DE2451794B2 - Verfahren zum Prüfen digital arbeitender Nachrichtenverbindungen mit zufallsähnlichen Binärzeichenfolgen - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Prüfen digital arbeitender Nachrichtenverbindungen, insbesondere von im Burstbetrieb arbeitenden Mehrfach-Zugriff-Zeityielfach (TDMA)-Systemen, mittels zufallsähnlichen Impulsfolgen kürzerer Dauer, die ihrerseits Ausschnitte aus einer zufallsähnlichen Impulsfolge einer mehrfach längeren Periode sind, wobei die Impulsfolge längerer Periode sende- und empfangsseitig durch rückgekoppelte Schieberegister erzeugt, auf der Empfangsseite ihr Gleichlauf durch zeitweises Unterbrechen des Schiebetaktes erreicht wird, und die empfangene und die örtlich erzeugte Impulsfolge miteinander verglichen und das Vergleichsergebnis ausgewertet wird.

Aus der DE-AS 20 21 098 ist ein Verfahren zur Messung der Bit- und Blockfehlerhäufigkeit bei der Übertragung binärcodierter Daten bekannt, bei dem auf der Sendeseite ein bestimmter Prüftext mit festgelegter

ίο Textzykluslänge ausgesendet wird und auf der Empfangsseite eine Fehlermessung erfolgt

Dieses Verfahren erlaubt zwar die Messung unterschiedlicher Blocklängen, da jedoch immer der gleiche kurze Prüftext verwendet wird, der sich bei längeren Blocklängen entsprechend oft wiederholt, entspricht eine solche Messung nicht den tatsächlichen Betriebsbedingungen mit Texten sehr langer Periode.

Das Prüfen unter betriebsähnlichen Bedingungen erfordert bei Dauerbetrieb eine PrüfzeichenfoJge sehr langer Periode, bei Burstbetrieb eine von Burst zu Burst sich ändernde Prüfzeichenfolge.

Die Aufgabe an sich ist bekannt, ebenso aber auch, daß dafür bisher keine zufriedenstellende Lösung gefunden wurde. Hierzu wird verwiesen auf den Aufsatz von Rothe, O.: »CCITT-Empfehlungen für digitale Übertragungssysteme« in der Zeitschrift »Fernmeldetechnik« (DDR)-13 (1973), H. 3, S. 124-126, insbesondere den Abschnitt 1.2.1,2. Absatz auf S. 125.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, durch das digital arbeitende Nachrichtenverbindungen unter möglichst betriebsähnlichen Bedingungen geprüft werden können. Insbesondere soll das Verfahren geeignet sein zum Prüfen von im Burstbetrieb arbeitenden M ehrfach-Zugriff-Zeit vielfach (TDMA)-Systemen. Nach dem vorgeschlagenen Verfahren können jedoch auch Verbindungen mit kontinuierlichem Informationsfluß geprüft werden.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, daß sende- und empfangsseitig in an sich bekannter Weise ein erstes und zumindest ein zweites Schieberegiter vorgesehen sind, die je eine Impulsfolge mit unterschiedlichen und untereinander teilerfremden Perioden liefern, deren Ausgangssignale durch eine Modulo-2-Addition zu der Impulsfolge längerer Periode zusammengefaßt werden, daß das erste Schieberegister eine zufallsähnliche Impulsfolge mit einer Periode gleich der Länge eines Impulsrahmens mit gegebenen η Schrittstellen und das zweite Schieberegister eine zufallsähnliche Verlängerungsimpulsfolge mit einer Periode entsprechend einer Anzahl von Schrittstellen gleich oder größer dem Quotienten aus einer vorgegebenen Mindestanzahl der Schrittstellen je Periode der Impulsfolge längerer Perioden und der η vom ersten Schieberegister in einer Periode gelieferten Schrittstellen liefert, daß der Inhalt des ersten Schieberegisters überwacht und beim Auftreten eines, einen Rahmensynchronisierzeichen entsprechenden Codewortes in den einzelnen Stufen des Schieberegisters ein Startsignal abgegeben wird, daß sende- und empfangsseitig je ein die Takte zählender Zähler vorgesehen ist, der durch das Startsignal in eine Ausgangsstellung gesetzt werden kann, daß sendeseitig das Aussenden eines Ausschnittes aus der Impulsfolge längerer Periode durch das Startsignal eingeleitet und beim Erreichen einer vorgegebenen Stellung des Zählers beendet wird, und daß auf der Empfangsseite das Auswerten der Unterschiede zwischen den empfangenen Signalen und der örtlich erzeugten Impulsfolge

mit dem Startsignal beginnt und beim Erreichen einer vorgegebenen Stellung des Zählers endet.

Das beschriebene Verfahren wird nachstehend anhand von Übersichsstromläufen einer beispielhaften Anordnung zum Durchführen des Verfahrens näher erläutert.

Hierzu zeigt die Fig. I den sendeseitigcn und die Fig.2 den empfangsseitigen Teil der Anordnung. Gleiche Baiigruppen j_m Sende- und im Empfangsteil sind durch strichpunktierte Rahmen zusammengefaßt und gleichbezeichnet, die Bezeichnung dieser Baugruppen im Empfangsteil ergänzt durch einen Strich.

Der Sende- und der Empfangsteil enthalten in gleicher Weise im wesentlichen je ein erstes rückgekoppeltes Schieberegister SR1 bzw. SRΓ, ein zweites rückgekoppeltes Schieberegister SR 2 bzw. SR 2', eine Überwachungsschaltung L bzw. L', einen Zähler ZI bzw. ZV und eine bistabile Kippschaltung /JS bzw. KS'. Im Sende- und im Empfangsteil sind die Ausgänge des ersten und des zweiten Schieberegisters über einen Modulo-2-Addierer A bzw. A 'zusammengeführt.

Die sendeseitigen Schieberegister SR1 und ST? 2 werden gemeinsam durch einen Sendetakt Srgetaktet, der beispielsweise durch die zu prüfende Anlage geliefert werden kann.

Die empfangsseitigen Schieberegister SR V und SR 2' werden ebenfalls gemeinsam getaktet durch einen von einem Taktgeber TG gelieferten Takt ET. der während des Empfangs aus den über den Empfänger E empfangenen Signalen abgeleitet und in Empfangspausen mit gleichbleibender Frequenz erzeugt wird.

Die ersten Schieberegister SR1 und SRV sind untereinander gleich und so aufgebaut, daß sie eine zufallsähnliche Impulsfolge mit einer Periode gleich der Länge eines Impulsrahmens liefern. Während einer Periode steht einmal für die Dauer eines Taktes in den einzelnen Stufen der ersten Schieberegister ein vorbestimmtes Codewort. Beim Auftreten dieses Codewortes gibt die mit den einzelnen Stufen des Schieberegisters verbundene Überwachungsschaltung L bzw. L' ein Startsignal ab. Das Codewort ist vergleichbar mit einem Rahmensynchronisierzeichen, wird jedoch nicht wie ein solches mit einer gleichbleibenden Folge von Impulsen übertragen, sondern wechselt durch das Mischen mit der vom zweiten Schieberegister gelieferten Impulsfolge in der übertragenen Impulsfolge zufallsähnlich wie die Folge der Prüfsignale.

Die zweiten Schieberegister SR 2 und SR 2' sind ebentalls untereinander gleich aufgebaut und liefern ebenfalls eine zufallsähnliche Impulsfolge mit im allgemeinen längerer Periode als die von den ersten Schieberegistern gelieferten Impulsfolgen. Die zufallsähnliche Impulsfolge mit einer mehrfach längeren Periode, aus der Ausschnitte als Prüfsignale entnommen werden sollen, entstehen durch die Modulo-2-Addition der von den ersten und zweiten Schieberegistern gelieferten Impulsfolgen, wobei die Periodenlänge dieser Impulsfolge gleich ist dem Produkt aus der Länge eines Schrittes und den Anzahlen der Schritte in einer Periode jeder der von den ersten und zweiten Schieberegistern gelieferten Impulsfolgen. Die Periode der aus mehreren Impulsfolgen zusammengefaßten, als Prüfsignal zur Verfügung stehenden Impulsfolge und daher auch die Periode der vom zweiten Schieberegister zu liefernde Impulsfolge ist frei wählbar mit der Einschränkung, daß zum Gewinnen einer möglichst langen Periode des Prüfsignals die Periode der vom zweiten Schieberegisier gelieferter Impulsfolge teilerfremd zu der Periode der vom ersten Schieberegister gelieferten Impulsfolge sein muß. Die Mindestlänge der Periode der als Prüfsignal zur Verfugung stehenden

Impulsfolge kann mit Rücksicht auf ausreichend statistische Aussagen durch betriebsähnliche Bedingungen bei der Anwendung des Verfahret« vorgegeben sein.

Das von der Überwachungsschaltung L bzw. L'

ίο abgegebene Startsignal bewirkt erstens das Umschalten der bistabilen Kippschaltung KS bzw. KS' in deren zweiten Schaltzustand und zweitens das Setzen des Zählers Zl bzw. Zl' in eine Ausgangsstellung. Der Zähler Z1 wird durch den Takt ET weitergeschaltet.

Beide Zähler geben beim Erreichen einer vorgegebenen Endstellung ein die Kippschaltung XSbzw. KS'in ihren ersten Schaltzustand zurücksetzendes Ausgangssignal ab.

Die Laufzeit des Zählers Zl bestimmt die Dauer einer Prüfperiode. Im Falle des Burstbetriebes ist diese gleich der Dauer eines Bursts.

Auf der Sendeseite steuert das Ausgangssignal der Kippschaltung KS in deren zweitem Schaltzustand eine UND-Schaltung U\ leitend und bewirkt dabei das Aussenden eines zufälligen Ausschnittes aus der Impulsfolge längerer Periode über den Sender S.

Für die weitere Beschreibung des empfangsseitigen Teiles der Anordnung wird zunächst vorausgesetzt, daß dieser auf den sendeseitigen Teil synchronisiert ist, d. h, daß die vom Modulo-2-Addierer A' abgegebene Impulsfolge längerer Periode gleich, synchron und phasenstarr ist zu der über den Empfänger E vom Sendeteil empfangenen Impulsfolge längerer Periode. Der üblicherweise vom Empfänger E ermittelte

i^r> Schriltakl synchronisiert den Taktgeber TC. ein Pulsunterdrücker PiV ist in später beschriebener Weise durchgeschaltet, liefert eine dem Empfangstakt ET gleiche Taktfolge (ET) an das erste und an das zweite Schieberegister SRV und SR 2' und hält damit den bestehenden Synchronismus der Impulsfolgen längerer Periode aufrecht.

Die über den Empfänger feinlaufenden und die vom Modulo-2-Addierer A' abgegebenen Impulsfolgen längerer Periode werden einer Exclusiv-ODER-Schaltung G zugeführt, die bei unterschiedlichen Signalen an ihren Eingängen ein fehlerhaft oder nicht empfangenes Zeichen kennzeichnendes Ausgangssignal abgibt. Eine der Exclusiv-ODER-Schaltung G nachgeschaltete und durch den Empfangstakt ETgesteuerte UND-Schaltung U 2 stellt sicher, daß eine Reihe nacheinander festgestellter fehlerhafter Zeichen einzeln bewertet werden. Die Ausgangssignale der UND-Schaltung LJ2 gelangen über eine UND-Schaltung L/3 zu einem Zähler Z2 zum Zählen der fehlerhaft empfangenen Zeichen. Die UND-Schaltung U3 liefert Ausgangssignale nur bei geschlossenem Schalter M und beim Prüfen von im Burstbetrieb arbeitenden Systemen nur solange wie während der Dauer eines Burst die Kippschaltung KS' in ihren zweiten Schaltzustand umgeschaltet hat. Es wird damit verhindert, daß in Burstpausen fortlaufend vermeinilich fehlerhaft empfangene Zeichen registriert werden.

Das Prüfen von im normalen Betrieb einen kontinuierlichen Informationsfluß übertragenden Systemen kann grundsätzlich in gleicher Weise, das heißt mit den nur zeitweise übertragenen Burst-Impulsfolgen erfolgen. Es kann jedoch die beschriebene Anordnung durch Schließen der zusätzlichen Schalter D bzw. D'

(Dauerbetrieb) auch zum Aussenden, Empfangen und Bewerten einer fortlaufenden Reihe von Impulsfolgen längerer Periode dienen.

Die Gesamtzahl der während der Zeit der Fehlermessung empfangenen Schritte kann durch Zählen der Empfangstakte ET über die UND-Schaltung U4 durch den Zähler Z3 festgestellt und damit die Fehlerrate bestimmt werden.

Solange der Empfänger auf den Sender synchronisiert ist und die von diesem ausgesandten Signale richtig empfängt, gibt die UND-Schaltung U2 kein Ausgangssignal ab. Dieser Zustand ist in erster Linie wesentlich für das Durchschalten der Pulsunterdrückcrschaltung PU. Da die Exciusiv-ODER-Schaitung fehlende Eingangssignale vom Empfänger in Burstpausen als fehlerhaft bewertet, erlaubt eine durch das Ausgangssijnal der Kippschaltung KS'gesteuerte UND-Schaltu.ig U5 das Weiterleiten von Ausgangssignalen der UND-Schaltung U2 in Richtung zur Pulsunter.!rückerschaltung PU nur während der Dauer eines Bursts. Eine Einrichtung zum Zählen von Fehlern setzt voraus, daß solche Fehler erwartet werden. Einzelne wenige fehlerhafte Zeichen dürfen jedoch nicht als gestörte oder fehlende Synchronisation gewertet werden. Dies verhindert ein sogenannter Korrelationszähler K, der durch das Ausgangssignal der Überwachungsschaltung L' in eine Anfangsstellung gesetzt wird und der erst nach einer vorgegebenen Anzahl von Ausgangssignalen der UND-Schaltung L/5 eine in ihm enthaltene bistabile Kippschaltung in einen anderen Zustand umschaltet. Erst das Ausgangssignal der Kippschaltung im Korrelalionszähler entscheidet darüber, ob der Empfangsteil auf den Sendeteil der Anordnung synchronisiert ist oder nicht und gibt bei fehlender Synchronisation eine entsprechende Information an die Pulsunterdrückerschaltung PU, die dann am durch das Ausgangssignal

ίο des Zählers Z' gekennzeichneten Ende des laufenden Bursts in der ihr zugeführten Empfangstaktfolge ET einen Takt unterdrückt und die gekürzte Taktfolge (ET) an die Schieberegister gibt.

Dieser Vorgang wiederholt sich bei fehlender Synchronisation, also auch nach dem Inbetriebsetzen der Anordnungen am Ende jedes Bursts, wobei die Phasenlage der im Empfangsteil erzeugten Impulsfolge längerer Periode sich gegenüber der im Sendeteil erzeugten jeweils um die Dauer einer Taktzeit so lange verschiebt, bis beide Impulsfolgen unter Berücksichtigung der Laufzeit phasengleich erzeugt werden. Der Synchronlauf wird durch das Ausgangssignal des Korrelationszählers K gekennzeichnet und kann. z. B. durch eine Lampe 5Z- angezeigt werden. Erst dann kann mit dem Messen begonnen und dazu der Schalter M geschlossen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Prüfen digital arbeitender Nachrichtenverbindungen, insbesondere von im Burstbetrieb arbeitenden Mehrfach-Zugriff-Zcitvielfach (TDMA)-Systemen, mittels zufallsähnlichen Impulsfolgen kürzerer Dauer, die ihrerseits Ausschnitte aus einer zufallsähnlichen Impulsfolge einer mehrfach längeren Periode sind, wobei die Impulsfolge längerer Periode sende- und empfangsseitig durch rückgekoppelte Schieberegister erzeugt, auf der Empfangsseite ihr Gleichlauf durch zeitweises Unterbrechen des Schiebetaktes erreicht wird und die empfangene und die örtlich erzeugte Impulsfolge miteinander verglichen und das Vergleichsergebnis ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet,

   daß sende- und empfangsseitig in an sich bekannter Weise ein erstes und zumindest ein zweites Schieberegister vorgesehen sind, die je eine Impulsfolge mit unterschiedlichen und untereinander teilerfremden Perioden liefern, deren Ausgangssignale durch eine Modulo-2-Addition zu der Impulsfolge längerer Periode zusammengefaßt werden,

   daß das erste Schieberegister (SR 1, SR V) eine zufallsähnliche Impulsfolge mit einer Periode gleich der Länge eines Impulsrahmens mit gegebenen η Schrittstellen und das zweite Schieberegister (SR 2, SR 2') eine zufallsähnliche Verlängerungsimpulsfolge mit einer Periode entsprechend einer Anzahl von Schrittstellen gleich oder größer dem Quotienten aus einer vorgegebenen Mindestanzahl der Schrittstellen je Periode der Impulsfolge längerer Periode und der η vom ersten Schieberegister in einer Periode gelieferten Schrittstellen liefert,
   daß der Inhalt des ersten Schieberegisters (SR 1, SR V) überwacht und beim Auftreten eines, einem Rahmensynchronisierzeichen entsprechenden Codewortes in den einzelnen Stufen des Schieberegisters ein Startsignal abgegeben wird,
   daß sende- und empfangsseitig je ein die Takte zählender Zähler (Zi, Z V) vorgesehen ist, der durch das Startsignal in eine Ausgangsstellung gesetzt werden kann,

   daß sendeseitig das Aussenden eines Ausschnittes aus der Impulsfolge längerer Periode durch das Startsignal eingeleitet und beim Erreichen einer vorgegebenen Stellung des Zählers (ZV) beendet wird,

   daß auf der Empfangsseite das Auswerten der Unterschiede zwischen den empfangenen Signalen und der örtlich erzeugten Impulsfolge mit dem Startsignal beginnt und beim Erreichen einer vorgegebenen Stellung des Zählers (Z V) endet.