DE2451794C3

DE2451794C3 - Verfahren zum Prüfen digital arbeitender Nachrichtenverbindungen mit zufallsähnlichen Binärzeichenfolgen

Info

Publication number: DE2451794C3
Application number: DE19742451794
Authority: DE
Inventors: Byrg E. Dipl.-Ing. 7151 Allmersbach Bonnelycke
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1974-10-31
Filing date: 1974-10-31
Publication date: 1980-07-17
Also published as: DE2451794B2; DE2451794A1

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Prüfen digital arbeitender Nachrichtenverbindungen, insbesondere von im Burstbctrieb arbeitenden Mehrfach-Zugriff-Zeitvielfach (TDMA)-Systemen, mittels zufallsähnlichen Impulsfolgen kürzerer Dauer, die ihrerseits Ausschnitte aus einer zufallsähnlichen Impulsfolge einer mehrfach längeren Periode sind, wobei die Impulsfolge längtrer Periode sende- und empfangsseitig durch rückgekoppelte Schieberegister erzeugt, auf der Empfangsseite ihr Gleichlauf durch zeitwejses 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 21098 ist ein Verfahren zur Messung der Bit- und Blockfehlerhäufigkeit bei der Übertragung binärcodierter Daten bekannt, b ?i dem auf der Sendeseite ein bestimmter Prüftext mit festgelegter

ίο Textzykluslänge ausgesendet wird und auf der Empfangsseite eine Fehlermessung erfolg L

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 Prüfzeichenfolge sehr langer Periode, bei Burstbetrieb eine von Burst zu Burst sich ändernde Prüfzeichcnfolge.

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

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

-W Verfahren anzugeben, durch das digital arbeitende Nachrichtenverbindungen unter möglichst betriebsähnlichen Bedingungen geprüft werden können. Insbesondere soll das Verfahren geeignet sein zum Prüfen von im Burslbetricb arbeitenden Mehrfach-Zugriff-Zcilvielfach

¹^ (TDMA)-Systcmen. Nach dem vorgeschlagenen Verfahren können jedoch auch Verbindungen mit kontinuierlichem Informationsfluß geprüft werden.

Diese Aufgabe wird bei ucm eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, daß sende- und cmpfiingsscitig in an sich bekannter Weise ein erstes und zumindest ein zweites Schiebercgiter vorgesehen sind, die je eine Impulsfolge mit unterschiedlichen und untereinander tcilcrfremden Perioden liefern, deren Ausgangssignale durch eine Modulo-2-Addition zu der Impulsfolge

⁴^ längerer Periode zusammengefaßt werden, daß das erste Schieberegister eine zufallsähnlichc Impulsfolge mit einer Periode gleich der Länge eines Impulsrahmens mit gegebenen η Schrii !stellen und das zweite Schieberegister eine zufallsähnlichc Vcrlängerungsimpulsfolge mit einer Periode entsprechend einer Anzahl von Schrittstellen gleich oder größer dem Quotienten aus einer vorgegebenen Mindestanzahl der Schriltstcllcn je Periode der Impulsfolge längerer Perioden und der η vom ersten Schieberegister in einer Periode gelieferten Schnittstellen liefert, daß der Inhalt des ersten Schieberegisters überwacht und beim Auftreten eines, einen Rahmensynchronisicr/.cichen 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.

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

Hierzu zeigt die Fig. 1 den sendeseitigen und die Fig.2 den empfangsseitigen Teil der Anordnung. Gleiche Baugruppen im Sende- und im Empfangsteil sind durch strichpunktierte Rahmen zusammengefaßt ι ο 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 SRi bzw. SRi', ein zweites rückgekoppeltes Schieberegister SR 2 bzw. SR 2', eine Überwachungsschaltung L bzw. L\ einen Zähler Zi bzw. Z Γ und eine bistabile Kippschaltung KS 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 SR I und SR 2 werden gemeinsam durch einen Sendetakt SFgetaktet, der beispielsweise durch die zu prüfende Anlage geliefert werden kann.

Die empfangsseitigen Schieberegister SRV und SR 2' werden ebenfalls gemeinsam getaktet durch einen von einem Taktgeber TG gelieferten Takt ET, der während des Empfangs aus den über den Einpfänger E empfangenen Signalen abgeleitet und in Empfangspau- JO sen mit gleichbleibender Frequenz erzeugt wird.

Die ersten Schieberegister SR I und SR1" sind untereinander gleich und so aufgebaut, daß sie eine /ufallsähnlichc Impulsfolge mit einer Periode gleich der Länge eines Iinpulsrahniens liefern. Während einer J5 Periode steht einmal für die Dauer eines Takies in den einzelnen Stufen der ersten Schieberegister ein vorbestimmtes Codcwori. Beim Auftreten dieses Codcworlcs gibt die mit den einzelnen Stufen des Schieberegisters verbundene Überwachungsschaltung ·"' L bzw. L' ein Startsignal ab. Das Codewort ist vergleichbar mit einem Rahmcnsynchroiiisicrzeichcn, wird jedoch nicht wie ein solches mit einer gleichbleibenden Folge von Impulsen übertragen, sondern wechselt durch das Mischen ni't der vom zweiten *5 Schieberegister gelieferten Impulsfolge in der übertragenen Impulsfolge /ufall.sjhnlich wie die Folge der Prüfsignale.

Die zweiten Schieberegister SR 2 und SR 2' sind ebenfalls untereinander gleich aufgebaut und liefern so ebenfalls eine /ufallsähnlichc Impulsfolge mit im allgemeinen längerer Periode als die von den ersten Schieberegistern gelieferten Impulsfolgen. Die zufallsähnlichc Impulsfolge mit einer mehrfach längeren Periode, aus der Ausschnitte als Prüfsignale entnommen werden sollen, entstehen durch die Modulo-2-Addilion 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 so Periode jeder der von den ersten und zweiten Schieberegistern gelieferten Impulsfolgen. Die Periode der aus mehreren Impulsfolgen zusammengefaßten, als Prüfsignal zur Verfugung stehenden Impulsfolge und daher auch die Pariode der vom zweiten Schieberegi- ω ster zu liefernde Impulsfolge ist frei wählbar mit der Einschränkung, daß 'λιπί Gewinnen einer möglichst langen Periode des Prüfsignals die Periode der vom zweiten Schieberegister gelieferten Impulsfolge teilerfremd zu der Periode der vom ersten Schieberegister gelieferten Impulsfolge sein muß. Die Mindestlänge der Periode der als Prüfsignal zur Verfügung stehenden Impulsfolge kann mit Rücksicht auf ausreichend statistische Aussagen durch betriebsähnliche Bedingungen bei der Anwendung des Verfahrens vorgegeben sein.

Das von der Überwachungsschaltung L bzw. L' abgegebene Startsignal bewirkt erstens das Umschalten der bistabilen Kippschaltung KS bzw. KS' in deren zweiten Schaltzustand und zweitens das Setzen des Zählers Zi bzw. Zl' in eine Ausgangsstellung. Der Zähler Zl wird durch den Takt ET weitergeschaltet. Beide Zähler geben beim Erreichen einer vorgegebenen Endstellung ein die Kippschaltung KS bzw. KS'\n ihren ersten Schaltzustand zurücksetzendes Ausgangssignal ab.

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

Auf der Sendeseite steuert das Ausgangssignal der Kippschaltung KSm deren zweitem Schaltzustand eine UND-Schaltung Ui 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 sendeseiligen 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 Schriitakt synchronisiert den Taktgeber TG, ein Pulsunterdrücker PU' ist in später beschriebener Weise durchgeschaltet, liefert eine dem Empfangstakt ET gleiche Taktfolge (ET) an das erste und an das zweite Schieberegister SRi' und SR2' und hall damit den bestehenden Synchronismus der Impulsfolgen längerer .-eriode aufrecht.

Die über den Empfänger £ einlaufenden und die vom Modulo-2-Addierer A' abgegebensn 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 Empfangstaki ETgesteuerte UND-Schaltung U2 stellt sicher, daß eine Reihe nacheinander festgestellter fehlerhafter Zeichen einzeln bewertet werden. Die Ausgangssignale der UND-Schaltung (72 gingen über eine UND-Schaltung L/3 zu einem Zähler Z2 zum Zählen der fehlerhaft empfangenen Zeichen. Die L'ND-Schaltung U3 liefert Ausgangssignale nur bei geschlossenem Schalter M und beim Prüfen von in 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 vermeintlich 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 £Tüber 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 Pulsunterdrückerschaltung PU. Da die Exclusiv-ODER-Schaltung fehlende Hingangssignalc vom Empfänger in Burstpauscn als fehlerhaft bewertet, erlaubt eine durch das Ausgangssignal der Kippschaltung KS'gesteuerte UND-Schaltung i/j ».!.υ "im.cci.ini. ·>/.. . .VJSg₁!HgSMg".!!IT! lit.!

UND-Schaltung 112 in Richtung zur Pulsunterdrückerschaltung Pl/nur während der Dauer eines Bursts. Eine Einrichtung zum Zählen von Fehlern setzt voraus, daß solche Fehler erwartet werden. Hinzeine wenige fehlerhafte Zeichen dürfen jedoch nicht als gestörte oder fehlende Synchronisation gewertet werden. Dies verhindert ein sogenannter Korrclations/ähler λ.', der durch das Ausgangssignal der Überwachungsschaltung /.' in eine Anfangsstellung gesetzt wird und der erst nach einer vorgegebenen Anzahl von Ausgangssignaler der UND-Schaltung 175 eine in ihm enthaltene bistabile Kippschaltung in einen anderen Zustand umschaltet Erst das Ausgangssignal der Kippschaltung im Korrela tionszähler entscheidet darüber, ob der Empfangstci auf den Sendeteil der Anordnung synchronisiert ist odei nicht und gibt bei fehlender Synchronisation eine entsprechende Information an die Pulsunterdrückerschaltung PU, die dann am durch das Ausgangssigna

in des Zählers Z' gekennzeichneten Ende des laufender Hursts in der ihr zugeführten Hmpfangstaklfolge Il einen l'akt unterdrückt und die gekürzte I aktfolge (Il an die Schieberegister gibt.

Dieser Vorgang wiederholt sich bei fehlendei

is Synchronisation, also auch nach dein Inbetriebscl/er der Anordnungen am HmIe jedes Hursts, wobei dii Phasenlage der im Hmpfangsleil erzeugten Impulsfolgt längerer Pcri'.V.!·.' "-""I' v_fvyni'\\vr drr im Scnilflri erzeugten jeweils um die Dauer einer Taktzeit so langi verschiebt, bis beide Impulsfolgen unter Herücksichti gung der Laufzeit phasengleich er/engt werden. Dei Synchronlauf wird durch das Ausgangssignal tlc Korrelationszählers. A gekennzeichnet und kann. ζ. Η durch eine Lampe .SV. angezeigt werden. Erst dann kam

2ϊ mit dem Messen begonnen und da/u der Schalter Λ geschlossen werden.

Hierzu 1 Biatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Prüfen digital arbeitender Nachrichtenverbindungen, insbesondere von im Burstbetrieb arbeitenden Mehrfach-Zugriff-Zeitvielfach (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 £·η erstes und zumindest ein zweites Schieberegister vorgesehen sind, die je eine Impulsfolge mit unterschiedlichen und untereinander teilerfremden Perioden liefern, deren Ausgangssignaie durch eine Modulo-2-Addition zu der Impulsfolge längerer Periode zusammengefaßt werden,

daß das erste Schieberegister (SR I. SR V) eine zufallsähnliche Impulsfolge mit einer Periode gleich der Länge eines Impulsrahmens mit gegebenen π Schrittstellen und das zweite Schieberegister (SR2, SR 2') eine zufallsähnliche Verlängerungsimpulsfolge mit einer Periode entsprechend einer Anzahl von Schrittstellen gleich oder j/ößer dem Quotienten aus einer vorgegebenen Minder.tanzahl der Schrittstellen je Periode der Impuls jlge längerer Periode und der η vom ersten Schieberegister in einer Periode gelieferten Schrillstellen liefen,
daß der Inhalt des ersten Schieberegisters (SR 1, SR V) überwacht und beim Auftreten eines, einem Rahmensynchronisierzeichen entsprechenden Codcworics in den einzelnen Stufen des Schieberegisters ein Startsignal abgegeben wird,
daß sende- und empfangsseilig je ein die TaKIe zählender Zähler (Z 1, 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 (Z I) 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.