DE2150638A1

DE2150638A1 - Empfaenger fuer Datenuebertragungsanlagen

Info

Publication number: DE2150638A1
Application number: DE19712150638
Authority: DE
Inventors: Claude Lubrano
Original assignee: Alcatel CIT SA; Compagnie Industrielle de Telecommunication CIT Alcatel SA
Current assignee: Alcatel CIT SA
Priority date: 1970-10-13
Filing date: 1971-10-11
Publication date: 1972-04-20
Also published as: IT939992B; FR2109351A5; BE773592A; NL7114055A; LU64035A1; GB1326719A; US3711829A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. M0LLER-EOR£ · DR. MAMITZ ■ DR.
DlPL-ING. FINSTERV/ALD - DIPL.-1NQ. G^ANKOW A ^

8 MÖNCHEN 22, ROBEBT-KOCH-STR. 1 ■ Vf £, Q /

TELEFON 225110 ' *-

JS/U/C .11 OKT. 1871'

F 5605

COMPAGNIE INDUSTRIELEE DES TELECOMMUNICATIONS

CIT-ALCATEL
12, rue de la Baume, PARIS (8), Frankreich

EMPFANGER PUR DATENÜBERTRAGUNGSANLAGEN

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der Empfänger, die in Datenttbertragungsanlagen verwendet werden. Sie betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Verbeuserung des Verfahrene der Erkennung von fehlerhaften Datensignalen, die auf Störungen des Datenträgers zurückzuführen sind. Sie, findet Anwendung bei der Datenübertragung, bei der Zeichen für Zeichen übertragen und ein Empfangssignal für jedes Zeichen vom Empfänger zum Sender zurückgesandt wird.

Zur Überwachung eines Zeichens am Empfangsende einer Leitung für die Übertragung von Zeichen mit einer gleichen Anzahl von beispielsweise χ Informationsbits wird bekanntlich den Informationsbits eine endliche Anzahl von η Redundanzbits zugeordnet. Diese Anzahl von η Redundanzbits ist eine Punktion der vorauszusehenden Leitungsstörungen, der Länge des Informationszeichens, der Anzahl der verschiedenen Informations-

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zeichen und der Restfehlerrate, die die ggf. der Verbindungsleitung zugeordneten Anlagen zulassen können. Hierzu ist das Empfangsende mit einer logischen Emitterschaltung ausgerüstet, die für jedes auszusendende Zeichen, das in einem Speicher eingespeichert ist, die Redundanzbits errechnet und sie zu den Informationsbits des betreffenden Zeichens hinzufugt .

Am empfangsseitigen Ende werden die ein bestimmtes Zeichen betreffenden Informationsbits in einem Zwischenspeicher eingespeichert. Eine logische Empfangsschaltung ermittelt die Richtigkeit des empfangenen Zeichens auf der Grundlage der den Informationsbits zugeordneten Redundanzbits und liefert die Entscheidung über Annahme bzw· Annahmeverweigerung. Wenn die Entscheidung positiv ist, steuert die logische Empfangsschaltung die Übertragung der Informationsbits des betreffenden Zeichens aus dem Zwischenspeicher beispielsweise in einen Locher. Gleichzeitig sendet sie über einen am Empfangsende vorhandenen Sender ein Annahmesignal auf einer Ruckleitung zurück. Am Empfangsende wird sodann das folgende Zeichen abgerufen, das verarbeitet und seinerseits ausgesendet wird.

Wenn die Entscheidung negativ ist, wird das in dem empfangsseitigen Zwischenspeicher befindliche Zeichen annuliert und der Sender der Empfangsseite sendet ein Zurückweisungssignal aus, welches bewirkt, dass der Sender an sendeseitigen Ende das ausgesandte Zeichen wiederholt.

Bei einer derartigen Vorrichtung gewahrleistet das

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Hinzufügen von η Redundanzbits einen Schutz P vor dem Auftreten von Fehlern, es verringert jedoch gleichfalls die Anzahl N der je Sekunde Übertragenen Zeichen· Bei χ Informationsbits, die in einem Zeichen enthalten sind, wird ein Zeichen einer Gesamtlange (x+n) auf die Leitung gegeben, so dass sich eine Zeichenübertragungskadenz N/s =■■■ ergibt, worin N die Anzahl der pro Sekunde übertragenen Bits darstellt.

Um den Schutz P zu verbessern, muss die Anzahl η der Redundanzbits erhöht werden. Dabei verringert sich jedoch die Übertragungskadenz N. Ziel der Erfindung ist, den Schutz P vor dem Auftreten von Fehlern zu verbessern, und zwar bei einer gleichen Anzahl η von Redundanzbits.

Im folgenden wird dargelegt, dass dieser Schutz bei einer gleichen Anzahl von Redundanzbits verbessert werden kann, indem jedes empfangene Zeichen (i+1) dem davor empfangenen Zeichen (i) zugeordnet und die Annahme ent scheidung (d.h. der Übertragung sowie der Zeichengebung) des als richtig ermittelten Zeichens (i) erfolgt, wenn das Zeichen (i+1) ebenfalls als richtig ermittelt worden ist.

Der erfindungsgemässe Empfänger weist daher eine kleine Anzahl von logischen Schaltungen auf, mit denen eine Zuordnung der empfangenen Zeichen in Form aufeinanderfolgender Zeichenpaare möglich ist und die einen Annahmebefehl eines Zeichens der Ordnung (i) abgeben, das als richtig ermittelt und nur dann eingespeichert wurde, wenn das Zeichen der darauffolgenden Ordnung (i+1) ebenfalls als richtig ermittelt wurde_β Als

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aufeinanderfolgende Zeichenpaare sind die Zeichen (i, i+1), (i+1, 1+2), (1+2, i+3) usw. zu verstehen.

Das Prinzip und die zur Herstellung verwendeten Einrichtungen des erfindungsgemässen Empfängers werden im einzelnen in bezug auf die Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine graphische Darstellung zweier benachbarter Zeichen und eine mögliche Verteilung der Fehler.

|| Fig. 2 ist ein teilweises Schaltbild eines erfindungs-

gemäss ausgerüsteten Empfängers.

Fig. 3 enthält vier graphische Darstellungen a, b, c und d, in denen verschiedene in der erfindungsgemässen Vorrichtung verwendete Signale veranschaulicht sind.

Fig. 4 ist ein logisches Schaltbild, das den Vorgang der Erzeugung eines in Fig. 3 veranschaulichten Impulses
zeigt.

Fig. 5 enthält drei graphische Darstellungen der als einwandfrei ermittelten Zeichen.

Fig. 6 entspricht der Fig. 5 und veranschaulicht den Fall, in dem ein Zeichen als nicht einwandfrei ermittelt wurde,

Fig. 7 ist ein logisches Schaltbild, das die Erzeugung eines Signals zur Rückstellung auf Null veranschaulicht.

In Fig. 1 wird davon ausgegangen, dass jedes Zeichen acht Informationsbits (x=8), H1...H8, und vier Redundanzbits (n=4), G1...G4, enthält, wobei diese Zahlenwerte beispielsweise

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gelten. Darin Bind schematisch zwei empfangene Zeichen der Ordnung(i) "bzw. (i+1) veranschaulicht. Eine Störung T wird ferner vorausgesetzt, deren Dauer mehreren Bits entspricht.

Bei dem herkömmlichen Verfahren, wobei n=4 ist, kann der Schutz P bei einer Störung einer L'änge von 4 oder weniger als 4 vollkommen sein· Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht eine Verbesserung dieses Schutzes bei Störungen, deren Länge gleich 6 oder mehr als 6 ist.

Die Erfindung basiert darauf, dass eine Störung zwei Zeichen überlappen kann und bestimmte Fehler, die mehr als fünf Bits betreffen, unter Berücksichtigung der Tatsache ermittelt werden können, dass ein Zeichen (i) angenommen und das darauffolgende Zeichen (i+1) zurückgewiesen wird.

In Pig. 1 ist eine Störung T veranschaulicht, die sich über sieben Bits erstreckt. Der Fehler des Zeichens (i), der fünf Bits betrifft, kann unter Umständen nicht ermittelt werden, da die Ermittlungskapazität des Codes nur bis Störungen der länge 4 vollkommen ist. Das Zeichen (i) das fehlerhaft ist, wird als einwandfrei angesehen.

Das Zeichen (i+1) jedoch, das zwei Fehler enthält, gilt als fehlerhaft ermittelt. Die Redundanz von (i) wird nicht als gültig angesehen, die Redundanz von (i+1) behält jedoch ihre Wirksamkeit.

Wenn sowohl (i) als auch (i+1) als einwandfrei erkannt worden sind, kann auch (i) als gültig angesehen werden. Wenn

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jedoch (i) als einwandfrei und (i+1) als nicht einwandfrei ermittelt werden, besteht das Risiko der Niehterraittlung eines Fehlers in bezug auf (i), das nicht als gültig betrachtet wird, und das sendeseitige Ende muss (i) und (i+1) wiederholen.

Die Verbesserung tritt bei einer Störung ein, die mehr als fünf Bits betrifft. Fünf fehlerhafte Bits, die zwei Zeichen überlappen, ermöglichen die getrennte Ermittlung jedes fehlerhaften Zeichens, da kein Bit mehr als vier fehlerhafte Zeichen enthält.

Entsprechend Fig. 2 umfasst das empfangsseitige Ende erfindungsgemäss ausser den bekannten Vorrichtungen, die zur Vereinfachung der Fig. nicht veranschaulicht sind, folgende Teile:

Ein Schieberegister 10 mit zwölf Zellen, davon acht für die Informationsbits H1 bis H8, und vier weitere für die Redundanzbits G1 bis G4. Die Information gelangt in den Eingang 11 und wird vorgeschoben, gesteuert von der Vorschubleitung 12, auf der die Vorschubimpulse h und g ankommen, die von dem Taktgeber 13 abgegeben werden.

Eine logische Schaltung 14, die an sich bekannt und daher nicht veranschaulicht ist, gewährleistet die überwachung der in dem Speicher 10 (H1 bis H8) eingespeicherten Information mit Hilfe der Redundanzbits G1 bis G4. Diese Überwachung erfolgt zum Zeitpunkt g4, in dem der letzte Redundansbit G4 in das Schieberegister 10 gelangt. Wenn das Zeichen als einwandfrei

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angesehen wird, wird ein Signal A erzeugt und zum Zeitpunkt j4 ausgesandt, der in bezug auf g4 entsprechend Fig. 3 geringfügig verzögert ist.

Das Signal Δ, das verschiedenen Zwecken dient, bewirkt' die übertragung der in den Zellen H1 bis H8 des Schieberegisters 10 enthaltenen Zeichen in die Zellen H1 und H8 des Registers 16, das als Zwischenspeicher betrieben wird. Die Eingänge der Zellen gleicher Ordnung sind untereinander verbunden. Die übertragung aus dem Register 10 in das Register 16 ist durch eine Leitung 15 veranschaulicht, die das Signal A empfangt und mit diesem die Verbindung zwischen den Zellen gleicher Ordnung zweier Register herstellt.

In regelmassig sich wiederholenden Zeitabstanden liegt im Register 10 die gesamte Information des Zeichens (i+1) einschliesslich der Redundanzbits vor; gleichzeitig befindet sich im Register 16 die Information des Zeichens (i).

Die Vorrichtung weist ferner eine Kippstufe JK 17» ein UND-Gatter 18, eine Signalisierkippstufe JK 19, einen Steuerkreis zur Rückstellung auf Null 20 und eine Datenerfassungsschaltung, beispielsweise einen locher 30, auf.

Der Eingang J der Kippstufe 17 liegt an Masse und der Eingang K am Punkt 1; der Eingang S empfängt das Signal A, und der Eingang R empfangt das Signal Z zur Rückstellung auf Null.

Das mit zwei Eingängen versehene UND-Gatter 18 empfängt

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an einem Eingang das Signal Λ, und der andere Eingang ist an einer Ausgangsklemme Q der Kippstufe 17 angeschlossen. Am Ausgang gibt sie das Signal B ab.

Der Eingang J der Signalisierkippstufe 19 liegt am Punkt 1, der Eingang K ist mit dem Ausgang Q der Kippstufe verbunden, der Eingang S empfängt das Ausgangssignal B des UND-Gatters 18. Die Klemme R empfangt das Signal Z zur Rückstellung auf Null, und die Ausgangsklemme Q der Kippstufe 19 sendet das Signalisierungssignal C aus.

Der Stromkreis 20 zur Rückstellung auf Null empfangt das Signal j 4 und das Signal A und gibt das Signal Z zur Rückstellung auf Null auf die Kippstufe 17 und die Kippstufe 19.

Die Datenerfassungsschaltung, in diesem Fall ein Lochgerät 30, hat acht Lochstempel 31 bis 38, die in der Zeichnung durch ihre Steuerelektromagnete dargestellt sind. Die in den Zellen H1 bis H8 des Registers 16 enthaltenen logischen Signale werden zur Steuerung dieser Elektromagnete über acht entsprechende UND-Gatter 41 bis 48 verwendet, die in Parallelschaltung das Ausgangssignal B des UND-Gatters 18 empfangen. Das gleiche Signal B wird auf eine Vorschublochvorrichtung und Vorschubsteuervorrichtung des Bandes 49 gegeben, die auf herkömmliche Weise im Lochgerät 30 untergebracht ist.

Die Arbeitsweise ist folgende;

Sobald ein Zeichen (i) von der logischen Schaltung 14 als fehlerfrei ermittelt worden ist, wird der Ausgang Q der

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Kippschaltung 17 durch das Signal A in den Zustand 1 versetzt, wobei das Signal mit Δ (i) bezeichnet ist. Das UND-Gatter 18 weist somit den Zustand 1 an seinem unteren Eingang auf. Wenn das Zeichen (i+1) ebenfalls als fehlerfrei ermittelt worden ist, sendet die logische Schaltung 14 ein zweites Signal A (i+1) aus, das nach Anlage an den oberen Eingang des UND-Gatters 18 ein Signal B erzeugt, das einerseits die Lochung des Zeichens (i) durch das Lochgerät 30 bewirkt und andererseits die Kippstufe 19 so ausrichtet, dass sie ein Annahmesignal C zum Sender schickt.

Wenn die aufeinanderfolgenden Signale A positiv sind, wird die Anzugstellung der Kippstufe 17 bzw. der Kippstufe aufrechterhalten.

Wenn bei einem Zeichen das Signal A negativ ist, bewirkt die Schaltung 20 die Rückstellung auf Null der beiden Kippstufen zum Zeitpunkt j 4 (siehe weiter unten).

In Fig. 3 ist mit a der Verlauf der Rechteckwelle bezeichnet, die von dem Taktgeber 13 der Pig. 2 abgegeben wird.

Auf den Anstiegsflanken, die beispielsweise mit nach oben weisenden Pfeilen gekennzeichnet sind, werden schwache Impulse abgegeben, die in der graphischen Darstellung b veranschaulicht sind und den Beginn der Signale h1 bis h8 in bezug auf die Informationszeichen H1 bis H8 und der Signale g1 bis g4 in bezug auf die Redundanzbits G1 bis G4 angebenj diese Bits sind in den graphischen Darstellungen c und d

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ebenfalls verzeichnet. Die zwölf ersten Bits sind diejenigen des Zeichens (i), und rechts in der Fig. sind die ersten Bits des Zeichens (i+1) angegeben.

Der Impuls j4 nach Fig. 2 tritt zwischen dem Impuls g4 nach Fig. 2 des letzten Bits eines Zeichens und dem Impuls h1 des ersten Bits des darauffolgenden Zeichens auf.

In Fig. 4 ist veranschaulicht, wie der Impuls J4 durch ^ ein UND-Gatter 50 mit zwei Ausgängen erzeugt wird, das an einem Eingang das Rechtecksignal des Bits G4 und am anderen Eingang ein schwaches Signal empfängt, das von der absteigenden Flanke stammt, die mit F in der graphischen Darstellung a der Fig. 3 bezeichnet ist.

Fig. 5 enthält drei graphische Darstellungen einer Folge von einwandfreien Zeichen.

Die graphische Darstellung A betrifft die Aussendung des Signals A durch die logische Schaltung 14 nach Fig. 2 zu aen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten j4.

Aus der graphischen Darstellung 17 geht beispielsweise im Anschluss an ihre Inbetriebsetzung hervor, dass die Kippstufe 17 an der Ruckflanke von A betätigt und ihre Betätigung bestätigt wird. Sie verbleibt in einem Zustand, in dem die Übergabe eines Impulses zul'assi."· ist.

Die graphische Darstellung 19 veranschaulicht den Be-fehl zur Abgabe des Rücksignals infolge des Signals B nach Fig. 2, ausgehend vom zweiten Signal B. Gleichzeitig

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Ai

steuert das Signal B die Übermittlung des ersten Zeichens an die Datenerfassungsschaltung.

Fig. 6 enthält die entsprechenden graphischen Darstellungen und bezieht sich auf den Fall, dass ein Zeichen als fehlerhaft ermittelt worden ist.

Das erste Signal A betätigt die Kippstufe 17, das zweite Signal A hält die Kippstufe 17 im angezogenen Zustand und bewirkt das Anziehen der Kippstufe 19, d.h. die Übertragung des ersten Zeichens. Zum Zeitpunkt j4, der darauffolgt, liegt kein Zeichen A vor. Das betreffende Zeichen ist fehlerhaft. Während die Vorrichtung zur Rückstellung auf Null eingeschaltet wird, gehen die beiden Kippstufen 17 und 19 in ihre Nullstellung zurück, und es erfolgt weder Übertragung noch Signalisierung.

Auf der Sendeseite wird in diesem Fall erneut das als fehlerhaft ermittelte Zeichen und das diesem vorangehende Zeichen ausgesandt.

Fig. 7 betrifft eine bevorzugte Ausführungsart der Erzeugung des Signals Z zur Rückstellung auf Null, Dabei handelt es sich um ein einfaches UND-Gatter 51, das einen Sperreingang aufweist, an dem das Signal A empfangen wird. Im Anschluss an das Signal j 4, das am anderen Eingang des UND-Gatters eintrifft, wird ein Signp.1 Z ausgesandt, wenn kein Signal A (Ä=1) vorliegt. Wenn ein SignaJ. A (A=O) vorliegt, gibt das UND-Gatter kein Signal Z ab.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung bietet verschiedene

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Vorteile. Sie verbessert wirksam den Schutz vor Fehlern in einer grossen Anzahl von Fällen, in denen Übertragungsfehler Dicht von der logischen Schaltung, die die η Redundanzbits verarbeitet, festgestellt werden können, beispielsweise wenn die Dauer einer Störung n+1 Bit übersteigt, die auf zwei Zeichen verteilt sind. Dieser zusätzliche Schutz verlangsamt nicht die Datenabgabe, da die Anzahl der Redundanzbits nicht vergr'dssert wird.

Sofern ein Zeichen als fehlerhaft ermittelt wurde, wird durch das auf der Ruckleitung liegende Signal die Wiederholung einer bestimmten Anzahl von Zeichen durch die Sendeseite bewirkt. In einem solchen Fall werden in der Regel zunächst mehrere sogenannte Synchronisierungszeichen und danach eine bestimmte Anzahl von Informationsζeichen ausgesandt, die die Ausbreitungszeitdifferenz zwischen der schnellen Hinlaufstrecke und der langsameren RUcklaufstrecke berücksichtigt. Daraus folgt, dass bei der bekannten Technik das sendeseitige Ende erneut eine verhältnismässig grosse Anzahl von Zeichen aussendet. Erfindungsgemäss wird bei erneuter Aussendung im Prinzip ein Zeichen mehr ausgesandt. Daraus ergibt sich in der Praxis eine Verlängerung der Dauer der erneuten Aussendung von Signalen, die absolut vernachlässigbar ist.

Bei einem Code, in dem jedes Zeichen χ Informationsbits und η Redundanzbits enthält, werden bekanntlich zusätzlich zu

den 2 Codezeichen Zeichen "ohne bestimmte Ordnung" verwendet, die die Kombinationen x+n bestimmten Betriebsinformationen .

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zuordnen. Hierdurch, wird der Schutz vor Fehlern verringert, denn es kann eintreten, dass ein falsches Inforraationszeichen als ein "Zeichen ohne Ordnung" empfangen wird. Dieser Nachteil wird bei der er'findungsgemässen Vorrichtung dadurch, vermieden, dass ein "Zeichen ohne Ordnung" zweimal hintereinander ausgesendet und nur dann als gültig angesehen wird, wenn es zweimal hintereinander als einwandfreies Zeichen ermittelt worden ist.

-PatentansprUche-

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

(\j Empfänger für Datenübertragungsanlagen mit erhöhtem Schutz vor Übertragungsfehlern, ausgerüstet im wesentlichen mit einem Eingangsregister für den Empfang sämtlicher Bits eines Zeichens, d.h. Informationsbits und Redundanzbits, mit einer Überwachungsschaltung, die ein Annahmesignal aussendet, wenn das zuletzt empfangene Zeichen als fehlerlos gewertet wird, sowie mit einer Datenübertragungsschaltung und einer Datenerfassungsschaltung, dadurch gekennzeichnet, dass er eine zusätzliche Speicherschaltung (14) für den Empfang der Informationsbits (H1 bis H8) eines Zeichens und logische Schaltungen (G1 bis G4) für die Zuordnung des Annahmesignals des letzten im Eingangsregister (16) empfangenen Zeichens zum Annahmesignal A des zuvor empfangenen, im Zusatzspeicher (14) befindlichen Zeichens sowie für die Übertragung des zuvor empfangenen Zeichens und für die Abgabe eines Annahmesignals an den Emitter aufweist, wenn beide Zeichen als fehlerlos ermittelt worden sind.
2. Empfänger nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass er ausgerüstet ist mit einem zusätzlichen Register (16), das die Informationsbits (H1 bis H8) eines Zeichens empfängt, mit einer ersten Kippstufe (17), die durch das Annahmesignal A betätigt wird, mit einer zweiten Signalisierungskippstufe (19) und einem UND-Gatter (18) mit zwei Eingängen, die ein Übertragungssignal auf die Daten-

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erfassungsschaltung (30) gibt, wobei das Annahme signal A auf einen Eingang der UND-Schaltung (18) und auf einen Eingang der Kippstufe (17) gegeben wird, eine Ausgangsklemme der Kippschaltung (17) mit dem anderen Eingang der UND-Schaltung verbunden ist und die Signalisierungsschaltung (19) mit einer Eingangsklemme R an der anderen Ausgangsklemme Q der Kippschaltung (17) liegt und eine Eingangsklemme S mit dem Ausgang der UND-Schaltung (18) verbunden ist.
3. Empfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal A eine Übertragungseinrichtung der Informationsbits (H1 bis H8) steuert, die in dem Eingangsregister des zusätzlichen Speichers (14) vorhanden sind.
4. Empfänger nach Anspruch 3» dadurch gekennz e ichne t, dass eine Schaltung (20) zur Rückstellung auf Null ein Signal Z zur Rückstellung auf Null am Ende der übertragung eines Zeichens bei NichtVorhandensein eines Annahmesignals A auf die Kippschaltungen (17, 19) gibt.
5. Verfahren zur übertragung eines Zeichens ohne bestimmte Ordnung in einer Übertragungsanlage, die einen Empfänger nach Anspruch 4 verwendet, dadurch gekennz e ichne t, dass ein Zeichen ohne bestimmte Ordnung zweimal hintereinander ausgesandt wird.

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