DE2336707A1

DE2336707A1 - Verfahren zur datenverarbeitung beim senden und/oder bei der uebertragung von informationen sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2336707A1
Application number: DE19732336707
Authority: DE
Inventors: Loris Crudeli; Pier Giuseppe Morra
Original assignee: PRAXIS SpA
Current assignee: PRAXIS SpA
Priority date: 1972-07-21
Filing date: 1973-07-19
Publication date: 1974-01-31
Also published as: US3898647A; FR2196558B1; CH573692A5; GB1398505A; IT963237B; JPS4953313A; DE2336707B2; FR2196558A1

Description

PATENTANWÄLTE DR. ING. KARL BOEHMERT · DIPL-ING. ALBERT BOEHMERT

28 BREMEN · FELDSTRASSE 24 ■ TEL, (04 21) »74044

DR-INCWALTERHOORMANN - DlPL-PHYS. DR. HIlNZ GODDAR

Aktenzeichen: Neuanmeldung Named. Anra.: PRAXIS S.p.A.

Postscheckkonto ι Hamburg 126083 Bankkonto ι Bremer Bank, Br«m.n, Kto. 1001449

Mein Zeichen: P 101

28 Bremen, den I9. Juli 1973

PRAXIS S.p.A., Via Ventuara, 10 - 20134 MILANO (Italien)

Verfahren zur Datenverarbeitung beim Senden und/oder bei der Übertragung von Informationen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenverarbeitung beim Senden und/oder Übertragen von Informationen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der Erfindung handelt es sich also um die Verarbeitung von Daten bei der Übertragung und/oder dem Senden von Informationen, wobei ein Modulationssystem verwendet wird, welches auf die Anzahl der Elemente (Mikrowörter) einwirkt, in-welche die ursprüngliche Digitalinformation unterteilt wird.

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Es ist bekannt, daß "bei der Übertragung und/oder dem Senden von Informationen beliebiger Art in digitaler Form modulierte Signale, welche die zu übertragende Information repräsentieren, in einen Übertragungskanal eingeführt oder auf eine Übertragungseinrichtung aufgegeben werden. Die Modulation erfolgt derart, daß die geringstmögliche Abschwächung, Verzerrung, Geräuschüberlagerung und dergleichen erzielt wird, welche auf den Kanal oder die Übertragungseinrichtung zurückzuführen sind. Die Signale werden dann am Ausgang des Übertragungskanales oder der Übertragungseinrichtung demoduliert, um die ursprüngliche Information zu rekonstruieren.

Es liegt auf der Hand, daß der Übertragungskanal ein Radio- oder Telegrafiekanal, eine optische Verbindung, ein Koaxialkabel oder ähnliches sein kann, während die Übertragungseinrichtung ein Magnetband, eine Verzögerungsleitung und ähnliches sein kann.

Es ist weiterhin bekannt, daß bei der Übertragung und beim Senden vom Informationen bei der Demodulation Fehler entstehen, wenn der Demodulator wegen der in den Signalen entlang des Kanales oder in der Übertragungseinrichtung aufgetretenen Störungen die ursprüngliche Information nicht mehr rekonstruieren kann.

Bei der Übertragung von digitalen Informationen werden bisher verschiedene Modulationssysteme weithin

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verwendet. Alle wirken sie jedoch auf die Form der in den Übertragungskanal einzuführenden oder auf die Übertragungseinrichtung aufzugebenden Signale ein.

Der Nachteil dieser Systeme liegt darin, daß Verzerrungen und Störungen Veränderungen in der ]?orm der Signale selbst hervorbringen können, welche, insbesondere in der Phase der demodulierten Signale, dazu führen können, daß ein Demodulator Signale miteinander verwechselt, wodurch eine Information rekonstruiert wird, die von der ursprünglichen Information abweicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Datenverarbeitung zu schaffen, durch welches die obengenannten Nachteile auf ein Minimum reduziert werden. Dabei sollen sich wegen der zu erzielenden größeren Dichte der zu übertragenden Informationen bei gleichem Übertragungskanal oder bei gleicher Übertragungseinrichtung und wegen der Einfachheit der zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Schalungsanordnungen weitere bedeutende Vorteile ergeben.

Gegenstand der Erfindung ist ebenso die Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß beim Senden die zu übertragende Originalinformation, in digitaler Form durch eine. Serie von Bits in der

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erforderlichen Länge ausgedrückt, in Elemente von η Bits (als"Mikrowörter bezeichnet) aufgeteilt wird, daß jedes Mikrowort als Binärzahl interpretiert wird; daß die Binärzahl in die entsprechende Dezimalzahl übersetzt wird; daß ein Impulszug, der eine Anzahl von Impulsen enthält, die gleich der Dezimalzahl ist und dem Mikrowort entspricht, in den tfoer- , tragungskanal eingeführt oder auf die Übertragungseinrichtung aufgegeben wird, und daß eine Pause, deren Länge gleich der Länge eines der Impulse ist, zwischen einen Impulszug und den nächsten zur Trennung derselben eingeschaltet wird; und daß, beim Empfang, für jeden Impulszug die Impulse des Impulszuges mittels eines Binärzählers gezählt werden, dessen Ausgang am Ende des Impulszüges das dem Impulszug enIsprechende Mikrowort rekonstruiert, welches mit dem gesendeten Mikrowort identisch ist.

Bei diesem Verfahren besteht das Mikrowort vorzugsweise aus drei Bits (n = 5)·

Dieses Verfahren läßt sich mit einer breiten Vielzahl von an sich bekannten Vorrichtungen ausführen, jedoch eignet es sich insbesondere dazu, unter Verwendung üblicher elektronischer Komponenten ausgeführt zu werden. Ohne Beschränkung des Erfindungsgedankens auf eine bestimmte derartige Einrichtung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Verfahren nach der Erfindung mittels einer Vorrichtung durchzuführen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß del Sender die folgenden Komponenten

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aufweist: ein Eegister, dessen Eingang die zu über- . tragende Digitalinformation der erforderlichen Länge "bildet und dessen Ausgang durch das Mikrowort von η Bits gebildet ist; einen η-stufigen Zähler für die von einem Generator kommenden übertragenen Impulse; einen Komparator, der in Binärweise das Mikrowort mit dem Zählerinhalt vergleicht und die Erzeugung von. Impulsen bei Gleichheit stoppt, wodurch in der Übertragung der Impulse selbst eine Pause erzeugt wird, die jeden Impulszug, der einem Mikrowort entspricht, von dem anderen trennt; und einen Umwandler zum Einführen der Impulse in einen Übertragungskanal oder zum Aufgeben der Impulse auf eine Übertragungseinrichtung;· und daß der Empfänger die nachfolgenden Komponenten aufweist, einen Umwandler, der die Impulse vom Übertragungskanal oder von der Übertragungseinrichtung abzieht; einen n-stufigen Zähler, der die empiangenenImpulse zählt; einen Kreis zum Nachweis der Pause zwischen aufeinanderfolgenden Impulszügen, der den Ausgang der Mikrowörter vom Zähler steuert; und ein Register, welches die Mikrowörter empfängt und in dem die ursprüngliche Digitalinformation rekontruiert wird.

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt bzw. zeigen:

Fig. 1 in einer Diagrammdarstellung das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführbare Modulationssystem·,

Fig. 2 und 3 Blockdiagramme eines Senders bzw.

Empfängers mit elektronischen Komponenten, welche die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglichen, wobei zwischen dem Sender und dem Empfänger ein Übertragungskanal (nicht gezeigt) oder ■ Übertragungseinrichtungen vorgesehen sind.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren - vergleiche Pig. 1 - wird die zu übertragende Information, die bei dem dargestellten Beispiel aus einer Serie von neun Bits besteht, (A) Im Sender T in Mikrowörter (drei Mikrowörter von jeweils drei Bits: η = 3) unterteilt, von denen jedes als eine Binärziffer interprettiert wird, die dann (B) in die entsprechende Dezimalziffer übersetzt wird. Erfindungsgemäß werden drei Impulszüge t,j, t₂, t, (C) in den Übertragungskanal eingeführt oder auf die Übertragungseinrichtung aufgegeben, wobei jeder Impulszug eine Anzahl von Impulsen enthält, welche gleich der Dezimalziffer (in B gezeigt) des entsprechenden Mikrowortes ist. Die Impulszüge ty,^t_o t^ sind voneinander durch eine Pause ß getrennt, deren Dauer gleich der Pause Ck. eines Impulses (G) ist.

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Vom Übertragungskanal D gelangen drei Züge abgeschwächter und verzerrter Impulse t^' , tp¹, t,¹ zum Empfänger E, bei E gezeigt. Diese Impulszüge werden, wie gezeigt," bei F wieder in ihre richtige Form gebracht und dann(G)durch einen Binärzähler gezählt, dessen Ausgang, gezeigt bei H, in Binärform die .drei Ausgangs-Mikrowörter wiedergibt, wodurch die übertragene Information A rekonstruiert wird.

Zur Ausführung des beschriebenen Verfahrenb läßt sich bequemerweise eine Vorrichtung verwenden, bei. welcher der Sender und der Empfänger wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt aufgebaut sind. Sender und Empfänger sind dabei durch einen Überträgungskanal oder durch eine Übertragungseinrichtung in an sich bekannter, nicht gezeigter Weise miteinander verbunden. Wie sich aus Fig. 2 entnehmen läßt, wird die z" übertragende Information im Sender parallel in ein Schieberegister 1 eingeführt, welches den Informationseingang und den Informationsausgang parallel bearbeitet. Dieses Register muß so lang sein, daß es die zu übertragende Information aufnehmen kann, jedoch jeweils (n = 3) für Vielfache von 3 Bits (für Vielfache von η Bits,'wenn η von 3 verschieden ist). Das Register ist aus diesem Grunde 3m Bits lang, wobei m die Anzahl der Mikrowörter ist, in welche die zu übertragende Information unterteilt werden kann.

Der Inhalt der letzten drei Bits des Registers 1 wird dann abgezogen und in eine Dezimalzahl von Impulsen umgewandelt, welche dem Binärwert des entsprechenden

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Mikrowortes äquivalent ist. Dies bedeutet, die Umwandlung *erfοIgt in einem Impulszug, der von 1 bis variieren kann und der unmittelbar durch den Über-> tragungskanal übertragen wird. Dies erfolgt im einzelnen auf die nachfolgend beschriebene Weise: Das umzuwandelnde Mikrowort b^ , b^, b^ wird auf einen Komparator 2 gegeben, der es mit dem Ausgang c,,, Cp, C₇, eines Binärzählers 3 vergleicht, der anfangs auf Nail gestellt wird. Ein Impulsgenerator 4 sendet Impulse auf den wirklichen Sender (oder Umwandler) 5· Der Zähler 3 zählt die übertragenen Impulse: Wenn der Inhalt des Zählers 3 gleich dem · zu übertragenden Mikrowort ist (c,, = b,,; Cp = h^i ^C3 ⁼ ^3^' ^sen<ie'^t' ^&er komparator 2 einen Impuls zu einem Zähler 6 der Mikrowörter und stoppt mittels eines Steuerkreises 7 die Erzeugung weiterer Impulse durch den Generator 4. Auf diese Weise ist die Anzahl der übertragenen Impulse automatisch gleich der Dezimalzahl, die dem Mikrowort b^, b~i b^ äquivalent ist. Soll das Mikrowort O, O, O übertragen werden, so wird zur Verhinderung der Übertragung von 0 Impulsen (welche die Bedeutung einer Pause haben wurden) zum Komparator 2 ein viertes Bit b^ gesendet, welches durch ein UHD-Gatter 8 erzeugt wird, so daß sich ergibt:

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Dies gilt in Boolescher Bezeichnungsweise, zusammen

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mit dem Ausgang c^ des Zählers 3. Auf diese Weise ' werden für die spezielle Kombination O, O, O acht Impulse übertragen.

Zwischen einem Impulszug und dem nächsten wird eine Pause von der Länge eines Impulses eingeführt. Dies ist erforderlich, einerseits, damit der Empfänger einen Impulszug vom nächsten unterscheiden kann. Andererseits wird diese Pause beim Senden dazu verwendet, daß das Register dazu gebracht wird, drei Schritte weiterzurücken, wodurch das nächste Mikrowort abgezogen werden kann. Dies wird durch' den Steuerkreis 7 bewirkt.

Das gesamte, vorstehend beschriebene Verfahren wird m -mal wiederholt, bis das Eegister 1 vollständig entleert ist. Dies wird durch den Zähler 6 angezeigt, der die übertragenen Mikrowörter zählt; Wenn der Zähler 6 den Wert m erreicht, wird ein Impuls zum Steuerkreis 7 gesandt, welcher eine drei Impulse lange Pause erzeugt, so daß die neue zu übertragende Information in das Eegister 1 eingegeben werden kann, woraufhin der Zyklus erneut beginnt.

Wie in !"ig. 3 gezeigt, wird jeder vom Übertragungskanal oder von der Übertragungseinrichtung ankommende Impulszug beim Empfang durch einen Istempfänger (oder Umwandler) 9 nachgewiesen. Die Impulse des betreffenden Impulszuges werden durch einen dreistufigen Binärzähler 10 gezählt, der, wie noch gezeigt wird, vor der Ankunft jedes Impulszuges in

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geeigneter Weise auf Null gestellt wird. Der Zähler 10 liefert demzufolge am Ende jedes Impulszuges als Ausgang das anfängliche Mkrowort. In dem speziellen Fall, in dem der Zähler einen Zug von 8 Impulsen empfängt, kehrt der Zähler 10 in die Konfiguration 0,0,0 zurück, d.h. dieselbe Konfiguration, die übertragen worden war.

Während der.einen Impuls langen Pause, die die einzelnen, durch einen Kreis 11 nachgewiesenen Impulszüge trennt, wird ein Empfänger-Schieberegister 12, ähnlich dem Eegister 1 des Senders, zum Weiterrücken um drei Schritte gebracht. Dabei wird der Inhalt des Zählers 10 (p^, p₂, P*) mit Hilfe von Steuergattern 13i 14-, 15 in die ersten drei Zellen des Schieberegisters 12 übertragen.

Zu diesem Zeitpunkt wird der Zähler 10 auf Null gestellt, so daß er den dem nächsten Mkrowort entsprechenden Impulszug zählen kann. Der Zyklus setzt sich dann fort bis zur Rekonstruierung der übertragenen Information. Die Vervollständigung des Empfangs wird durch einen Zähler 16 für die Mikrowörter gesteuert, ähnlich dem Mkrowort zähl er 6 des Senders. Wenn der Zähler 16 den Wert m erreicht, wenn also mit anderen V/orten alle übertragenen Mikrowörter empfangen worden sind, wird ein Impuls zum Schieberegister 12 gesandt, welches die Ausgangsübertragung parallel zu den im Schieberegister 12 enthaltenen Daten steuert.

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Bei Beendigung der Datenübertragung oder Informationsübertragung, angezeigt durch, die drei Impulse lange Pause, die durch einen speziellen Kreis I7 nachgewiesen wird, wird der Mikrowortzähler 16 auf Null gesetzt, wodurch der Empfänger zur Aufnahme oder zum Empfang weiterer Informationen bereit ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist gegenüber den bekannten Verfahren verschiedene Vorteile auf. Diese beruhen darauf, daß es weit weniger als die bekannten Systeme für die negativen Einflüsse des Übertragungskanal es und der Übertragungseinrichtung (Abschwächung, Verzerrung, Störungen) empfindlich ist. Auf diese Weise ist es daher mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, unter Beibehaltung des Übertragungskanales oder der Übertragungseinrichtung a) eine größere Dichte der übertragenen Informationskennzeichen, b) eine, höhere Übertragungsgeschwindigkeit und c) eine größere Übertragungsdistanz zu erreichen. Infolge der speziellen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht' dieses außerdem eine beträchtliche Vereinfachung in der Auslegung von Fehlernachweisschaltungen.

Obwohl in der vorstehenden Beschreibung auf die Übertragung von Informationen mit endlicher Länge Bezug genommen ist, so eignen sich die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren auch für den Jail eines kontinuierlichen Flusses

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von Informationskennzexclien.

Es ist weiterhin zu "beachten, daß das beschriebene und speziell dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung sich zwar auf den Fall bezieht, in dem die Information in Mikrowörter von jeweils drei Bits unterteilt wird, wobei als Impulse Bipolarimpulse angenommen werden, wie sie bei C in Fig. 1 gezeigt sind, jedoch ist es auch ohne Schwierigkeit möglich, Vorsorge zur Unterteilung der Information in Mikrowörter von η ^ 3 Bits und zur Verwendung einer anderen Impulsart zu treffen. Nichtsdestoweniger hat die vorstehend vorgesehene Unterteilung den Vorteil, eine maximale mittlere Wirksamkeit bei der Übertragung zu gewährleisten, da hierdurch die zur Umformung des Mikrowortes in einen Impulszug erforderliche Zeit auf ein Minimum reduziert wird. Andererseits ist die Verwendung der speziell in Fig. 1 gezeigten Impuls art (die sich insbesondere in dem Fall eignet, in dem der Übertragungskanal ein elektrisches Kabel oder eine elektrische Leitung ist), von Vorteil, weil der Impuls aus zwei Halbimpulsen entgegengesetzter Polarität besteht, so daß die mittlere Spannung und/oder der mittlere Strom des Impulses Null sind, wodurch die durch den Impuls selbst in dem Übertragungskanal hervorgerufene Störung auf ein Minimum reduziert wird, so daß der Kanal sich auf diese Weise stets im Gleichgewicht und in der Betriebslage geringster Verzerrung befindet.

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Claims

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Ansprüche

Verfahren zur Datenverarbeitung beim Senden und/oder Übertragen von Informationen, dadurch gekennzeichnet, daß beim Senden die zu übertragende Originalinfor- . mation, in digitaler Form durch eine Serie von Bits in der erförderlichen Länge ausgedrückt, .in. Elemente, von η Bits (als-Mikrowörter bezeichnet) aufgeteilt wird, daß Jedes Mikrowort als Binärzahl interpretiert wird, daß die Binärzahl in die entsprechende Dezimalzahl übersetzt -wird, daß ein Impulszug, der' eine

Anzahl von Impulsen enthält, die gleich der Dezimalzahl ist und dem Mikrowort entspricht, in den ■Übertragungskanal eingeführt oder auf die Übertragungseinrichtung aufgegeben wird, und daß eine Pause, deren Länge gleich der Länge eines der Impulse ist, zwischen einen Impulszug und den nächsten zur Trennung derselben eingeschaltet wird; und daß, beim Empfang, für jeden Impulszug die Impulse des Impulszuges mittels eines Binärzählers gezählt werden, dessen Ausgang am Ende des Impuls züge s das dem Impuls zug entsprechende Mikrowort rekonstruiert, welches mit dem gesendeten Mikrowort identisch ist.
2. Verfahren zur Datenverarbeitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikrowort aus drei Bits (n = 3) besteht.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Datenverarbeitungsverfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Sender (5); einen Übertragungskanal oder

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eine Übertragungseinrichtung; und einen Empfänger (9).
4-, Vorrichtung nach Anspruch 3 mit elektronischen Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (5) die folgenden Komponenten aufweist: ein Register (1), dessen Eingang die zu übertragende Digitalinformation der erforderlichen Länge "bildet und dessen Ausgang durch das Mikrowort von η Bits gebildet ist; einen η-stufigen Zähler (5) für die von einem Generator (4) kommenden übertragenen Impulse; einen Komparator (2), der in Binärweise das Mikrowort mit dem Zählerinhalt vergleicht und die Erzeugung von Impulsen bei Gleichheit stoppt, wodurch in der Übertragung der Impulse selbst eine Pause erzeugt wird, die jeden Impulszug, der einem Mikrowort entspricht, von dem anderen trennt; und einen Umwandler zum Einführen der Impulse in einen Ubertragungskanal oder zum Aufgeben der Impulse auf eine Übertragungseinrichtung; und daß der Empfänger die nachfolgenden Komponenten aufweist: einen Umwandler (9)₅ der die Impulse vom Übertragungskanal oder von der Übertragungseinrichtung abzieht; einen η-stufigen Zähler (10), der die empfangenen Impulse zählt; einen Kreis (11) zum Nachweis der Pause zwischen aufeinanderfolgenden Impulszügen, der den Ausgang der Mikroworter vom Zähler steuert; und ein Register (12), welches die Mikrowörter empfängt und in dem die ursprüngliche Digitalinformation rekonstruiert wird.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Register (1, 12)' für Mikroworter von drei Bits ausgelegt sind, wobei die Zähler (3, 10) dreistufig ausgebildet sind (n = 3).

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