetroffen ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dienstzeichengruppen einander derart teilweise überschneiden, daß mindestens ein Einzelzeichen einer Gruppe gleichzeitig auch der nächstfolgenden Gruppe angehört.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dienstzeiten mit erhöhter Signalleistung übertragen werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich Informationszeichen und Dienstzeichen mindestens teilweise durch ihre Darstellung in unterschiedlichen Modulationsarten und/oder gegebenenfalls unterschiedlicher additiver Mischung voneinander und/oder in sich abheben.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Empfangsseite des Dienstzeichens dieses nur innerhalb vorgegebener Zeitintervalle angenommen wird.