DE2308561C3 - Verfahren zum Feststellen von Übertragungsfehlern und zum Berichtigen von Einzelfehlern bei nach einem (5 über 2)-Code gebildeten Signalgruppen in Datenübertragungsanlagen - Google Patents

Description

positivem Ergebnis einem Zuordner (l2) zuführen, dagegen bei negativem Ergebnis in Abhängigkeit davon, ob es sich um Einzel- oder Mehrfachfehler handelt, die Signal- und Prüf-Signalgruppen an sich bekannten Fehlerberichtigungseinrichtungen (17, 22, 23, 24) zuführen bzw. eine bstriebshemmende Störungsmeldung (über U) auslösen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Prüfeinrichtungen (9, 10) ein Schaltglied (14) nachgeschaltet ist, das bei Feststellung je eines Einzelfehlers in der empfangenen Signalgruppe und der zugehörigen Prüf-Signal- bzw. Codegruppe eine betriebshemmende Störungsmeldung (über 11) auslöst

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Fehlerberichtigungseinrichtungen Verteileranordnungen (17) vorgeschaltet sind, welche die Einordnung der einzelnen Datenelemente der Signalgruppen und der zugehörigen Prüf-Signalgruppf.n entsprechend dem Hamming-Code in dafür vorgesehene Speicher der Einrichtungen bewirken und daß dem von den Prüf-Signalgruppen beaufschlagten Eingang der Verteileranordnungen Entschlüsselungsvorrichtungen (19) für die Bildung Acr ursprüngüchen Priif-Signalgrupnen »0.1, L, L« bzw. »lT L, L, L« aus den beim Aussenden der Signalgruppen »0, 0, 0, L, L« bzw. »0, 0, L, 0, L« übertragenen Codegruppen »0,0,0, L, L« bzw. »L, o, 0, L, 0« vorgeschaltet sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Prüfeinrichtungen (9,10) Mehrzyklenauswerteeinrichtungen vorgeschaltet sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel vorgesehen sind, welche die berichtigten Signal- und/oder Prüf-Signalgruppen auf den Eingang der Prüfeinrichtungen (9,10) für die(₂j-Bedingung schalten.

11. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel (24) vorgesehen sind, welche jede berichtigte Signal- und/oder Prüf-Signalgruppe zur weiteren Veranlassung in einen Fehlerstellenspeicher (27) geben.

12. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß den Entschlüsselungsvorrichtungen (19) Schaltmittel (21) nachgeschaltet sind, welche beim Vorliegen eines Einzelfehlers in einer der Information »0, 0, 0, L, L« bzw. »0, 0, L, 0, L« entsprechenden Code-Gruppe »0,0,0, L, L« bzw. »L, 0,0, L, 0,« eine Störungsmeldung (über 11) auslösen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen

von Übertragungsfehlern in Datenübertragungsanlagen mit mindestens einer Sende- und einer Empfangsstelle für nsch einem ί ₂) -Code gebildete Signalgruppen und

zum Berichtigen von Einzelfehlern unter Verwendung des Fehlerfeststell- und Fehlerberichtigungscodes nach H a m m i η g.

Zur Datenübetragung zwischen beliebige Sende- und Empfangsstellen bedient man sich mindestens immer dann bestimmter Übertragungscodes, wenn mehr

Daten übertragen werden sollen, als insgesamt nögKc; ^ Datenelemente vorhanden sind. Unter '^ntei^riff »Datenelement« sind Signale unterschiede ■^ein Ptentials. unterschiedlicher Länge, Amplitude, :hen KOi „^.^ _unterschiedlicher Frequenz zu _linpulszam _Anzahl und die Entfernung der

verstellen. _Verbindung stehenden Sende- und

®^Λ,«!teilen ist für die Anwendung und die Auswahl iWraeunsscodes unmaßgeblich. Die Ausvahl üf des Obertragungscodes erfolgt immer in vom Verhältnis der Anzahl der zu vo ^ ^^ ^ verfügbaren

der verfügbaren Übertragungszeit und ,der ve: g ^nOatcnücter-

Sr^&S für die Datenübertra- v Anlagen des Eisenbahnsicherungswesens ,ih höhere Sicherheitsbedingungen gefordert als twe?e für die Datenübertragung in kommerzielernschreibwesen, weil jedes falsch empfangene,

Zeichen (z.B. LOOOL = 8) darstellen, die aber mit den ursprünglich von der Sendestelle ausgesandten Datenelementen (LOOLO=9) nicht übereinstimmen.

Um auch derartige Fehler zu erkennen, kann die empfangsseitige Ausgabe einer Nachricht abhangig gemacht werden vom zwei- oder mehrmaligen Empfang übereinstimmender Informationen. Man spricht dann von einer Mehrzyklenauswertung. Dieses Verfahren, erhöht zwar die Übertragungssicherheit, gibt jedoch keine Garantie für das Erkennen von Übertragungsteh-

lern. .

Zur Erhöhung der Übertragungssicherheit können den zu übertragenden Nutzinformationen auch bestimmte Prüfinformationen zugeordnet werden. Diese Prüfinformationenkönnenbeispielsweise,ausJDjjenefementfolgen bestehen, die das jewedige Gegensujck zn den Datenelementfolgen der zu übertragenden Nutz nformation darstellen. Wenn also beispielsweise eine im (!\ Code zu übertragende Nutzinformation durch an dei ^ _Und der ,weUen a* ^-

tss-BÄ-ssrasssj;-

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d,e» Da>enelemem.n besteh.. So «erden z.B. flcode slels zwei von insgesamt tünf möglichen <⁵

Datenelementen übertragen. Die Festlegung der zu abfragenden Datenelemente stell, d,e jewals za Oberwagen* Nation da, Bei einem Q-O-. ,_o werden stets drei von ins^n« sechs

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^Lu m_U0 jedoch dann ve^en wenn zwe, _{mehr Ete}«ehler bei der lnlormationsubema

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von zwei Datenelementen nur arithmetischen Gesetz-

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IeL Doppe^er an der Empfang g-jjj mente empfangen werden, die fur sich ein sinnvolles oder*

übertragene Prüfinformation fehlerbehaftet. Die automatische Fehlerkorrektur wird dadurch herbeigeführt, daß die zu übertragende Nutzinformation zusammen mit der zugehörigen Prüfinformation an der Sendestelle gespeichert wird und bei Feststellung eines Fehlers an der Empfangsstelle ein Signal an die Sendestelle abgegeben wird, das eine Wiederholung der gespeicherten Nutz- und Prüfinformation veranlaßt. Falls erforderlich kann die gespeicherte Nutz- und Prüfinformation mehrmals wiederholt werden bzw. beim Auftreten von weiteren Übertragungsfehlern beim mehrmaligen Abrufen der Nutz- und Priifinformation als nicht korrigierbar gekennzeichnet werden.

Ein derartiges System zur Fehlerkorrektur stellt eine Modifizierung der Informationsübertragung mit Mehrzyklenauswertung dar. Fehler können nur dann berichtigt werden, wenn sie bei der Wiederholung von Nutz- und Priifinformation nicht erneut auftreten. Diese Voraussetzung ist jedoch nicht ohne weiteres gegeben, so daß nicht in jedem Falle eine Fehlerberichtigung durchgeführt werden kann. Außerdem ist die Ermittlung und die Übertragung der Priifinformation außerordentlich aufwendig.

Zum erneuten Abrufen der zu übertragenden Information ist es erforderlich, von der Empfangsseite her ein entsprechendes Signal an die Sendeseite zu übertragen. Es ist aber auch beispielsweise möglich, die zu übertragenden Informationen von der Sendeseite her grundsätzlich so lange zu wiederholen, bis ein von der Empfangsseite ausgelöstes Quittungssignal als Zeichen für den ordnungsgerechten Empfang der übertragenen Information auf der Sendeseite registriert worden ist. Ein derartiges System zur gesicherten Informationsübertragung stellt aber neben allem anderen nicht nur hohe Anforderungen an die Signalübertragung von der Sende- zur Empfangsseite, sondern gleichhohe Anforderungen für die Übertragung des Quittungssignals von der Empfangs- zur Sendeseite. Um diesen Forderungen zu genügen, ist bereits vorgeschlagen worden (DT-AS 12 50 858), auf der Sendeseite im Quittungsempfänger jede gestörte Quittung als Quittung für falschen Empfang der übertragenen Information zu werten, worauf eine Informationswiederholung unter Hinzufügung eines weiteren, die Wiederholung kennzeichnenden Prüfzeichens veranlaßt wird.

Auch dieses Verfahren zur gesicherten Informationsübertragung stellt lediglich eine Weiterbildung eines Informationsübertragungssystems mit Mehrzyklenauswertung dar und kann nur dort wirksam sein, wo eine Informationswiederholung zeitlich möglich ist und außerdem sichergestellt ist, daß die im Störungsfall veranlaßte Informationswiederholung positiv verläuft.

Neben den geschilderten Verfahren zur Fehlererkennung bzw. Fehlerberichtigung sind jedoch auch solche Übertragungssystem^ bekannt, bei denen mit Hilfe einer der Nutzinformation beigegebenen Prüfinformation auf der Empfangsseite eine echte Fehlerkorrektur durchgeführt werden kann, ohne daß die gestört empfangene Information erneut ausgesandt werden muß. Ein derartiges Verfahren zur automatischen Fehlerberichtigung ist beispielsweise in »The Bell System Technical Journal« VoI XXVI, April 1950, Seiten 147 bis 160 und in der DT-PS 9 07 902 offenbart und wird in der Literatur nach seinem Erfinder als Fehlerfeststeil- und Fehlerberichtigungscode nach Hamming bezeichnet. Mit Hilfe dieses Codes lassen sich bei der Informationsübertragung aufgetretene Einzclfchler berichtigen und gegebenenfalls auftretende Doppelfehler anzeigen. Der Fehlerfeststell- und Fehlerberichtigungscode nach Hamming geht von der Erkenntnis aus, daß bei sämtlichen Datenübertragungsanlagen, bei denen die zu übertragenden Informationen aus Datenelementen mit einer von insgesamt zwei möglichen Wertigkeiten gebildet sind, eine Fehlerberichtigung keine Schwierigkeiten macht, wenn es gelingt die Fehlerstelle innerhalb der übertragenen Information zu lokalisieren. In diesem Falle ist es nämlich lediglich

ίο erforderlich, ein als falsch erkanntes Datenelement durch das Datenelement der jeweils anderen Wertigkeit zu ersetzen. Bei Datenelementen, die sich beispielsweise nur durch unterschiedlich hohe Amplituden unterscheiden, muß anstelle eines Datenelementes mit niedriger Amplitude ein solches mit hoher Amplitude bzw. umgekehrt in die zu korrigierende Information eingefügt werden. In entsprechender Weise läßt sich auch die Korrektur fehlerhafter Informationen mit Datenelementen durchführen, die durch andere physikalische Größen als die eben erwähnte bestimmt sind.

Da der Fehlerfeststell- und Fehlerberichtigungscode nach Hamming auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Feststeller» und Berichtigen von Übertragungsfehlern zur Anwendung kommt, ist es aus Gründen der besseren Verständlichkeit des Anmeldungsgegenstandes erforderlich, diesen Code im nachfolgenden näher zu untersuchen und zu erläutern. Diesem Zweck dienen die in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Codetabellen. Die eigentliche Erfindung ist später an Hand der in den Fig.4 bis 6 wiedergegebenen Tabellen und eines in den F i g. 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert

F i g. 1 zeigt in tabellarischer Aufstellung die Anordnung der Datenelemente für die Nutzinformation (NJ) »0« bis »9« einesί ₂)-Ubertragungscodes. Die einzelnen Stellen dieses Codes sind mit a bis e bezeichnet. Die Wertigkeit der einzelnen Datenelemente ist mit »L« bzw. »0« gekennzeichnet. Der (λ)-Übertragungscode,

wie er sich aus der Datenelementanordnung nach F i g. 1 ergibt und zur Erläuterung des Fehlerfeststell- und Fehlerberichtigungscodes nach Hamming dienen soll, ist stellvertretend für jeden anderen beliebigen

Übertragungscode ausgewählt worden.

Der Fehlerfeststell- und Fehlerberichtigungscode nach Hamming im folgenden kurz Hamming-Code genannt, beruht auf der Durchführung mehrerei gerader Paritätskontrollen über bestimmte zuvoi festgelegte Teile der zu übertragenden Nutzinformatior sowie über jeweils ein Datenelement »0« bzw. »L«, dai Bestandteil der Prüfinformation ist und sich durcl Ergänzung der der jeweiligen Paritätskontrolle unterlie genden Datenelemente der Nutzinformation auf eini gerade Kontrollziffer ergibt. Im allgemeinen werden dii nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit gebildetei Prüfinformationen von der Sendestelle im Anschluß ai die jeweilige Nutzinformation an die Empfangsstell ausgesandt; dies ist beim Hamming-Code nicht der FaI Die einzelnen Datenelemente der Nutz- und de Prüfinformation werden nach einem vorbestimmte Schema in einer bestimmten Reihenfolge angeordn« und ausgesandt. Dieses Schema für die gemischt Anordnung der Datenelemente von Nutz- und Prüfir

(15 formation ist bestimmt durch die Wertigkeit de Datenelemente beim Dualcode, der nach Hammin für die Kennzeichnung eines fchlcrbehaftetcn Datencli mcntcs verwendet wird.

Unabhängig davon, ob eine Paritätskontrolle über sämtliche Stellen einer Information oder nur über bestimmte Stellen dieser Information durchgeführt wird, ergibt sich für die Kontrollziffer bei gerader Paritätskontrolle in jedem Falle »0« und bei ungerader Paritätskontrolle »L«. Ergibt sich auf der Empfangsseite bei gerader Paritätskontrolle über bestimmte Datenelemente einer Information die Kontrollziffer »L«, so ist dies ein Zeichen dafür, daß mindestens eines der der Paritätskontrolle unterliegenden Datenelemente falsch übertragen worden ist. Wenn man nun nacheinander mehrere Paritätskontrollen durchgeführt, wobei bei einer zweiten, dritten, vierten usw. Paritätskontrolle jeweils ein oder mehrere solcher Datenelemente: erneut überprüft werden, die bereits bei einer vorangegangenen Paritätskontrolle überprüft worden sind, so ist es möglich, durch vergleichende Betrachtung der während der einzelnen Paritätskontrollen überprüften Datenelemente das falsch übertragene Datenelement zu ermittein und damit auch zu berichtigen. Hierzu reicht es theoretisch aus, bei jeder Paritätskontrolle das sich ergebende »0« bzw. »L« festzuhalten und aus den die Störung bezeichnenden Größen die falsch übertragenen Datenelemente herzuleiten, die sich bei den einzelnen Paritätskontrollen ergebende Folge von »0« und »L« stellt für sich gesehen ein willkürliches Zeichen dar; aus der Zuordnung der bei den betreffenden Paritätskontrollen überprüften Datenelemente bzw. deren Stelle innerhalb der übertragenen Information läßt sich mehr oder weniger mühevoll das falsche Datenelement ermitteln.

Zur Vereinfachung wird beim Hamming-Code vorgeschlagen, durch Zuordnung der zu überprüfenden Datenelemente zu einer ersten, zweiten, dritten usw. Paritätskontrolle zu einer durch »0« und »L« gelbildeten Kontrollziffer zu gelangen, die eine exakte und einfache Bestimmung eines Übertragungsfehlers gestattet. Hamming schlägt vor, diese Zuordnung so zu wählen, daß die sich als Kontrollziffer ergebende Kombination von »0« und »L« in binär codierter Form die Fehlerstelle innerhalb der übertragenen Information angibt, wobei sich die übertragene Information aus einer Nutz- und einer Prüfinformation zusammensetzt.

In F i g. 2 sind die Binärzahlen für die Ziffern »0«, »1«, »2« bis »9« tabellarisch aufgeführt. Unter der Voraussetzung daß eine beliebige Kontrollziffernkombination tatsächlich die Stelle innerhalb einer übertragenen Information angibt, die fehlerbehaftet ist, ergibt sich eine Zuordnung zwischen den Stellenanordnungen (römische Ziffern) der Datenelemente innerhalb der übertragenen Information und der zugehörigen Paritätsprüfung wie sie im unteren Teil der F i g. 2 angedeutet ist: Ein sich bei gerader Paritätskoni rolle an letzter Stelle der Kontrollziffer ergebendes »L« zeigt an, daß ein Datenelement fehlerbehaftet ist, das an I., III., V., VII, IX. usw. Stelle der übertragenen Information steht. Welches dieser Datenelemente falsch bzw. welche richtig sind, wird durch die nachfolgenden Paritätskontrollen bestimmt. Die zweite Paritätskontrolle, die zu der vorletzten Stelle der Kontrollziffer führt, muß über die an II., III., VI. und VII. Stelle der zu übertragenden Information stehenden Datenelemente gehen. Denn nur wenn eines dieser Datenelemente falsch übertragen worden ist, kann an der vorletzten Stalle der Kontrollziffer bei gerader Paritätskontrolle ein »L« ermittelt werden. Die dritte Paritätskontrolle muß über die Datenelemente an der IV., V., Vl. und VII. Stelle der übertragenen Information gehen, denn ein an drittletzter Stelle der Prüfziffer stehendes »L« für eine negativ verlaufende Paritätskontrolle kennzeichnet einen Fehler an IV., V., VI oder VII. Stelle der übertragenen Information. Die vierte Paritätskontrolle geht über die an VIII, und IX. Stelle der übertragenen Informationen stehenden Datenelemente.

Sollen anstelle von Nutzinformationen mit fünf Datenelementen solche mit sechs, sieben oder noch mehr Datenelementen übertragen werden, so ergeben

ίο sich Kontrollziffern mit fünf, sechs oder noch mehr Stellen. Die Mindestanzahl der Prüfstellen für eine bestimmte Anzahl von Datenelementen je Nutzinformation ist rechnerisch festiegbar (vgl. »The Bell System Technical Journal«, Seite 150 und 151). Auf die mathematische Ableitung der Zusammenhänge zwischen der Stellenzahl der Nutzinformation und der kleinsten Stellenzahl für die Prüfinformation wird hier verzichtet, weil sie für die Erläuterung der Wirkungsweise des Hamming-Codes nicht zwingend erforderlich ist. Als Richtwert reicht es aus, zu wissen, daß die Prüfinformaiion keine größere Stellenzah! aufweist als die Nutzinformation. Im vorliegenden Fall mit einer aus fünf Datenelementen gebildeten Nutzinformation beträgt die kleinstmögliche Anzahl von Datenelementen

i$ für die Prüfinformation »vier«. Selbstverständlich ist es auch möglich, Prüfinformationen mit mehr als vier Datenelementen zu bilden. Wolke man beispielsweise eine aus fünf Datenelementen bestehende Prüfinformation bilden, dann müßte die zweite und die vierte Paritätskontrolle zusätzlich noch über die X. Stelle dei übertragenden Information gehen, weil an der erster und an der vorletzten Stelle der Binärzahl »10« ein »L< < steht.

Im folgenden soll festgelegt werden, an welcher Stellen der zu übertragenden Informationen die Datenelemente der Nutz- und an welchen Stellen die Datenelemente der Prüfinformation zweckmäßigerwei se angeordnet werden sollen. Dabei wird davor ausgegangen, daß die einzelenen Datenelemente für die Prüfinformation auf der Sendeseite ermittelt werder können, indem die den einzelnen Paritätskontroller unterliegenden Datenelemente der Nutzinformatior unter Hinzufügung eines einzigen Datenelementes füi die Prüfinformation zu einer geraden Paritätskontrolle addiert werden. Wenn man die an den Stellen a bis t stehenden Datenelemente der Nutzinformationen nacl" F i g. 1 entsprechend dem rechts von der tabellarischer Aufstellung nach F i g. 2 angegebenen Schlüssel an dei III., V., VI., VlI. bzw. IX. Stelle der zu übertragender Information anordnet, dann können an der Sendestelle durch nacheinander durchgeführte gerade Paritätskontrollen zur Bildung der Kontrollziffer »0000« (keir Fehler) die an den Stellen I, II, IV und VIII erforderlichen Datenelemente für die zu bildende unc zu übertragende Prüfinformation ermittelt werden. Be der ersten Paritätskontrolle über die an III., V., VII, unc IX. Stelle stehenden bekannten Datemelemente dei Nutzinformation ergibt sich bei der Nuttiiiformatior »1« für die I. Stelle »0«, weil sonst die Bedingung dei ho geraden Paritätskontrolle nicht gegeben wäre. Ir entsprechender Weise ergeben sich die Datenelemente für die H., IV. und VIII. Stelle zu »L«, »L« und »L«. In F i g. 3 sind die sich nach Hamming ergebender

Nutz- und Prüfinformationen für die im Kj'Codi angegebenen Nutzinformationen »0« bis »9« tabelle risch dargestellt. Diese Folgen von Datenelemente: sind, wie bereits oben erläutert worden ist, auf de

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3*?i

Sendeseite durch gerade positive Paritätskontrollen gebildet worden. Wenn nun auf der Empfangsseite die gleichen Paritätskontrollen durchgeführt werden wie auf der Sendeseite, dann müßte sich bei fehlerfreier Datenübertragung sämtlicher Datenelemente der Nutz- und der Prüfinformation als Kontrollziffer die Datenfolge »0000« ergeben. Diese Kontrollziffer ist gleichbedeutend mit der Angabe »Nachrichtenübertragung einwandfrei«. Ist jedoch durch einen Fehler bei der Datenübertragung an beliebiger Stelle anstelle eines »L« eine »0« oder anstelle einer »0« ein »L« übertragen worden, so bildet sich anstelle der Kontrollziffer »0000« eine solche mit mindestens einem »L«, weil mindestens eine der Paritätskontrollen negativ verläuft Wie an Hand der im unteren Teil der Fig.2 dargestellten Zuordnung bereits erläutert worden ist, gibt die durch geradle Paritätskontrolle ermittelbare Binärzahl an, an welcher Stelle der übertragenen Information ein Fehler vorliegt.

Wenn also beispielsweise bei einer Nutzinformation »2« anstelle des dafür nach Fig.3 vorgesehenen. Hamiming-Codes eine Folge von Datenelementen empfangen worden wäre, die ach von der ausgesandten, nach dem Hamming-Code ergebenden Folge beispielsweise in der III. Steile durch ein »L« unterscheiden würde, so würde die empfangsseitig durchgeführte erste und zweite Paritätskontrolle negativ verlaufen, weil in diese beiden Paritätskontrollen unter anderem auch die HI. Stelle der übertragenen Information einbezogen ist. Die dritte und die vierte Paritätskontrolle dagegen würden wieder positiv verlaufen. Die sich in diesem Falle; für die Kontrollziffer ergebende Binärzahl »O0LL« stellt als Dezimalzahl eine III dar (vgl. Fig.2) und kennzeichnet einen Übertragungsfehler an der IH. Stelle der übermittelten Information.

In entsprechender Weise lassen sich auch an beliebiger anderer Stelle aufgetretene Einzelfehler ohne weiteres feststellen und damit auch berichtigen.

Will man Nutzinformationen »0« bis »9« entsprechend der in F i g. 1 tabellarisch angegebenen Codierung; mit fünf Datenelementen übertragen, so führt dies bei Anwendung des Hamming-Codes zu einer Datenelementenfolge, wie sie in F i g. 3 angegeben ist. Mit dieser Dateneleinentenanordnung könnten auf der Empfangsseite zwar ohne weiters bei der Datenübertragung aufgetretene Einzelfehler berichtigt werden; dafür ist es jedoch erforderlich, anstelle der fünfstelligen Nutzinformatiion eine neunstellige Information zu übertragen. Dies ist zwar möglich, wenn die Datenübertragung ausreichend viel Zeit bzw. ausreichend viel Empfangseinrichtungen für die einzelnen Datenelemente der übertragene Informationen zur Verfügung stehen. Auf jedem Fall gehen bei einer derartigen Datenelementfolge aus neun Datenelementen die Vorteile eines gleichgewichtigen Übeirtragungscodes verloren. Der gleichwertige Übertragungscode zeichnet sich durch eine relativ geringe Anzahl von Datenelementen und eine: stets gleiche Anzahl gleichwertiger Datenelemente für jede beliebige Information aus.

Wenn also vorhandene Datenübertragungsanlagen, bei denen die Datenübertragung nach einem gleichgewichtigen Code erfolgen soll, gegen Übertragungsfehler gesichert werden müssen bzw. so erweitert werden sollen, daß Übertragungsfehler automatisch berichtigt werden können, dann mußte bisher auf die Anwendung des Fehlerfeststell- und Fehlerberichtigungscodes nach Hamming verzichtet werden. Hier setzt die Erfindung ein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den bekannten (2) -Code durch Zuordnung von Prüf informationen so abzusichern, daß Übertragungsfehler nicht

nur mit Sicherheit erkannt, sondern nach Möglichkeit auch automatisch korrigiert werden, wobei die Prüfinformationen zwecks Eigenkontrolle in einem gleichgewichtigen Code darstellbar sein sollen, der zur Verwendung der für die Nutzinformation verwendeten

Übertragungs- und Auswerteeinrichtung den gleichen Aufbau, d. h. die gleiche Anzahl gleicher Datenelemente wie der für die Nutzinformation verwendete Code aufweisen soll.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch

gelöst, daß zusätzlich zu jeder eine bestimmte Nutzinformation darstellenden Nutz-Signalgruppe eine der betreffenden Gruppe fest zugeordnete Prüf-Signalgruppe übertragen wird, die sich aus den bei Anwendung des Hamming-Codes ergebenden Prüfzif-

fern sowie einer weiteren Ziffer zusammensetzt, die durch gerade Paritätskontrolle der Prüfziffern gebildet wird.

Sollen mehr⁵ als insgesamt acht verschiedene Nuteinformationen übertragbar sein, so ist es nach einem

Teilmerkmal der Erfindung erforderlich, für die Nutz-Signalgruppen »0, 0, 0, L, L« und »0, 0, L, 0, L« anstelle der nach dem Hamming-Code sich ergebenden Prüf-Signalgruppen »0, L, L, L« und »L, L, L, L« je eine Codegruppe »0, 0, 0, L, L« bzw. »L, 0, 0, L, 0« zu

übertragen, welche die UJ-Bedingung erfüllt und von

der jeweils anderen Codegruppe und den um je ein Datenelement erweiterten Prüf-Signalgruppen der übrigen Nutz-Signalgruppen verschieden ist und diese Codegruppen an der Empfangsstelle vor der Durchführung der Fehlerberichtigung wieder in die sich nach Hamming ergebenden Prüf-Signalgruppen umzuformen.

Nach einem weiteren Teilmerkmal der Erfindung ist es zur raschen Fehlererkennung zweckmäßig, an der Empfangsstelle die jeweils empfangene Nutz-Signalgruppe mit der zu ihr gehörenden Prüf-Signalgruppe auf ihre sendeseitig festgelegte Zuordnung zu überprüfen und nur bei nicht ordnungsgerechter Zuordnung die Fehlerberichtigung nach Hamming durchzuführen.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der in den F i g. 4 bis 6 angegebenen Tabellen näher erläutert und an Hand eines in den Fig.7 und 8 angegebenen Ausführungsbeispiels praxisbezogen konkretisiert. Bei Anwendung des Hamming-Codes nach F i g. 3 ist es selbstverständlich nicht erforderlich, die Datenelemente der aus Nutz- und Prüfinformation gebildeten Datenfolge in der Reihenfolge zu übertragen, wie sie in Fig.3 angegeben ist. Vielmehr ist es zulässig, die einzelnen Datenelemente in beliebiger Reihenfolge zt übertragen, sofern zuvor an der Sendestelle die Prüfinformation ermittelt worden ist und an dei Empfangsstelle bekannt ist, in welcher Reihenfolge di( einzelnen Datenelemente der Nutz- und der Prüfinfor mation übertragen werden.

Teilt man die in F i g. 3 angegebenen Datenfolger wieder in Nutzinformationen nach F i g. 1 und zugehöri ge Prüfinformationen auf, so gelangt man für di< Prüfinformationen zu Datenelemcntfolgen, wie sie ii <>.s Fig.4 tabellarisch angegeben sind. Dabei sind dci Datenelementen der Nutzinformalion nach F i g. 1 fü die spätere Ermittlung der Kontrollziffern die Stelle! III. V, Vl, VIl und IX zugeordnet (vgl. F i g. 2). wahrem

den Datenelementen für die Prüfinformation die Stellen I, II, IV und VIII zugeordnet sind. Untersucht man nun die Datenelemente der Prüfinformation (F i g. 4) auf ihre Wertigkeit, dann stellt man fest, daß mit Ausnahme der Prüfinformation für die Nutzinformation »1« und »2« sämtliche Prüfinformationen ein oder zwei Datenelemente der Wertigkeit »L« aufweisen. Will man nicht nur die Nutzinformation nach einem ί-jj-Code übertragen, sondern auch für die Übertragung der Prüf information ι ο den vorteilhaften f₂J-Code verwenden, so läßt sich dies gemäß der Erfindung durch Bildung eines zusätzlichen zehnten Datenelementes erreichen, das sich durch gerade Paritätskontrolle über die einzelnen Prüfinformationen ergibt und beispielsweise an X. Stelle der zu übertragenden Information steht. Auf diese Weise gelangt man zu erweiterten Prüfinformationen mit jeweils zwei Datenelementen der Wertigkeit »L«. Eine Ausnahme stellen lediglich die Prüfinformationen für die durch die Datenelemente »0,0,0, L, L« und »0,0, L, 0, L« gegebenen Dezimalzahlen »1« und »2« dar. Das durch gerade Paritätskontrolle über die Prüfinformationen gewonnene zusätzliche Datenelement, das die X. Stelle der insgesamt zu übertragenden aus Nutz- und Prüfinformationen gebildete Datenelementfolge darstellt, dient lediglich zur Ergänzung der Prüfinformation zu einem f 2)"*--ode. Für die Berichtigung von Übertragungsfehlern durch Anwendung des Hamming-Codes spielt dieses zusätzliche X. Datenelement keine Rolle. Dies ergibt sich schon daraus, daß nach F i g. 3 für die automatische Fehlererkennung und Fehlerberichtigung einer aus fünf Datenelementen bestehenden Nutzinformation eine Prüfinformation mit nur vier Datenelementen ausreichend ist. Das zusätzliche Datenelement kann an jeder beliebigen Stelle der Prüfinformation stehen, wenn dies nur auf der Empfangsseite bekannt ist. Tritt bei der Übertragung der Prüfinformation ein Doppelfehler auf und ist an diesem Doppelfehler das zusätzliche Datenelement beteiligt, so läßt sich die Prüfinformation dennoch korrigieren, sofern nicht auch die Nutzinformation fehlerbehaftet ist. Voraussetzung ist jedoch, daß die mit einem Doppelfehler behaftete Prüfinformation einer Einrichtung zugeführt wird, welche feststellt, daß das zusätzliche Datenelement tatsächlich fehlerbehaftet ist.

Das gleiche gilt, wenn sowohl Nutz- als auch Prüfinformation mit je einem Einxelfehler behaftet sind, wob?i sich der Einzelfehlsr in der Prüfinformation auf das zusätzliche Datenelement bezieht.

Untersucht man nun die um durch gerade Paritätskontrolle gebildetes Datenelement erweiterte Prüfinformationen, so kann man feststellen, daß diese Prüfinformation im (Acode bestimmte Dezimalzahlen ^5S darstellen. Diese Dezimalzahlen sind in Fig.4 in der rechten Spalte der tabellarischen Aufstellung der erweiterten Prüfinformationen (PJ) angegeben. Danach ergibt sich für die Anwendung des Hamming-Codes bei (<o einem ( ₂Vcode eine bestimmte Zuordnung von Nutz-

und Prüfinformation, die ein rasches Erkennen einer ordnungsgerechten Informationsübertragung ermöglicht. Ist dieae Zuordnung von Mutz- und Prüiinformn- ft.s tion nicht gegeben, dann liegt ein Übertragungsfehler vor, der sich nach Hamming korrigieren läßt, sofern dieser Übertragungsfehler einen Einzelfehler darstellt bzw. der zu einer Störungsmeldung führt, sofern es sich um einen Doppelfehler handelt.

Die Prüfinformatbnen entsprechen im ( ₂J-Code den Dezimalzahlen »0« und »2« bis »8«. Eine Datenelementfolge, wie sie im (₂)"Code den Dezimalzahlen »1« und »9« entspricht, ergibt sich bei der Bildung der Prüfinformationen nicht.
Nach einem Merkmal der Erfindung werden die sich

nach dem ( 2)"CodeergebendenDatenelementfolgenfür die Prüfinformationen »1« und »9« anstelle der sich nach Hamming ergebenden Prüfinformationen für die Nutzinformationen »1« und »2« eingesetzt. Aus diesen Codegruppen, die von der Sende- zur Empfangsstelle übertragen werden sollen, lassen sich zwar dort zur Fehlererkennung nicht die richtigen Kontrollziffern ableiten, weil die tatsächlich sich ergebenden Prüfinformationen durch die Codegruppen ersetzt worden sind; sieht man an der Empfangsstelle jedoch eine Entschlüsselungsvorrichtung vor, welche aus den übertragenen Codegruppen für die Prüfiriforinationen »1« und »9« die sich nach Hamming tatsächlich ergebenden Prüfinformationen herleiten, so ist auch bei Übertragung der Nutzinformationen »1« und »2« eine Fehlererkennung und Fehlerberichtigung nach Hamming möglich. Dabei ist es gleichgültig, ob der Nutzinformation »1« die Prüf information »1« oder die Prüfinformation »9« zugeordnet ist Selbstverständlich muß die Entschlüsselungsvorrichtung so ausgebildet sein, daß aus der einmal festgelegten Zuordnung aus Nutzinformation und Codegruppe die tatsächlich sich ergebende Prüfinformation abgeleitet werden kann.

Reicht es für einen bestimmten Anwendungszweck aus, mit insgesamt acht möglichen Nutzinformationen für die Datenübertragung auszukommen, so kann auf die sendeseitige Übertragung der Codegruppen für die Nutzinformationen »1« und »2« sowie auf die empfangsseitige Entschlüsselung dieser Codegruppen verzichtet werden. Reichen dagegen acht Nutzinformationen für die Datenübertragung nicht aus, dann müssen anstelle der sich nach Hamming ergebenden Prüfinformationen für die Nutzinformationen »1« und »2« die im rechten Teil der Fig.4 angegebenen Codegruppen ansgesandt und auf der Empfangsseite wieder in die tatsächlichen Prüfinformationen umgeformt werden.

Im nachfolgenden soll an Hand von zwei Ausführungsbeispielen eine Fehlerbcrichtigung bei einer mit je einem Einzelfehler behafteten Information vorgenommen werden. In F i g. 5 ist angenommen, daß eine Nutzinformation (NJ) übertragen werden soll, welche der Dezimalzahl »6« entspricht. Nach F i g. 3 ergibt siel· für diese Dezimalzahl im Hamming-Code die Datenele mentfolge »LLOOLLOOO«. Für diese Datenelementfolge die die Soll-Information darstellt, ergibt sich al: Kontrollzahl KZ die Datenelementfolge »0000«. Is dagegen ein Datenelement verfälscht, in F i g. 5 ist e das siebte Datenelement, so stimmen Soll- un< Ist-Information nicht überein. Eine einwandfreie Zuord nung von Nutz- und Prüfinformationen ist wegen de bei der Datenübertragung aufgetretenen Einzelfehler nicht möglich. Zur Fehlerberichtigung nach Harn m i η g werden nun nacheinander mehrere Pnritätskon trollen über die im unteren Teil der F i g. 2 angegebene

Stellen der zwar im Kj-Code übertragenen Nut?.- uii

Prüfinformationen, aber nach F i g. 3 geordneten Datenelementfolgen durchgeführt. Die erste Paritätskontrolle über die Stellen I, HI, V, VIl und IX ergibt an der letzten Stelle der zu bildenden Kontrollziffer ein »L«. Die zweite Paritätskontrolle über die Stellen II, III, VI und VIl ergibt an vorletzter Stelle der Kontrollziffer ebenfalls ein »L«. Auch die dritte Paritätskontrolle über die Stellen IV, V, V! und VII ergibt ein »L«, das an drittletzter Stelle der Kontrollziffer steht. Die vierte und letzte Paritätskontrolle über die Stellen VIII und IX der übertragenen Information verläuft positiv; die erste Stelle der Kontrollziffer wird daher von einem »0« gebildet. Die Kontrollzahl KZ mit der Datenelementfolge »GLLL« stellt nach F i g. 2 im Binärcode die Ziffer VII dar. Diese Ziffer gibt an, daß das Datenelement, das an siebenter Stelle der nach Hamming gebildeten Datenelementfolge steht, fehlerbehaftet ist. Dieses VII. Datenelement muß korrigiert werden, das heißt, durch eine »0« ersetzt werden. Ist dieser Fehler berichtigt worden, so stimmt auch die Zuordnung zwischen Nutzinformation »6« und Prüfinformation »7«, und die empfangene Nutzinformation kann weitergegeben werden. Bei einer aus Sicherheitsgründen vorgenommenen erneuten Aleitung der Kontrollziffer würde sich eine Datenelementfolge »0000« ergeben; diese Datenelementfolge gibt nach F i g. 2 an, daß an keiner Stelle der übertragenen Information ein Übertragungsfehler aufgetreten ist.
In F i g. 6 ist angenommen, daß eine der Dezimalzahl

»7« entsprechende Datenelementfolge im f ₂)-Code -¹⁰ übertragen werden soll. Zu dieser Nutzinformation gehört nach F i g. 4 eine Prüfinformation, die nach dem ί 2j-Code der Dezimalzahl »6« entspricht. Bei einwandfreier Datenübertragung würde die Zuordnungsprüfung zwischen Nutzinformation und Prüfinformation positiv verlaufen, und die empfangene Nutzinformation könnte weitergegeben werden. Tritt dagegen ein Übertragungsfehler auf, so verläuft die Zuordnungsprüfung negativ, und die Fehlerberichtigung nach Hamming muß durchgeführt werden. Im vorliegenden Beispiel soll die dritte Stelle der Prüfinformation fehlerbehaftet sein. Die dritte Stelle der Prüfinformation steht beim Hamming-Code an IV. Stelle der übertragenen Iniormation. Bei Durchführung der Paritätskontrollen zur Auffindung der den Fehler kennzeichnenden Kontrollziffer fallen die Paritätskontrollen über die Stellen I, 111, V, VH und IX sowie die Paritätskontrollen über die Stellen II, III, Vl und VII positiv aus. Die letzte und die vorletzte Stelle der Kontrollziffer sind damit zu »0« bestimmt. Die dritte Paritätskontrolle über die Stellen IV, V, VI und VIl verläuft negativ, so daß die drittletzte Stelle der Kontrollziffer durch ein »L« symbolisiert ist. Die vierte Paritätskontrolle über die Stellen VIII und IX verläuft wieder positiv. Die Datenelementfolge der Kontrollzahl KZ »0L00« ergibt nach F i g. 2 im Binärcode die Dezimalzahl 4 = IV. Diese Dezimalzahl kennzeichnet einen Übertragungsfehler in der IV. Stelle der nach Hamming geordneten Nutz- und Prüfinformation. Die vierte Stelle im Hamming-Code ist gleichbedeutend mit der dritten Stelle der übertragenen Prüfinformation. Diese dritte Stelle der übertragenen Prüfinformation muß berichtigt werden.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines konkreten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dieses Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Zugsicherungssystem bei Eisenbahnen mit punktförmiger SignalÜbertragung, bei der von der Strecke auf vorüberlaufende Fahrzeuge bestimmte Informationen übertragen werden sollen. Diese Fahrzeuge stellen in aller Regel die Triebfahrzeuge der die Strecke befahrenden Züge dar. Jedes Triebfahrzeug 1 ist mit Sende- und Empfangseinrichtung 2 zum Aussenden und Empfangen bestimmter hochfrequenter Signale ausgerüstet. Von den Sendeeinrichtungen werden dabei ständig oder auf Anforderung sämtliche Frequenzen eines bestimmten zuvor festgelegten Frequenzbereiches ausgestrahlt, die beim Vorüberlaufen des Triebfahrzeuges an ortsfesten Zugbeeinflussungseinrichtungen 3 bis 6 von diesen empfangen werden. Die ortsfesten Zugbeeinflussungseinrichtungen dienen zur Übertragung bestimmter Kennzeichen von der Strecke auf den Zug. Sie sind als passive Bauelemente ausgebildet, das heißt, sie benötigen keine eigene Stromversorgung, sondern verwenden die von den Sendeeinrichtungen empfangenen Energien für die Signalübertragung an die Züge. Bei den vom Zug zu den ortsfesten Zugbeeinflussungseinrichtungen übertragenen Sign len spricht man von Abfragesignalen und bei den Signalen von den ortsfesten Zugbeeinflussungseinrichtungen zum Zug von Antwortsignalen. Diese Antwortsignale bestehen beispielsweise aus einzelnen Signalgruppen, denen jeweils verschiedene Frequenzen zugeordnet sind. Innerhalb jeder Signalgruppe erfolgt die Signalübertragung nach einem Lj-Code. J^ede ortsfeste Zugbeeinflussungseinrichtung besteht zu diesem Zweck aus Einrichtungen, die fest auf die auszusendenden Antwortfrequenzen eingestellt sind bzw. ferneinstellbar sind. Von den Zugbeeinflussungseinrichtungen werden Signale mit den verschiedenartigsten Informationen an die Züge übertragen. Diese Signale sind unter anderem davon abhängig, ob es sich bei der betreffenden Zugbeeinflussungseinrichtung um eine solche handelt, die lediglich eine Fahrortmarkierung zur Positionsbestimmung an den Zug überträgt, oder ob es sich bei der Zugbeeinflussungseinrichtung beispielsweise um eine solche handelt, die eine Beschränkung der Fahrgeschwindigkeit angibt. Weitere punktförmige Zugbeeinflussungseinrichtungen können beispielsweise die automatische Fahr- und Bremssteuerung, die Zugbahnfunkumschalfung, die automatische Gleisbogensteuerung oder Signale im Zusammenhang mit der Oberleitung der Triebfahrzeuge beinhalten.
Allen diesen Signalen, die durch eine Folge von im

(jVCode verschlüsselten Dezimalzahlen gekennzeichnet sind, können für die Korrektur eines möglicherweise aufgetretenen Übertragungsfehlers die sich nach Hamming ergebenden Prüfinformationen beigeordnet werden. Diese Beiordnung der Prüfinformationeri würde allerdings zu einer Verdopplung der ortsfester Zugbeeinflussungseinrichtungen führen, sofern derer Informationskapazität durch die zu übertragender Nutzinformationen bereits voll erschöpft sein sollte Vielfach genügt es aber, eine fehlerhaft übertragen« Information als solche zu kennzeichnen, ohne dii Information selbst zu korrigieren. Wenn beispielsweisi beim Passieren einer ortsfesten Zugbeeinflussungsein richtung zur Kennzeichnung des jeweiligen Fahrorte ein Übcrtragungsfehler auftritt, dann kann das von de Zugbeeinflussungseinrichtung zum Zuge übertragen verfälschte Signal allenfalls eine Betriebshemmunj aber keine Betriebsstörung oder gar Personengefähi dung herbeiführen. Anders ist es, wenn die ortsfest Zugbeeinflussungseinrichtung beispielsweise zur Abg.

je eines Signals für die Herabsetzung der Fahrgeichwindigkeit dienen würde. In diesem Falle reicht es licht aus, das auf dem Zuge empfangene Signal als »estört zu kennzeichnen und den Zug unter Vernachlässigung des gestört, empfangenen Signals mit gegebener Fahrgeschwindigkeit weiterfahren zu lassen. Bei derartigen, die Betriebssicherheit der Anlage betreffenden Zugbeeinflussungseinrichtungen müssen fehlerhaft empfangene Antwortsignale entweder zu einer Zwangsbremsung des die Abfrage auslösenden Zuges ι ο führen oder aber automatisch korrigiert werden.

Auf jeden Fall ist es zur zweifelsfreien Kennzeichnung der Art der jeweiligen Zugbeeinfiussungseinrichtung erforderlich, mindestens eine der von den Zugbeeinflussungseinrichtungen zum Zug übertragenen Signalgruppen durch Beiordnung der sich nach Hamming ergebenden Prüfinformation so zu sichern, daß diese die Art der Zugbeeinflussungseinrichtung kennzeichnende Information durch Fehlerberichtigung zweifelsfrei erkannt werden kann. Auf diese Art und Weise wird erreicht, daß beim Passieren einer Zugbeeinflussungseinrichtung zur Herabsetzung der Fahrgeschwindigkeit im Falle eines Übertragungsfehlers der Zug zwangsgebremst wird, sofern die fehlerbehaftete Information nicht korrigiert werden kann, daß jedoch beim Passieren einer Zugbeeinflussungseinrichtung für die Kennzeichnung des jeweiligen Fahrortes auch bei nicht durchführbarer Fehlerberichtigung eine Zwangsbremsung des Zuges vermieden wird.

Das in F i g. 8 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt in schematischer Darstellung die auf dem Zug angeordneten Einrichtungen zur Aufnahme, gegebenenfalls Korrektur und Weitergabe der von den Zugbeeinflussungseinrichtungen empfangenen Informationen. Die von den Zugbeeinflussungseinrichtungen ausgesandten Antwortsignale werden von einer auf dem Zuge angeordneten Empfangseinrichtung 7 aufgenommen und in einem Speicher 8 gespeichert. Diesem Speicher sind nicht dargestellte Filter vorgeschaltet, welche auf die Signalfrequenzen der Signalgruppen abgestimmt sind. Außerdem kann dem Speicher 8 eine Einrichtung vorgeschaltet sein, die nur bei mehrmaligem Empfang gleicher Datenelementfolgen ein Ausgangssignal abgibt. Über an die verschiedenen Ausgänge der Speicherplätze des Speichers 8 angeschlossene Ausgangsleitungen erfolgt eine Trennung der Datenelemente der Nutzinformation und der Datenelemente deir Prüfinformation. Die Datenelemente der Nutzinformation werden einer Prüfeinrichtung 9 und die Datenelemente der Prüfinformation einer Prüfeinrichtung tO zugeführt. Aufgabe dieser Prüfeinrichtungen ist es, die empfangenen Datenelemente auf ihre Wertigkeit zu untersuchen. Werden einem oder beiden Prüfeinrichtungen 9 bzw. 10 Datenelementfolgen zugeführt, die entsprechend einem Kj-Code, einem ( ₅J-Code oder

einem (₀)-Code vier, fünf oder null Datenelemente der

Wertigkeit »L« aufweisen, so lösen diese Prüfeinrichtungen über einen Melder 11 eine Störungsmeldung aus. Eine derartige Störungsmeldung besagt, daß bei der Informationsübertragung mehrere Übertragungsfehler aufgetreten sind, die sich empfangsseitig nicht mehr korrigieren lassen. Sofern genügend Zeit für eine erneute Abfrage der von den Zugbeeinflussungseinrich- 6s tungen vorgegebenen Informationen zur Verfügung steht, wird eine erneute Abfrage veranlaßt. 1st diese Möglichkeit nicht gegeben, so wird die Störungsmel- /0

dung wirksam. Bezieht sich diese Störungsmeldung auf eine Impulsgruppe, welche die Art der zu übertragenden Information angibt, so wird in jedem Falle eine Zwangsbremsung herbeigeführt. Bezieht sich diese Störungsmeldung jedoch auf eine Signalgruppe, die im Anschluß an eine die jeweilige Informationsart kennzeichnende Signalgruppe empfangen worden ist, so wird je nach der zuvor festgelegten Wertigkeit eine betriebshemmende oder eine nicht betriebshernmende Störungsmeldung ausgelöst. Bezieht sich also die Signalgruppe beispielsweise auf eine Zugbeeinflussungseinrichtung zur Ermittlung des Fahrortes, und ist eine der Signalgruppen für die genaue Bestimmung des Signalortes mit einem Fehler behaftet, dann bleibt die fehlerhafte Information ohne Einfluß auf das Fahrverhalten des Zuges.

Werden den Prüfeinrichtungen Datenelementfolgen zugeführt, die je für sich den Bedingungen eines (₂)-Codes genügen, so muß festgestellt werden, ob die

Zuordnung zwischen Nutzinformation und Prüfinformation positiv verläuft. Sollte beispielsweise bei der Übertragung der Prüfinformation ein Doppelfehler aufgetreten sein, so wäre für diese verfälschte Prüf information die (-Λ -Bedingung möglicherweise

nach wie vor erfüllt. Ein solcher Fehler kann von der Prüfeinrichtung 10 selbst nicht erkannt werden. Hierzu dient ein Zuordner 12, an den die Prüfeinrichtungen 9 und 10 bei Erfüllung der (-,J-Bedingung die empfangenen Datenelementfoigen weitergeben. Verläuft die Zuordnungsprüfung entsprechend der tabellarischen Zusammenstellung nach Fig.4 positiv, so wird ein entsprechendes Signal an eine Datenausgabeeinrichtung 13 weitergeleitet. Damit ist die empfangene Nutzinformation als fehlerfrei erkannt worden und kann weitergegeben werden. Verläuft die Zuordnungsprüfung negativ, so ist entweder die Nutzinformation oder die Prüfinformation mit einem Doppelfehler behaftet, der nicht korrigiert werden kann. Die Folge davon ist, daß der Melder 11 eine Störungsmeldung auslöst. Steht das durch gerade Paritätskontrolle gebildete zusätzliche Datenelement der Prüfinformation nicht wie im vorliegenden Beispiel an letzter Stelle der übertragenen Prüfinformation, sondern an einer beliebigen anderen Stelle der Prüfinformation, so ergibt sich selbstverständlich eine andere als die in F i g. 4 aufgezeigte Zuordnung zwischen Nutz- und Prüfinformation. Werden den Prüfeinrichtungen 9 und 10 Datenelementfolgen zugeführt, die einen Einzelfehler aufweisen, das heißt, erfüllen diese Datenelementfolgen die (A- bzw.

2 J-Bedingung, so lassen sich diese Datenelementfolgen

berichtigen, wenn die von der jeweils anderen Prüfeinrichtung empfangenen Datenelementfolgen nicht ebenfalls fehlerbehaftet sind. Weisen beide den Prüfeinrichtungen 9 und 10 zugeführten Datenelementfolgen je einen Einzelfehler auf, so wirken diese wie ein Doppelfehler, und eine Fehlerberichtigung ist nicht mehr möglich. In diesem Fall wird über ein den beiden Prüfeinrichtungen 9 und 10 nachgeschaltetes UND-Glied 14 der Melder 11 für die Auslösung einer Störungsmeldung beaufschlagt.

Ist jedoch nur eine der den Prüfeinrichtungen 9 bzw. 10 zugeführten Datenelementfolgen mit einem Einzelfehler behaftet, während die jeweils andere Datenele-

mintfolge der C$)-Bed\nguag 8^επϋ£¹· ^{dann ist die} Fehlerberichtigung nach Hamming möglich. Im folgenden sei angenommen, daß beispielsweise die Datenelementfolge der Nutzinformation mit einem Einzelfehler behaftet ist Diese fehlerbehaftete Information gelangt über ein der Prüfeinrichtung 9 nachgeschaltetes ODER-Glied 15 und ein Sperrglied 16 auf eine Verteileranordnung 17, welche die einzelnen Datenelemente an der HI, V., VI, VH. bzw. IX. Stelle der aus Nutz- und Prüfinformation zu bildenden Datenelementfolge für die Fehlerbestimmung nach Hamming einordnet. Die der LVßedingung entsprechende

Prüfinformation gelangt über ein ODER-Glied 1« auf eine Entschlüsselungsvorrichtung 19. Die Prüfinformationen durchlaufen die Entschlüsselungsvoirichtung 19 ohne Beeinflussung, sofern die jeweiligen Datenelementfolgen nicht den Dezimalziffern »1« oder »9« entsprechen. Entspricht die anliegende Datenelementfolge einer dieser Dezimalziffern, dann wird sie entsprechend dem in Fig.4 angegebeen Verschlüsselungsmuster für diese Ziffer durch die sich nach Hamming ergebende Prüfinformation umgeformt. Die von der Entschlüsselungsvorrichtung 19 abgegebenen Datenelementfolgen gelangen über ein Sperrglied 20 auf einen weiteren Eingang der Verteileranordriung 17 und werden dort an I, IL, IV. bzw. VIII. Stelle der sich nach Hamming ergebenden Datenelementfolge angeordnet.

Entsprechendes ergibt sich, wenn beispielsweise die Prüfeinrichtung 9 eine nicht verfälschte Nutzinformation und die Prüfeinrichtung 10 eine mit einem Fehler behaftete Prüfinformation erhalten. Die unverfälschte Nutzinformation gelangt über das ODER-Glied 15 und das Sperrglied 16 auf den einen Eingang der Verteileranordnung 17. Die mit einem Einzelfehler behaftete Prüf information gelangt über das ODER-Glied 18, die Entschlüsselungsvorrichtung 19 und das Sperrglied 20 auf den anderen Eingang der Verteileiran-Ordnung 17. Stellt die mit einem Einzelfehler behaftete Prüf information ais Dezimalzahl eine »1« bzw. »9« dar, das heißt, muß diese Codegruppe in die ursprüngliche Prüfsignalgruppe umgeformt werden, dann muß der Vorgang der Fehlerberichtigung nach Hamming abgebrochen werden. Da die Entschlüsselungsvorrichtung 19 in diesem Fall nicht die Datenelementfolgen, welche den Dezimalzahlen »1« bzw. »9« entsprechen, erhält, kann sie an ihrem Ausgang auch nicht die üich nach Hamming ergebenden Prüfsignalgruppen abgeben. Die Fehlerberichtigung nach Hamming ist damit nicht mehr möglich.

In der Verteileranordnung 17 sind die von den Prüfeinrichtungen 9 und 10 über 15 und 16 bzw. 18, 19 und 20 abgegebenen Datenelementfolgen entsprechend der nach Hamming vorgeschlagenen Datenelementfolge auf den dafür vorgesehenen Speicherplätzen gespeichert. Über einen Zwischenspeicher 22 gelangen sie auf eine Kontrolleinrichtung 23. In dieser Kontrolleinrichtung werden die Paritätskontrollen über die nach Hamming festgelegten Stellen der aus Nut;c- und Prüfinformationen gebildeten Datenelementfolgen vorgenommen. Die sich bei den vier durchzuführenden Paritätskontrollen ergebende Kontrollziffer kennzeichnet die Stelle innerhalb der Datenelementfolge, die fehlerbehaftet ist. Eine nachgeschaltete Ziffernausgabe einrichtung 24 bewirkt bei der dargestellten Stellung eines Schalters 25 die Korrektur der durch die Kontrollziffer vorgegebenen Stelle der Datenelement folge im Zwischenspeicher 22. Die herichtigte Datenele mentfolge durchläuft dann aus Sicherheitsgründen nocl einmal die Kontrolleinrichtung 23. Ergeben die Paritäts kontrollen nun die Kontrollzahl »0000«, so gelangt di< im Zwischenspeicher 22 gespeicherte berichtigtf Datenelementfolge über ein UND-Glied 26 auf di( Datenausgabeeinrichtung 131.

In der jeweils anderen Lage des Schalters 25 bewirk die von der Ziffernausgabeeinrichtung 24 abgegebene die Fehlerstelle innerhalb der übertragenen Informatior kennzeichnende Kontrollziffer die Berichtigung dei empfangenen Nutz- bzw. Prüfinformation in nichi dargestellten Speichereinrichtungen, bevor diese korri gierte Information erneut an die Prüfeinrichtungen ξ und 10 gelangen. In diesem Falle erfolgt die Datenaus' gäbe bei positiver Zuordnungsprüfung durch den der Prüfeinrichtungen 9 und 10 nachgeschalteten Zuordner 12.

Jede von der Ziffernausgabeeinrichtung 24 abgegebene Kontrollziffer für die Kennzeichnung eines Übertragungsfehlers wird außer zur Berichtigung der empfangenen Nutz- bzw. Prüfinformation dazu verwendet, den Empfang eines fehierbehafteten Signals zu kennzeichnen. Hierzu dient ein Fehlerstellenspeicher 27, in den die unter Maßgabe der von der Ziffernausgabeeinrichtung 24 ausgegebenen Kontrollziffer korrigierte Nutz- bzw. Prüfinformation eingegeben wird. Aufgrund der im Fehlerstellenspeicher 27 gespeicherten Daten ist es zu einem späteren Zeitpunkt möglich, die an der Strecke angeordneten punktförmigen Zugbeeinflussungseinrichtungen dahingehend zu untersuchen, weshalb bei ihrer Abfrage Übertragungsfehler aufgetreten sind.

Die Erfindung ist nicht auf das in den F i g. 7 und 8 beschränkte Ausführungsbeispiel für eine Datenübertragungsanlage im Eisenbahnsicherungswesen beschränkt. Sie kann vielmehr in vorteilhafter Weise überall dort zur Anwendung kommen, wo von einer Sendestelle zu einer Empfangsstelle Daten nach einem

übertragen werden sollen. Dabei ist es

unerheblich, ob die Datenübertragung drahtlos oder drahtgebunden erfolgt und ob die Datenelemente durch Signale unterschiedlicher Amplitude, Länge, Polarität, Impulszahl oder Frequenz gebildet sind.

Es sei noch einmal darauf hingewiesen, daß die Zuordnung der Nutzinformationen »0« bis »9« bzw. jeder beliebigen anderen Information z. B. »A« bis »]« zu den im Uj-Code dargestellten bliebig gewählt sein

kann. Zur Fehlerberichtigung müssen auf jeden Fall anstelle der sich für die Nutzinformationen »0,0,0, L, L« und »0, 0, L, 0, L« ergebenden Prüfinformationen »0, L₁ L, L« bzw. »L, L, L, L« die Codegruppen »0,0,0, L« bzw. »L, 0, 0, L« übertragen werden, die durch ein zusätzliches Datenelement erweitert sind, das sich durch gerade Paritätskontrolle der Datenelemente dieser Codegruppen ergibt. Diese zusätzlichen Datenelemente können an jeder beliebigen Stelle der Prüfsignalgruppen bzw. Codegruppen angeordnet sein, sofern sie einheitlich an der gleichen Stelle der Prüfinformation stehen und auf der Empfangsseite ihre Stellung innerhalb der Prüfinforrnation bekannt ist. in Abhängigkeit von der jeweiligen Anordnung des zusätzlichen Datenelementes innerhalb der Prüfinformation ergeben sich verschiedene Zuordnungen von Prüf- und Nutzinformation.

	23	19	Triebfahrzeug	Hierzu 3	08	561	r <-~	20	ODER-Glied
	Sende- und Empfangseinrichtungen			1 Sperrglied
1	ortsfeste Zugbeeinflussungseinrichtungen		15,18	Verteileranordnung
2	Empfangseinrichtung		16, 20, 2	Entschlüsselungsvorrichtung
3-6	Speicher		!7	Zwischenspeicher
7	Prüfeinrichtungen		19	Kontrolleinrichtung
8	Melder	5	22	Ziffernausgabeeinrichtung
9,10	Zuordner		Ii	Schalter
11	Datenausgabeeinrichtung		24	Fehlerstellenspeicher
12	UND-Glied		25
13		27	Zeichnungen
14,26	IO
	Blatt

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Feststellen von Übertragungsfehlern in Datenübertragungsanlagen mit mindestens einer Sende- und einer Empfangrstelle für nach einem (₂J-Code gebildete Signalgruppen und zum

Berichtigen von Einzelfehlern unter Verwendung des Fehlerfeststell- und Fehlerberichtigungscodes nach Hamming, dadurch gekennzeichne t_; daß zusätzlich zu jeder eine bestimmte Nutzinformation (NJ in F i g. 1) darstellenden Nutz-Signalgruppe eine der betreffenden Gruppe fest zugeordnete Prüf-Signalgruppe (PJ in Fig.4) übertragen wird, die sich aus den bei Anwendung des Hamming-Codes ergebenden Prüfziffern sowie einer weiterer Ziffer (Fig.4) zusammensetzt, die durch gerade Paritätskontrolle der Prüfziffern gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Nutz-Signalgruppen »0, 0,0, L, L« und »0, 0, L, 0, L« anstelle der nach dem Hamming-Code sich ergebenden Prüf-Signalgruppen »0, L₁L, L« und »L, L, L, L« je eine Codegruppe »0, 0, 0, L, L« bzw. »L, 0, 0, L, 0« übertragen wird,

(Fig.4), welche diel ₂J-Bedingung erfüllt und von

der jeweils anderen Codegruppe und den um je ein Datenelement erweiterten Prüf-Signalgruppen der übrigen Nutz-Signalgruppen verschieden ist und daß diese Codegruppen an der Empfangsstelle vor der Durchführung der Fehlerberichtigung wieder in die sich nach Hamming ergebenden Prüf-Signalgruppen umgeformt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Empfangsstelle die jeweils empfangene Nutz-Signalgruppe mit der zu ihr gehörenden Prüf-Signalgruppe auf ihre sendeseitig festgelegte Zuordnung überprüft wird und daß nur bei negativer Zuordnung die Fehlerberichtigung nach Hamming durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 für Datenübertragungsanlagen, bei denen die zu übertragenden Informationen durch mehrere Signalgruppen in einem Informationsblock dargestellt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine dieser Signalgruppen die Art der zu übertragenden Information angibt und daß mindestens diese Signalgruppe bei Feststellung eines Fehlers der Fehlerberichtigung nach Hamming unterliegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangsseitig als richtig erkannten und die berichtigten Signalgruppen für die Kennzeichnung der Informationsart beim Feststellen weiterer, jedoch nicht korrigierbarer Übertragungsfehler in den übrigen Signalgruppen des gleichen Informationsblockes je nach ihrer zuvor festgelegten Wertigkeit eine betriebshemmende oder eine nicht betriebshemmende Störungsmeldung auslösen.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Empfangsstelle (2 in F i g.

7) Prüfeinrichtungen (9,10 in F i g. 8) vorgesehen sind, welche sowohl die jeweils empfangene Signalgruppe als auch die zu ihr gehörende Prüf-Signal- bzw. Codegruppe auf Vorliegen der

Bedingung prüfen und gegebenenfalls bei