DE2329770C3 - Schaltungsanordnung zur Datensicherung bei der Duplex-Übertragung in Fernmeldeanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Datensicherung bei der Djplex-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 Nachrichtenelemente eingeleitet werden können.

Bei der Datenübertragung stehen für die Fehlersicherung die Anwendungen von redundanten Sicherungscodes und von Toleranzdetektoren, durch die einfache Vorwärtskorrekturen und Wiederholungen durchführbar 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. 487-492.)

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 Nachrichtcnabschnitte angefordert werden. F.s hat jedoch jede Wiederholung derartiger Abschnitte eine Unterbrechung des kontinuierlichen Datenflusses zur Folge.

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

i- Maßnahmen werden die Vorteile erzielt, daß im Rahmen der durch die erhöhte Übertragungsgeschwindigkeit zulässigen Verzögerungszeiten mit Fehlern übertragene, unkorrigierte Nachrichtenblöcke wiederholt werden und nicht wiederholbare Blöcke als gestört gekennzeichnet werden, beispielsweise durch Aufzählung der gestörten Blöcke oder durch jeweilige Lauisprecherabschaltung. 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 bekommt der gestörte Block eine Falschmarke. Blockwiederholungen treten

so an der Datenausgabe nicht in Erscheinung.

Die Erfindung wird an Abbildungen erläutert.
In Fig. 1 ist das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiel!; einer Fernmeldeanlage dargestellt,

Fig.2 zeigt ein Teildiagramm der Übertragung des

)ϊ Nachrichtenblocks,

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

Es sind in Fig. 1 zwei über einen Übertragungskanal Ue in beiden Verkehr ^richtungen miteinander in

4i) Verbindung stehende gleichartige Sende-Empfangsstationen dargestellt. Der Übertragungskana! 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-Veriahren für je 50 ms zur Verfügung. Di« mit bestimmter Geschwindigkeit, beispielsweise 1,8 kbit/s an den Klemmen F der beiden Stationen einlaufenden Informationen werden mit größerer

vi Geschwindigkeit, beispielsweise 5,6 kbit/s übertragen und empfangsseitig wieder auf die ursprüngliche Eingabegeschwindigkeit umgesetzt. Die vergrößerte Übertragungsgeschwindigkeit ermöglicht sowohl die Doppelausnutzung des Übcrtragungskanals in beiden

v> Richtungen als auch die Durchführung von Wiederholungen im Störungsfall in begrenztem Umfang.

Die einzelnen, jeweils innerhalb eines Zeitfaches von 50 ms Dauer mit der erhöhten Geschwindigkeit von 5,6 kbit/s übertragbaren Nachrichtenblocks können

W) insgesamt 280 Bit enthalten, die auf einen unter ande-em als Quittung oder Wiederholungsanforderung für den soeben fehlerfrei oder fehlerhaft empfangenen Block der Gegenrichtung dienenden Code, beispielsweise einen I3-Bit Barker-Code, auf ein Datenwort von 240

h-i Bit sowie auf 16 Prüfbits eines felilererkennenden und fchlcrkorrigierenden Codes verteilt sind. F.s verbleibt außerdem eine für Umschaltungen der Übertragungsrichtung ausreichende Zeitspanne. Die Nachrichten-

blocke 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 dsm 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 aufgrund der empfangenen Prüfzeichen eine 1-Fehler-Korrektur oder eine Wiederholungsariforderung durch. Aus dem Empfangs-Pufferspeicher Ep werden die Informationszeichen unter geringstmöglicher Verzögerung laufend ausgegeben.

Die Sende- und Empfangs-Pufferspeicher dienen zur Geschwindigkeitsumsetzung und außerdem als Wiederholspeicher. Sendeseitig werden ein oder zv.ei Blöcke für Wiederholungen im Falle eintreffender Wiederholungsanforderungen bereitgehalten. Durch die Geschwindigkeitsumsetzung wird nicht nur der Duplex-Verkehr im Zeitmultiplex über den Übertragungskanal, sondern auch der Wiederholungsbetrieb in dafür vorgesehenen Zeitfächein ermöglicht. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden jeweils drei Nachrichtenblöcke in zugeordneten Zeitfächern gesendet, jedes vierte Zeitfach ist als Ausgleich für notwendige Wiederholungen vorgesehen. Im Normalzustand der Anlage wird als vierter Block entweder beliebige Information gesendet, oder einfacliheitshalber 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 demodulierten 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 m Redundanzbit abgeleitet und aus der Summe von k und m ein neues Codewort mit η Bit gebildet. Diese Umrechnung und die erforderliche Rüekrechriung werden durch je ein im sendeseitigen Codierer Cund 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 Inlormationsbit in das Register eingegeben und gleichzeitig über die Sendeübertragung S ausgesendet. Anschließend werden die Rückkopplungen des Registers durch Auftrennen unwirksam gemach¹, und die im Register enthaltenen Redundanzbit ausgeg°ben. Zur Decodierung wird das empfangene Codewort in das empfarigsseitige Schiebe-

register eingegeben.

Bei der Übertragung aufgetretene Fehler können als Addition eines Fehlerpolynoms f(x) aufgefaßt werden. f(x) 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 Null, wenn eine Verfälschung ein anderes zulässiges Codewort ergibt, das dabei nicht berichtigbar ist.

Unter der Voraussetzung, daß die Quittungsübertragung mit ihren Richtig- und Falschmeldungen fehlerfrei abläuft, sind Codierer 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 Blöcken folgt ein Redundanzblock, der den Rahmen abschließt.

Wird durch den StördetektO! ein Störungsfall gemeldet, so soll der gestörte Informaiionsbloek nach Möglichkeit wiederholt werden. Dieser Wiederholzustand kann herbeigeführt werden nach dem d-iieren. Übertragen, Decodieren und Abspeichern des ersten, zweiten oder dritten Blockes eines Rahmens. Dann kann der gestörte 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 St 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 Wiederholungsmöglichkeit und es wird an jedem Rahmenende streng eine periodische Normierung durchgeführt.

Im zweiten Fall (Fig. 2d) wird auf eine streng periodische Normierung am Rahmenende verzichtet. Treten keine Fehler auf, befindet sich also die Übertragung im Normalzustand, se 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 nächsten Rahmen bis auf den dritten Block keine Wiederholung mehr durchgeführt werden, weil nämlich sonst die zeitliche Verzögerung des Decodierergebr.i.,· ses 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 Decodierung. Zu Beginn der Übertragung müssen sowohl im Sende- als auch im Empfangs-PufferspeieherGrundverzögerungen eingestellt werden. Die sendesekige Verzögerung ergibt sich aus der Bedingung, daß, während drei Blöcke ausgelesen werden, die entsprechende Information auch in die Sp°icher eingeschrieben sein muß. Die empfangsseitige Grundverzögerung entspricht im Fall der streng periodischen Normierung zwei Blöcken, von denen eine Blockdauer für eine Wiederholung und eine

/weite 'ür die Verarbeitung. ;ilsc> für Empfangen, decodieren und Einschreiben in den Puffer vorzusehen sind.

!m !'all der statistischen Normierung kann beispielsweise ein Block Nummer 3 erst als fünfter Block kommen. Erst dann kann mit dem Auslesen von lilock 3 begonnen werden, so dal) die Grundverzögcn.ing um mindestens einen weiteren Block erhöht werden muH.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. 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 Nachrichtenelemente 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 »Falschw-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. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Geschwindigkeit der mit erhöhter Übertragungsgeschwindigkeit übertragenen Datenblockb em-fangsseitig auf die ursprüngliche Geschwindigkeit zurückgesetzt ist, wodurch trotz durchgeführter Blockwiederholungen die Ausgabe der kontinuierlichen Eingabe entspricht.