DE19904092A1 - Verfahren zur Übertragung von Daten - Google Patents

Abstract

Zur Absicherung eines Verfahrens zur Übertragung von Daten von wenigstens einem Sender zu wenigstens einem Empfänger auf einem Datenkanal, bei dem ein zu übertragendes Datenwort (A, B; B') durch eine Folge von dominanten und rezessiven Zuständen des Datenkanals repräsentiert ist, wobei der Datenkanal eingerichtet ist, einen dominanten Zustand einzunehmen, wenn wenigstens ein Sender ein dominantes Signal sendet und einen rezessiven Zustand anzunehmen, wenn kein Sender das dominante Signal sendet, ist vorgesehen, daß der Sender während des Sendens eines Datenworts (A, B; B') den Zustand des Datenkanals überwacht und ein dominantes Signal umfassende Zusatzinformation (C, C'), wenn er während des Sendens eines rezessiven Signals einen dominanten Zustand des Datenkanals erfaßt hat.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertra­ gung von Daten von wenigstens einem Sender zu we­ nigstens einem Empfänger auf einem Datenkanal, bei dem ein zu übertragendes Datenwort durch eine Folge von dominanten und rezessiven Zuständen des Daten­ kanals repräsentiert ist, wobei der Datenkanal ein­ gerichtet ist, einen dominanten Zustand einzuneh­ men, wenn wenigstens ein an den Datenkanal ange­ schlossener Sender ein dem dominanten Zustand ent­ sprechendes dominantes Signal sendet, und einen re­ zessiven Zustand anzunehmen, wenn kein Sender das dominante Signal sendet.

Derartige Verfahren sind zur Datenübertragung zum Beispiel auf Bussystemen bekannt, bei denen mehrere Sender/Empfänger gemeinsam an eine Busleitung ange­ schlossen sind, und der Bus einen rezessiven, bei­ spielsweise dem Massepotential entsprechenden Zu­ stand annimmt, wenn keiner der Sender eine vom Mas­ sepotential abweichende, dominante Signalspannung ausgibt, und der Bus einen dominanten, der Si­ gnalspannung entsprechenden Zustand annimmt, sobald nur einer der Sender diese Spannung ausgibt.

Bei solchen Systemen ist es erforderlich, den Zu­ griff der Sender/Empfänger auf den Datenkanal zu reglementieren, um auszuschließen, daß mehrere Sen­ der gemeinsam senden und dadurch verfälschte, un­ brauchbare Informationen auf den Datenkanal über­ tragen werden.

Die Sicherheit der Datenübertragung auf einem sol­ chen Datenkanal kann gewährleistet werden, wenn al­ le an den Kanal angeschlossenen Sender/Empfänger bekannt sind und miteinander nach einem vorgegebe­ nen Protokoll kooperieren oder Zugriffsrechte auf den Datenkanal von einer übergeordneten Verwal­ tungseinheit zugewiesen bekommen.

Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn der Datenkanal ein Bus innerhalb eines Computers oder ein ge­ schlossenes Netzwerk ist, zu dem störende, mögli­ cherweise böswillige Sender/Empfänger keinen Zugang haben.

Auf einem offenen Datenkanal, zu dem auch Störsen­ der sich Zugang verschaffen können, ist eine siche­ re Datenübertragung nicht zwangsläufig sicherge­ stellt. Für die Datenübertragung auf solchen Kanä­ len sind kryptographische Verfahren entwickelt wor­ den, die es einem störendem Sender/Empfänger we­ sentlich erschweren, aus den verschlüsselt übertra­ genen Signalen nutzbare Information zu extrahieren beziehungsweise Signale in der richtigen Weise ver­ schlüsselt zu senden, so daß sie von einem Empfän­ ger als von einem berechtigten Sender kommend ange­ sehen werden und so den Empfänger zu falschen Ope­ rationen veranlassen. Derartige kryptographische Verfahren erfordern einen erheblichen Rechenauf­ wand, der es erforderlich machen kann, die an den Datenkanal angeschlossenen Sender und Empfänger mit speziellen Prozessoren zu diesem Zweck auszustat­ ten.

Hierdurch wird zwar ein unbefugter Zugriff auf die Datenübertragung erschwert, Versuche eines Störsen­ ders, einen Empfänger zu manipulieren, werden je­ doch nicht erkannt.

Vorteile der Erfindung

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Übertragung von Daten nach der zu Beginn der Beschreibung genannten Art geschaffen, das eine si­ chere und zuverlässige Datenübertragung über einen offenen, gegen Fremdzugriffe nicht geschützten oder nicht schützbaren Datenkanal mit minimalem Verar­ beitungsaufwand gewährleistet und es überdies er­ möglicht, einen Fremdzugriff auf den Datenkanal zu erkennen, so daß ein Betreiber gegebenenfalls Ge­ genmaßnahmen ergreifen kann.

Diese Vorteile werden erfindungsgemäß zum einen da­ durch erreicht, daß der Sender während des Sendens eines Datenworts den Zustand des Datenkanals über­ wacht und ein dominantes Signal umfassende Zusatz­ information sendet, wenn er während des Sendens ei­ nes rezessiven Signals einen dominanten Zustand des Datenkanals erfaßt hat. Das Vorhandensein eines do­ minanten Zustands während des Sendens eines rezes­ siven Signals durch den Sender ist ein Hinweis auf einen Fremdzugriff oder eine anders geartete Stö­ rung des Datenkanals. Die gegebenenfalls gesendete, ein dominantes Signal umfassende Zusatzinformation versetzt zum anderen einen Empfänger in die Lage, zu erkennen, daß das empfangene Datenwort nicht vom Sender autorisiert ist, und es daraufhin zu verwer­ fen.

Die Zusatzinformation ist vorzugsweise jeder Über­ tragung eines Datenworts zugeordnet und umfaßt ein rezessives oder dominantes Signal, je nachdem, ob das übertragene Datenwort verworfen werden soll oder nicht. Die Zuordnung der Zusatzinformation zu jedem einzelnen Datenwort erleichtert auf Seiten des Empfängers die Unterscheidung zwischen Daten­ wörtern und Zusatzinformationen.

Vorzugsweise verwendet der Sender nur eine Teilmen­ ge der Datenwörter, die durch Kombinieren einer ge­ gebenen Zahl von Bits bildbar sind. Dies gibt zum einen dem Empfänger ein zusätzliches Kriterium, um die Echtheit eines übertragenen Datenworts zu er­ kennen: Jedes empfangene Datenwort, das der Teil­ menge nicht angehört, sollte verworfen beziehungs­ weise ignoriert werden. Des weiteren kann die Teil­ menge so gewählt werden, daß sie einen orthogonalen Code bildet. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit, daß durch zufällige oder absichtliche Verfälschung eines Datenwortes ein anderes gültiges Datenwort entsteht, stark verringert. Dies erleichtert ferner in einem Datenübertragungssystem mit mehreren Sen­ dern dem Empfänger beziehungsweise den Empfängern die Zuordnung, von welchem der mehreren Sender ein gegebenes Datenwort stammt.

Allgemein ist das erfindungsgemäße Verfahren an­ wendbar, um einen an den wenigstens einen Empfänger angeschlossenen Slave mit Hilfe eines an den wenig­ stens einen Sender angeschlossenen Masters zu steu­ ern. Dabei wird unter Master beziehungsweise Slave allgemein jede Vorrichtung verstanden, die in der Lage ist, Steuerbefehle zu erzeugen beziehungsweise entgegenzunehmen und darauf zu reagieren. Vorzugs­ weise wird das Verfahren eingesetzt, um mehrere an jeweils einen Empfänger angeschlossene Slaves zu steuern, wobei ein Datenwort des Senders den Zu­ stand der Gesamtheit der Slaves codiert. Dabei setzt sich der Zustand der Gesamtheit der Slaves zusammen aus Kominationen von Zuständen der Slaves, wobei nicht notwendigerweise alle Kombinationen er­ laubt sind. In einem solchen Fall ist die Teilmenge der vom Sender verwendeten Datenwörter zweckmäßi­ gerweise so gewählt, daß sie Datenwörter, die nach einer gegebenen Regel Zustände der Gesamtheit der Slaves codieren, die nicht eingestellt werden dür­ fen, nicht enthält.

Eine zusätzliche Sicherung gegen Fremdzugriffe wird erreicht, wenn der Sender den Zustand des Datenka­ nals überwacht und ein dominantes Signal umfassende Zusatzinformation auch dann sendet, wenn er ein Da­ tenwort auf dem Datenkanal erfaßt, das der von dem Sender verwendeten Teilmenge angehört und nicht von ihm gesendet ist.

Das gleiche Verfahren, das zum Übertragen von Be­ fehlswörtern von einem Master an ein oder mehrere Slaves verwendet wird, kann auch eingesetzt, um ei­ nen Zustand eines an einen Sender angeschlossenen Slaves an den an einen Empfänger angeschlossenen Master zu melden.

In diesem Fall ist es zweckmäßig, daß die mehreren Sender jeweils identische Sätze von Datenwörtern verwenden. Wenn das von den Slaves rückzuübertra­ gende Datenwort den Zustand der Gesamtheit der Sla­ ves codiert, haben in einem solchen Fall nämlich alle Slaves das gleiche Datenwort zu übertragen und können es zeitgleich senden.

Da in einen solchen Fall nicht zwangsläufig der To­ talausfall eines Slaves erkennbar ist, wird zweck­ mäßigerweise die Funktionsfähigkeit der Slaves be­ ziehungsweise ihrer Sender dadurch überprüft, daß diese zum Senden eines dominanten Funktionssignals veranlaßt werden. Dabei senden mehrere Sender ihre Funktionssignale vorzugsweise in einer vorgegebenen Reihenfolge, die es dem Master bei Ausbleiben eines Funktionssignal unmittelbar ermöglicht, den ausge­ fallenen Slave zu erkennen.

Eine bevorzugte Anwendung des Verfahrens ist die Datenübertragung auf Funkkanälen, da bei diesen ein Zugriff durch Störsender nur unter speziellen Be­ dingungen ausgeschlossen werden kann. Bei einem solchen Datenkanal kann insbesondere das Vorhanden­ sein von Hochfrequenzenergie in dem Funkkanal dem dominanten und das Fehlen von Hochfrequenzenergie dem.rezessiven Zustand entsprechen. Dabei soll un­ ter dem "Fehlen von Hochfrequenzenergie" die Unter­ schreitung eines zweckmäßig gewählten, möglicher­ weise von der konkreten Anwendung abhängigen Grenz­ wertes verstanden werden.

Um unvorhersagbare Schwankungen der Intensität der Hochfrequenzenergie im Funkkanal oder Schwebungen aufgrund von Interferenzerscheinungen zwischen von verschiedenen Sendern übertragenen dominanten Si­ gnalen zu vermeiden, ist vorzugsweise vorgesehen, daß ein Sender das Senden eines dominanten Signals unterläßt, wenn zum Sendezeitpunkt der Datenkanal bereits in dem dominanten Zustand ist. Dadurch wird sichergestellt, daß zu einem gegebenen Zeitpunkt stets nur ein Sender aktiv ist, auch wenn mehrere möglicherweise ein dominantes Signal zu übertragen hätten, wodurch Interferenzerscheinungen ausge­ schlossen werden. Da die Übertragung eines rezessi­ ven Signals aus "Funkstille" besteht, tritt hier das Interferenzproblem nicht auf.

Eine bevorzugte Anwendung des Verfahrens ist die Steuerung von Verkehrsampeln, bei der zur Daten­ übertragung zwischen einem Steuergerät und wenig­ stens einer Ampel ein Verfahren nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche eingesetzt wird. Dies Verfah­ ren kann zur Übertragung vom Steuergerät zur Ampel, in Gegenrichtung vorzugsweise natürlich in beiden Richtungen eingesetzt werden. Das Verfahren erfüllt auf einfache Weise die hohen Sicherheitsanforderun­ gen, die bei dieser Anwendung an die Datenübertra­ gung zu stellen sind.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen.

Figuren

Es zeigen:

Fig. 1 eine Straßeneinmündung mit Ampeln als Anwendungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 einen beispielhaften Zeitverlauf von Signalen auf dem Übertragungskanal; und

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines Ampelsteue­ rungssystems.

Abb. 1 zeigt eine Straßeneinmündung mit sechs Ampeln, vier Fahrzeugampeln 1 und zwei Fahrzeug- und Fußgängerampeln 2, 2'. Jede dieser Ampeln ent­ hält eine interne Steuerschaltung, nachfolgend als Slave bezeichnet, die Steuersignale von einer Steu­ erschaltung, nachfolgend als Master bezeichnet, des aus den 6 Ampeln bestehenden Gesamtsystems entge­ gennimmt und den Zustand der Leuchtsignale der be­ treffenden Ampel 1, 2, 2' zu jedem Zeitpunkt entspre­ chend schaltet.

Der Master kann in einer der Ampeln, zum Beispiel der Ampel 2' untergebracht sein. In diesem Fall kann der Master mit dem Slave der Ampel 2' über elektrische Signalleitungen kommunizieren, wohinge­ gen die Datenübertragung zwischen ihm und den Sla­ ves der übrigen Ampeln über einen Funkkanal er­ folgt.

Fig. 2 zeigt den Zustand des Datenkanals im Laufe der Zeit bei der Übertragung eines Datenworts vom Master an die Slaves und in Gegenrichtung. Die er­ ste Zeile betrifft die Übertragung vom Master an die Slaves. Das Datenwort besteht hier aus zwei Ab­ schnitten und umfaßt hier 19 Bits, wobei diese Zahl rein beispielhaft ist. Ein erster Abschnitt A des Datenworts, der 8 Bits umfaßt, codiert eine Nach­ richt des Masters an die Slaves, daß nachfolgend eine Statusinformation übertragen wird, welche für sämtliche Slaves eine Information darüber enthält, wie die Leuchtsignale der betreffenden Ampel zu schalten sind. Diese Statusinformation ist im dar­ auffolgenden Abschnitt B enthalten, der im folgen­ den.auch als Statuswort bezeichnet wird, weil er den Status jedes einzelnen Leuchtsignals jeder von dem Master gesteuerten Ampel spezifiziert. Es schließt sich ein Abschnitt mit einem 20. Bit an, der eine Zusatzinformation C darstellt.

Die einzelnen Bits des Datenworts und der Zusatzin­ formation werden vom Master an die Slaves übertra­ gen, indem der Sender des Masters zur Übertragung eines Bits mit einem ersten logischen Wert einge­ schaltet wird, um Hochfrequenz abzustrahlen, und zur Übertragung eines Bits mit einem zweiten logi­ schen Pegel ausgeschaltet bleibt. Die Abstrahlung von Hochfrequenzenergie entspricht somit einem do­ minanten Zustand des Übertragungskanals, das Ausge­ schaltetsein des Senders dem rezessiven.

Während das Datenwort mit den Abschnitten A und B ausgesendet wird, überwacht der Master den Zustand des Datenkanals und ist in der Lage, das Vorhanden­ sein von Hochfrequenzenergie auf dem Funkkanal zu Zeiten, zu denen ein rezessives Bit des Datenworts übertragen wird, zu erkennen. Wenn sich der Daten­ kanal immer im rezessiven Zustand befindet, wenn der Sender ein rezessives Bit ausstrahlt, ist die Übertragung ungestört, und im Abschnitt C wird ein rezessives Bit übertragen, das es jedem Empfänger ermöglicht, zu erkennen, daß die vorhergehende Übertragung des Datenworts durch den Sender autori­ siert ist und deshalb berücksichtigt werden muß. Wenn hingegen zu einer Zeit, in der der Sender ein rezessives Signal überträgt, Hochfrequenzenergie im Übertragungskanal vorhanden ist, dieser sich also im dominanten Zustand befindet, erhalten die Emp­ fänger eine verfälschte Information. Dies wird bei der Überwachung des Zustands des Datenkanals durch den Sender festgestellt, und in einem solchen Fall wird im Zeitabschnitt C ein dominantes Signal aus­ gegeben, das sämtliche Empfänger veranlaßt, das so­ eben empfangene Datenwort zu verwerfen beziehungs­ weise zu ignorieren. Mutwillige oder auch zufällige Störungen des Übertragungskanals werden so erkannt und bleiben folgenlos.

Jede Übertragung eines Datenworts mit Abschnitten A und B, das die Empfänger veranlassen kann, eine Operation vorzunehmen, im Falle diesen Anwendungs­ beispiels die Lichtsignale einer Ampel umzuschal­ ten, wird durch die Übertragung einer Zusatzinfor­ mation im Abschnitt C gesichert.

Um Störungen durch mehrere Sender zu vermeiden, die auf dem Funkkanal zeitversetzt senden, zum Beispiel Sender von Masters von eng benachbarten Ampelsyste­ men, ist vorgesehen, daß jedem dieser Sender eine spezifische Menge von Datenwörtern zugeordnet ist, die er benutzen darf. Ein nicht dieser Menge ange­ hörendes Datenwort wird von den diesem Sender zuge­ ordneten Empfängern als fremd erkannt und igno­ riert.

Diese spezifischen Mengen von Datenwörtern sind je­ weils zueinander orthogonal, um den Empfängern die Erkennung fremder Datenwörter zu erleichtern. Auf diese Weise können sich mehrere Sender einen Funk­ kanal im CDMA-Zugriff teilen.

Die zweite Zeile von Fig. 2 zeigt eine Datenüber­ tragung, bei der in einem Zeitabschnitt A' zunächst der Sender des Masters an die Slaves eine Aufforde­ rung überträgt, ihren aktuellen Status zu melden. Die Übertragung dieser Aufforderung braucht bei der hier behandelten Anwendung nicht abgesichert zu werden, da die Übertragung des Status von den Sla­ ves an den Master noch zu keiner Fehlfunktion des Ampelsystems führen kann.

Im Anschluß an die Übertragung der Anforderung lie­ fern die Slaves ein Datenwort an den Master zurück, das nur einen Abschnitt B' umfaßt und den einge­ stellten Zustand codiert. Beim hier gezeigten Bei­ spiel ist der zurückgelieferte Status gleich dem im Abschnitt B übertragenen, woran der Master erkennt, daß alle Slaves den gewünschten Status korrekt übernommen haben.

Bei der Datenübertragung von den Slaves an den Ma­ ster spielt die im Abschnitt B' übertragene Signal­ folge die Rolle eines Datenworts; die Sender der Slaves überwachen während seiner Übertragung den Zustand des Datenkanals. Im Normalfall, das heißt wenn alle Slaves den vom Master angeordneten Status korrekt übernommen haben, melden alle Slaves auch das gleiche Datenwort zurück. In diesem Fall stellt kein Sender eines Slaves während des Sendens einen dominanten Zustand des Datenkanals fest, während er selber ein rezessives Signal übertragen möchte, und infolgedessen bestätigt jeder Slave die Gültigkeit des im Abschnitt B' übertragenen Datenworts durch Senden einer ein rezessives Signal enthaltenden Zu­ satzinformation C'.

Wenn auch nur ein Slave eine Abweichung bei der Übertragung eines rezessiven Signals erkennt, sen­ det er ein dominantes Signal als Zusatzinformation C', so daß der Master in der Lage ist, zu erkennen, daß ein Übertragungsfehler stattgefunden hat. In einem solchen Fall kann der Master durch erneutes Übertragen eines Datenworts mit entsprechender Sta­ tusinformation alle Ampeln auf gelbes Blinklicht schalten. Es kann aber auch jeder Slave autonom auf gelbes Blinklicht für die von ihm kontrollierte Am­ pel schalten, wenn er im Abschnitt C' einen domi­ nanten Zustand des Datenkanals erkennt.

Allein anhand der Rückübertragung des eingestellten Status repräsentierenden Datenworts B' und der Zu­ satzinformation im Abschnitt C' ist der Master noch nicht in der Lage, einen eventuellen Totalausfall eines Slaves zu erkennen. Aus diesem Grund ist ein weiterer Abschnitt D' in der in Fig. 2 dargestell­ ten Signalfolge vorgesehen, in dem jedem einzelnen Slave ein individueller Zeitschlitz zugeordnet ist, in dem er ein dominantes Signal zu übertragen hat. Wenn alle Slaves korrekt arbeiten, ist während die­ ses Abschnitts D' der Datenkanal ständig im domi­ nanten Zustand. Falls er zeitweilig in den rezessi­ ven Zustand übergeht, wie in der Figur an der Stel­ le d' gezeigt, so vermag der Master daran zu erken­ nen, daß der Slave, dem der betreffende Zeitschlitz zugeordnet ist, ausgefallen ist, und sendet darauf­ hin ein Datenwort an die Slaves, das diese veran­ laßt, alle angeschlossenen Ampeln auf gelbes Blink­ licht zu schalten.

Da die Sender der Slaves regelmäßig zeitgleich, das heißt mit im wesentlichen überlappenden Übertra­ gungszeiträumen für ein einzelnes Bit senden, dies aber zu Interferenzen und damit zu Empfangsstörun­ gen beim Master führen könnte, ist ferner vorgese­ hen, daß die Slaves beim Senden den Zustand des Da­ tenkanals überwachen und das Senden eines dominan­ ten Signals unterlassen, wenn der Datenkanal be­ reits in dem dominanten Zustand ist. Auf diese Wei­ se werden Interferenzstörungen ausgeschlossen; das vom Master empfangene Datenwort umfaßt aber dennoch genau die dominanten Signale, die der Slave gesen­ det hätte, wenn ihm nicht ein anderer Sender dabei zuvorgekommen wäre. In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn eine Reihenfolge der Sender fest­ gelegt ist, in der diese jeweils ein Bit senden, wobei aber der Zeitversatz zwischen den Sendern deutlich kleiner ist als die zur Übertragung eines Bits benötigte Zeit. Dieser Zeitversatz ist einer­ seits klein genug, so daß die von den einzelnen Sendern zu übertragenden Bits im wesentlichen über­ lappen, und andererseits so groß, daß Konflikte zwischen zwei gleichzeitig mit dem Senden beginnen­ den Sendern darüber, welcher von ihnen das Senden eines dominanten Signals fortsetzt und welcher ab­ bricht, vermieden werden.

Um eine sichere Unterscheidung des dominanten Si­ gnals von einem Rauschen durch den jeweiligen Emp­ fänger zu gewährleisten, ist dem dominanten Signal vom Sender eine HF-Modulation aufgeprägt.

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm eines Datenübertra­ gungssystems, das das erfindungsgemäße Verfahren ausübt. Ein Master 3, bei dem es sich um einen Mi­ kroprozessor handeln kann, der zum Beispiel mit ei­ nem kommunalen Verkehrsleitrechner verbunden ist, ist an einen Sender/Empfänger 4 angeschlossen, der mit einem zweiten Sender/Empfänger 4 eines Slaves 5 kommuniziert. In Fig. 3 ist der Einfachheit halber nur ein Slave dargestellt, es können selbstver­ ständlich mehrere vorhanden sein.

Eine Ansteuerschaltung 6 des Slaves 5 empfängt ein vom Master 3 ausgesendetes, vom Sender/Empfänger 4 des Slaves 5 empfangenes Datenwort, erkennt, ob es sich bei dem Datenwort um einen Befehl zum Einstel­ len eines bestimmten Status handelt, und adressiert gegebenenfalls mit Hilfe des erkannten Statusworts B eine Tabelle 7, in der für jedes Statuswort, das der Sender 3 verwenden darf, der Schaltzustand der Lichtsignale 9 des betreffenden Slaves angegeben ist. Da das Statuswort den Zustand aller Lichtsi­ gnale von mehreren Ampeln codiert, ist jede Kombi­ nation möglicher Zustände der Lichtsignale 9 des hier betrachteten Slaves 5 in der Regel mehreren Statuswörtern zugeordnet.

Anhand der aus der Tabelle 7 erhaltenen Information steuert die Ansteuerschaltung 6 steuerbare Strom­ versorgungselemente 8 wie etwa Relais oder Lei­ stungstransistoren an, um den benötigten Zustand der Leuchtsignale 9 einzustellen.

Wenn die Leuchtsignale 9 mit Strom versorgt werden, fällt eine Spannung an mit ihnen in Reihe geschal­ teten Widerständen 10 ab, die abgegriffen und von einer Kontrollschaltung 11 verarbeitet wird. Die Kontrollschaltung 11 erkennt so völlig unabhängig von der Ansteuerschaltung 6 den Zustand der Leucht­ signale 9 und ist so in der Lage, auch eine eventu­ elle Abweichung zwischen dem von der Ansteuerschal­ tung 6 vorgegebenen Zustand der Leuchtsignale und dem tatsächlich realisierten zu erkennen, die sich zum Beispiel durch einen Defekt eines schaltbaren Stromversorgungselements 8 beziehungsweise eines Leuchtsignals 9 ergeben kann. Die Kontrollschaltung 11 adressiert unter Verwendung des so erfaßten Zu­ stands der Leuchtsignale eine zweite Tabelle 12, in der zu jeder solchen Kombination die dazu konformen Statuswörter für den Gesamtstatus des Ampelsystems gespeichert sind. Dies können mehrere Statuswörter sein, da sich zwei Statuswörter eventuell nur in dem Zustand einer anderen Ampel unterscheiden. Nach der Ermittlung der konformen Statuswörter beginnt auf Veranlassung des Masters durch Übertragung der Anforderung im Abschnitt A' die Rückübertragung des ermittelten Status. Wenn die Kontrollschaltung 11 mehrere konforme Statuswörter ermittelt hat, sendet sie bei deren bitweiser Übertragung jedes Mal ein rezessives Bit, wenn aufgrund der Mehrzahl ermit­ telter Statuswörter nicht sicher ist, welches das richtige Bit an der entsprechenden Position ist. Gleichzeitig überwacht die Kontrollschaltung 11 den Zustand des Datenkanals und erfährt auf diese Wei­ se, welches Bit wenigstens einer der anderen Slaves für die betreffende Position ermittelt hat. In Kenntnis dieses Bits kann die Kontrollschaltung 11 nun wenigstens eines der ermittelten Statuswörter ausscheiden. So reduziert sich die Zahl möglichen Statuswörter im Laufe der Rückübertragung auf eins, und es wird "Konsens" zwischen den verschiedenen Slaves über das richtige rückzuübertragende Status­ wort erzielt, ohne daß dafür ein Statuswort mehr­ fach übertragen werden muß.

Wenn der vom Master im Abschnitt B angeordnete Sta­ tus und der im Abschnitt B' von den Slaves rückge­ meldete Status übereinstimmen, bestätigt der Master dies durch Übertragung eines rezessiven Bits. Diese Übertragung kann zeitgleich mit der Übertragung der Zusatzinformation C' durch die Slaves erfolgen.

Damit ist die Umschaltung der Ampeln auf einen neu­ en Status erfolgreich abgeschlossen.

Claims (18)

1. Verfahren zur Übertragung von Daten von wenig­ stens einem Sender (4) zu wenigstens einem Empfän­ ger (4) auf einem Datenkanal, bei dem ein zu über­ tragendes Datenwort (A, B; B') durch eine Folge von dominanten und rezessiven Zuständen des Datenkanals repräsentiert ist, wobei der Datenkanal eingerich­ tet ist, einen dominanten Zustand einzunehmen, wenn wenigstens ein an den Datenkanal angeschlossener Sender (4) ein dem dominanten Zustand entsprechen­ des dominantes Signal sendet und einen rezessiven Zustand anzunehmen, wenn kein Sender das dominante Signal sendet, dadurch gekennzeichnet, daß der Sen­ der (4) während des Sendens eines Datenworts (A, B; B') den Zustand des Datenkanals überwacht und ein dominantes Signal umfassende Zusatzinformation (C, C') sendet, wenn er während des Sendens eines rezessiven Signals einen dominanten Zustand des Da­ tenkanals erfaßt hat.

2. Verfahren zur Übertragung von Daten von wenig­ stens einem Sender (4) zu wenigstens einem Empfän­ ger (4) auf einem Datenkanal, bei dem ein zu über­ tragendes Datenwort (A, B; B') durch eine Folge von dominanten und rezessiven Zuständen des Datenkanals repräsentiert ist, wobei der Datenkanal eingerich­ tet ist, einen dominanten Zustand einzunehmen, wenn wenigstens ein an den Datenkanal angeschlossener Sender ein dem dominanten Zustand entsprechendes dominantes Signal sendet und einen rezessiven Zu­ stand einzunehmen, wenn kein Sender (4) das domi­ nante Signal sendet, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Empfänger (4) ein empfangenes Datenwort verwirft, wenn er eine ein dominantes Si­ gnal umfassende Zusatzinformation (C, C') empfängt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Übertragung der Zusatzinfor­ mation (C, C') jeder Übertragung eines Datenworts (A, B; B') zugeordnet ist, wobei die Zusatzinformati­ on ein Signal umfaßt, das rezessiv oder dominant ist, je nachdem ob das übertragene Datenwort ver­ worfen werden soll oder nicht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Sender (4) nur eine Teilmenge der Da­ tenwörter verwendet, die durch Kombinieren einer gegebenen Zahl von Bits bildbar sind.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (4) ein empfangenes Datenwort verwirft, wenn es nicht der Teilmenge angehört.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Teilmenge einen orthogonalen Code bildet.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß es eingesetzt wird, um einen an den wenigstens einen Empfänger (4) angeschlossenen Slave (5) mit Hilfe eines an den wenigstens einen Sender (4) angeschlossenen Ma­ sters (3) zu steuern.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß es eingesetzt wird, um mehrere an jeweils einen Empfänger (4) angeschlos­ sene Slaves (5) mit Hilfe eines an den wenigstens einen Sender (4) angeschlossenen Masters (3) zu steuern, wobei ein Datenwort (A, B) den Status der Gesamtheit der Slaves codiert.

9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Sender (4) den Zustand des Datenkanals überwacht und ein dominantes Signal umfassende Zu­ satzinformation (C; C') sendet, wenn er ein Daten­ wort auf dem Datenkanal erfaßt, das der von dem Sender verwendeten Teilmenge angehört und nicht von ihm gesendet ist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß es eingesetzt wird, um einen Zustand eines an den wenigstens ei­ nen Sender (4) angeschlossenen Slaves (5) an einen an den wenigstens einen Empfänger (4) angeschlosse­ nen Master (3) zu melden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere Sender (4) jeweils identische Sätze von Datenwörtern verwenden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere Sender (4) ein Datenwort zeitgleich senden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsfähigkeit jedes Senders (4) und/oder Slaves (5) anhand eines von dem Sender (4) gesendeten dominanten Funktions­ signals (D) überprüft wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere Sender (4) ihre Funktions­ signale (D) in einer vorgegebenen Reihenfolge sen­ den.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenkanal ein Funkkanal ist, und daß der dominante Zustand des Datenkanals dem Vorhandensein von Hochfrequenzener­ gie in dem Funkkanal und der rezessive Zustand dem Nichtvorhandensein von Hochfrequenzenergie in dem Funkkanal entspricht.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (4) das Senden eines dominanten Signals unterläßt, wenn zum Sendezeitpunkt der Datenkanal in dem dominanten Zu­ stand ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es eingesetzt wird, um den Zustand von mehreren an jeweils einen Sender (4) ange­ schlossenen Slaves (5) an einen an den wenigstens einen Empfänger (4) angeschlossenen Master zu mel­ den, und daß die Sender (4) der Slaves (5) nach Aufforderung durch den Master (3) mit dem Melden ihres Zustands mit einer unterschiedlichen, gegen­ über der Bitdauer kurzen zeitlichen Verzögerung be­ ginnen, um so die Erkennung eines bereits gesende­ ten dominanten Zustands zu erleichtern.

18. Verfahren zum Steuern von Verkehrsampeln, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Datenübertragung zwi­ schen einen Master und wenigstens einem eine Ampel (1, 2) steuernden Slave (5) ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingesetzt wird.