DE2329770B2 - Schaltungsanordnung zur Datensicherung bei der Duplex-Übertragung in Fernmeldeanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Datensicherung bei der Duplex-Übertragung in Fernrneldean'agen, bei der ein Gberiragungskanai im Zeitmultiplexverfahren abwechselnd in gleich langen Zeitfächern für den Datenverkehr in beiden Richtungen ausgenutzt ist und bei der für die Fehlererkennung und -korrektur ein redundanter Prüfcode und Toleranzdetektoren vorgesehen sind, durch die Wiederholungen nicht korrigierbarer Nachrichteneleinente eingeleitet werden können.

Bei der Datenübertragung stehen für die Fehlersicherung die Anwendungen von redundanten Sicherungscodes und von Toleranzdetektoren, durch die einfache

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uvi Innungen uui (»nium

bar sind, zur Verfügung (H. Ohnsorge: Wirksamkeit von Stördetektoren bei Datenübertragung«, NTZ 22 [1969], S. 113-119 sowie H. Ohnsorge und W. Wagner: »Zur Kombination von Störungsdetektoren und redundanten Codes für die Fehlererkennung«, AEÜ 21 [1967], S. *87-492.)

Steht nur ein Übertragungskanal für den Nachrichtenaustausch in beiden Verkehrsrichtungen zur Verfügung, so kann zwar über diesen Kanal im Gegenverkehr die Wiederholung als gestört erkannter Nachrichtenabschnitte angefordert werden. Es hat jedoch jede Wiederholung derartiger Abschnitte eine Unterbrechung des kontinuierlichen Datenflusses zur Folge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch bei hohen Störraten des Überiragungsweges eine ausreichende Qualität der Sprach- and Datenübertragung durch Datensicherung zu erreichen. Dabei darf der kontinuierliche Informationsfluß in beiden Verkehrsrichtungen nicht unterbrochen werden, so daß durch Wiederholungen gestörter Nachrichtenelemente keine

ίο Verzögerungen bewirkt werden dürfen.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen sind durch die in den Patentansprüchen beschriebenen Merkmale gekennzeichnet
Durch die in den "Patentansprüchen beschriebenen Maßnahmen werden die Vorteile erzielt, daß im Rahmen der durch die erhöhte Übertragungsgeschwindigkeit zulässigen Verzögerungszeiten mit Fehlern übertragene, unkomgierte Nachrichtenblöcke wiederholt werden und nicht wiederholbare Blöcke als gestört gekennzeichnet werden, beispielsweise durch Aufzählung der gestörten Blöcke oder durch jeweilige Lautsprecherabschaltung. Liegen Fehleranzeigen der Stördetektoren vor, so fordert die Steuerung eine Wiederholung an durch Anfügung der Falschmeldung vorne an den nächsten in Gegenrichtung übertragenen Block. Es kann dadurch sendeseitig die Erfüllbarkeit geprüft und der vorherige Block nochmals codiert übertragen werden, anderenfalls bekomi.it der gestörte Block eine Falschmarke. Blockwiederholungen treten an der Datenausgabe nicht in Erscheinung.

Die Erfindung wird an Abbildungen erläutert.
In F i g. 1 ist das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Fernmeldeanlage dargestellt,

F i g. 2 zeigt ein Teildiagramm der Übertragung des Nachrichtenblocks,

in F i g. 3 ist ein Codierer-Schieberegister schematisch dargestellt

Es sind in F i g. 1 zwei über einen Übertragungskanal Ue in beiden Verkehrsrichtungen miteinander in Verbindung stehende gleichartige S°.nde-Empfangsstationen dargestellt Der Über:ragun_sskanal kann beispielsweise ein Funkkanal sein, zu dem beide Stationen über ihre Sende-Empfangseinrichtungen S-E Zugriff haben. Für den Duplex-Verkehr steht der Übertragungskanal den beiden Stationen abwechselnd im Zeitmultiplex-Verfahren für je 5ö ms zur Verfügung. Die mit bestimmter Geschwindigkeit, beispielsweise 1,8 kbit/s an den Klemmen E der beiden Stationen einlaufenden Informationen werden mit größerer

so Geschwindigkeit, beispielsweise 5,6 kbit/s übertragen und empfangsseitig wieder auf die ursprüngliche Eingabegeschwindigkeit umgesetzt Die vergrößerte Übertragungsgeschwindigkeit ermöglicht sowohl die Doppelausnutzung des Übertragungskanals in beiden Richtungen als auch die Durchführung von Wiederholungen im Störungsfall in begrenztem Umfang.

Die einlernen, jeweils innerhalb eines Zciuachcs von

50 ms Dauer mit der erhöhten Geschwindigkeit von 5,6 kbit/s übertragbaren Narhrichtenblocks können

eo insgesamt 280 Bit enthalten, die auf einen unter anderem als Quittung oder Wiederholungsanforderung für den soeben fehlerfrei oder fehlerhaft empfangenen Block der Gegenrichtung dienenden Code, beispielsweise einen 13-Bit-Barker-Code, auf ein Datenwort von 240 Bit sowie auf 16 Prüfbits eines fehlererkennenden und fehlerkorrigierenden Codes verteilt sind. Es verbleibt außerdem eine für Umschaltungen der Übertragungsrichtung ausreichende Zeitspanne. Die Nachrichten-

blöcke der Gegenrichtung sind, wie aus Fig.2b ersichtlich ist, in die freien Zeitfächer eingeschachtelt

Die kontinuierlich mit 1,8 kBit/s einlaufenden Informationen werden nacheinander in den Sende-Pufferspeicher Sp eingeschrieben. Zur Sendung der Blöcke werden jeweils 240 Bit ausgelesen, codiert, d.h. im Codierer C mit dem 13-Bit-Barker-Codeverlauf und einem Nachlauf, der 16 Redundanzbits eines Prüfcodes umfassen kann, versehen und dann mit erhöhter Geschwindigkeit, beispielsweise 5,6 kbit/s in den zugeordneten Zeitfächern ausgesendet. Der empfangsseitige Decodierer D prüft den empfangenen Block, gibt die Informationszeichen in den Empfangs-Pufferspeicher Ep und führt gegebenenfalls auf<ⁱrund der empfangenen Prüfzeichen eine 1-Fehler-.».,.,ektur oder eine Wiederholungsanforderung duren. ^us dem Empfangs-Pufferspeicher Ep werden die Informationszeichen unter geringstmöglicher ^v°^ögerung laufend ausgegeben.

Die Sende- und Empfang:. · Xiffetspeicher dienen zur Geschwindigkeitsumsetzung urul außerdem als Wiederholspeicher. Sendeseitig werden ein od^r zwei Blöcke für Wiederholungen im Falle eintreffender Wiederholungsanforderungen bereitgehalten. Durch die Geschwindigkeitsumsetzung wird i-icht nur der Duplex-Verkehr im Zeitmultiplex über den Übertragungskanal, sondern auch der Wiederholungsbetrieb in dafür vorgesehenen Zeitfächern ermöglicht Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden jeweils drei Nachrichtenblöcke in zugeordneten Zeitfächem gesendet, jedes vierte Zeitfach ist als Ausgleich für notwendige Wiederholungen vorgesehen. Im Normalzustand der Anlage wird als vierter Block entweder beliebige Informsiior! gesendet, oder cinfachheiishalber der dritte Block wiederholt Diese vier Blöcke, drei Informations- und ein Redundanzblock, bilden zusammen einen Rahmen. Empfangsseitig wird ebenfalls zwischengespeichert um Korrekturen und Wiederholungen vor der Ausgabe durchführen zu können. Als Sende- und Empfangsspeicher sind identische Pufferspeicher mit einer Kapazität von jeweils drei Blöcken vorgesehen.

Empfangsseitig ist außerdem der Stördetektor T vorgesehen, durch den in an sich bekannter Weise der Empfangspegel, die derr odulierten Frequenzen und die Zeitpunkte der Nulldurchgänge des Signals überwacht werden. Beim Überschreiten einer festgesetzten Anzahl der Fehler im Block liefert der Stördetektor ein Fehlersignal, das die Wiederholung des Blocks oder seine Kennzeichnung als fehlerhaft bewirkt

Es ist zusätzlich für die Fehlererkennung und Fehlerkorrektur ein redundanter zyklischer Prüfcode angewendet Beim Codieren werden aus k Informationsbit /77 Redundanzbit abgeleitet und aus der Summe von k und m ein neues Codewort mit η Bit gebildet. Diese Umrechnung und die erforderliche Rüc echnung werden durcn je ein im sendeseitigen Codierer C'und ein im empfangsseitigen Decodierer D vorgesehenes lineares rückgekoppeltes Schieberegister (Fig.3), die als Codegeneratoren benutzt werden, durchgeführt Die Rückkopplungen sind dem Code entsprechend ausgebildet Zur Codierung werden die k Informationsbit in das Register eingegeben und gleichzeitig über die Sendeübertragung S ausgesendet. Anschließend werden die Rückkopplungen des Registers durch Auftrennen unwirksam gemacht und die im Register enthaltenen Redundanzbit ausgegeben. Zur Decodierung wird das empfangene Codewort in das empfangsseitige Schieberegister eingegeben.

Bei der Übertragung aufgetretene Fehler können als Addition eines Fehlerpolynoms f(x) aufgefaßt werden, /(ty hat an den Fehlerstellen den Wert 1 und es ist dabei das Decodierergebnis nicht Null, so daß an diesen Stellen eine Vorwärtskorrektur möglich ist, die das Decodierergebnis auf Null ergänzt Allerdings ist das Decodierergebnis auch dann NuIL wenn eine Verfälschung ein anderes zulässiges Codewort ergibt das

ίο dabei nicht berichtigbar ist

Unter der Voraussetzung, daß die Ouittungsübertragung mit ihren Richtig- und Falschmeldungen fehlerfrei abläuft sind Codieren und Decodierer immer im gleichen Zustand. Solange der Normalzustand andauert codiert und sendet der Codierer während der dieser Station zugeordneten Zeitfächer je drei Blöcke Information, die durch den Decodierer decodiert und an den Empfangs-Pufferspeicher geliefert werden. Je drei Blöcker, folg; ein Redandanzblock, der den R&taten abschließt

Wird durch den Stördetektoi ein Störungsfall gemeldet so soll der gestörte Inform ionsblock nach Möglichkeit wiederholt werden. Dieser Viederholzustand kann herbeigeführt werden nach dem Cc-iieren,

Übertragen, Decodieren und Abspeichern des ersten, zweiten oder dritten Blockes eines Rahmens. Dann kann der gestö- *e Block wiederholt werden, wodurch die im Rahmen verfügbare Wiederholzeit verbraucht ist Weitere erforderliche Wiederholungen eines Blockes des gleichen Rahmens müssen unterbleiben, so daß diese Blöcke nur fehlerhaft ausgegeben und als fehlerhaft markiert werden müssen.

Es sind jedoch für das Verhalten der Anordnung am Rahmenende, also nach dem Decodieren des vierten Blocks zwei Alternativen möglich, die am Steuerteil 5/ durch den Schalter si wahlweise einschaltbar sind.

Im ersten Fall (Fig.3c) geht die Anordnung am Rahmenende in den Normalzustand über. Es besteht während jedes Rahmens nur eine Wiedernoiungsmöglichkeit und es wird an jedem Rahmenende streng iine periodische Normierung durchgeführt

!,τι zweiten Fall (Fig.2d) wird auf eine streng periodische Normierung am Rahmenende verzichtet Treten keine Fehler auf, befindet sich also die Übertragung im Normalzustand, so bleibt dieser Normalzustand mit Sicherheit erhalten. Tritt ein Fehler auf, so wird der Wiederholzustand eingenommen. Es kann dabei der dritte Block dieses Rahmens in jedem Fall noch wiederholt werden. Dann aber kann im

so nächsten Rahmen bis auf den dritten Block keine Wiederholung mehr durchgeführt werden, weil nämlich sonst die zeitliche Verzögerung des Decodierergebn^;sses zu groß ist Dafür sind jedoch im beschränkten Maße Dop~elwiederholungen möglich, wenn der Codierer bis Block 3 im Normalzustand ist kann Block 3 bei Bedarf zweimal wiederholt werden. Es liegt also eine statistische Normierung am Rahmenende vor.

In beiden Fällen ergeben sich unterschiedliche Verzögerungszeiten bei der Codierung und Decodie-

rung. Zu Beginn tier Übertragung müssen sowohl im Sende- ais auch im Empfangs-Pufferspeicher Grundverzögerungen eingestellt werden. Die sendeseitige Verzögerung ergibt sich aus der Bedingung, daß, während drei Blöcke ausgelesen werden, die entsprechende Information auch in die Speicher eingeschrieben sein muß. Die empfangsseitige Grundverzögerung entspricht im Fall der streng periodischen Normierung zwei Blöcken, von denen eine Blockdauer für eine Wiederholung und eine

zweite für die Verarbeitung, also für Empfangen, Decodieren und Einschreiben in den Puffer vorzusehen sind.

Im Fall der statistischen Normierung kann beispielsweise ein Block Nummer 3 erst als fünfter Block kommen. Erst dann kann mit dem Auslesen von Block 3 begonnen werden, so daß die Grundverzögerung um mindestens einen weiteren Block erhöht werden muß.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Claims (4)

1. 23 29 77?

   Patentansprüche:

   1 Schaltungsanordnung zur Datensicherung bei der Duplex-Übertragung in Fernmeldeanlagen, bei der ein Übertragungskanal im Zeitmultiplexverfahren abwechselnd in gleich langen Zeitfächern für den Datenverkehr in beiden Richtungen ausgenutzt ist und bei der für die Fehlererkennung und -korrektur ein redundanter Prüfcode und Toleranzdetektoren vorgesehen sind, durch die Wiederholungen nicht korrigierbarer Nachrichteneleraente eingeleitet werden können, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehrere einer Verkehrsrichtung zugeteilten Zeitfächer gemeinsam einen Rahmen bilden, indem eine erste Anzahl Zeitfächer für die Übertragung je eines Datenblocks unter erhöhter Bitrate und eine zweite Anzahl Zeitfächer für im Störungsfall durchführbare Blockwiederholungen vorgesehen sind.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Datenblock mit einem eine »Richtig«- oder »Falsch«-meldung darstellenden, einen bestimmten Code mit einer festen Anzahl von Bit umfassenden Vorlauf und einen durch den redundanten Prüfcode beanspruchten Nachlauf versehen ist
3. 3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß unkorrigierbare, nicht wiederholbare Datenblocks als gestört gekennzeichnet sind.
4. 4. Schal"ingsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der mit erhöhter Übertrafngsgeschwindigkeit übertragenen Datenblocks empfangsseitig auf die ursprüngliche Geschwindigkeit zurückgesetzt ist, wodurch trotz durchgeführter Blockwiederholungen die Ausgabe der kontinuierlichen Eingabe entspricht