DE2542846C3 - Verfahren zur Datenübertragung zwischen zwei Stationen im Duplex- oder Halbduplexbetrieb mit automatischer Fehlerkorrektur durch Rückfrage und Wiederholung der gestört empfangenen Zeichen - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Datenübertragung zwischen zwei Stationen im Duplex- oder Halbduplexbetrieb mit automatischer Fehlerkorrektur durch Rückfrage und Widerholung der gestört empfangenen Zeichen, bei dem die binär codierten Daten zeichen- oder blockweise von der informationssendenden Station durch ein erstes und ein zweites von der informationsempfangenden Station ausgesendetes Abrufzeichen abgerufen werden, wobei bei ungestörtem Empfang die informationsempfangende Station das erste und zweite Abrufzeichen abwechselnd aussendet und bei fehlerhaftem Empfang das zuletzt ausgesendete Abnjfzeichen wiederholt wirH und in d?r inforrnetionssendenden Station die Widerholung des zuletzt

ausgesendeten Datenblocks auslöst

Für die Datenübertragung über störanfällige Übertragungswege ist das Prinzip der selbsttätigen Fehlerkorrektur durch Wiederholung der gestört empfangenen Zeichen nach Rückfrage bekannt Derartige Systeme sind unter der Kurzbezeichnung ARQ-Systeme bekannt Dabei ist ein Halbduplex- oder Vollduplexbetrieb möglich. Die Daten werden zeichenweise oder blockweise von der Sendestation abgerufen und in der Empfangsstation auf ihre Fehlerfreiheit überprüft Beim Empfang eines gestörten Datenzeichens oder Datenblocks wird in der Gegenrichtung ein Widerholungsanforderungszeichen ausgesendet, das die Sendestelle veranlaßt, die zuletzt ausgesendeten Zeichen oder Datenblöcke zu wiederholen. Beim Vollduplexbetrieb, bei dem in beiden Übertragungsrichtungen die Datenübertragung stattfindet, wird für kurze Zeit die laufende Datenübertragung in der Gegenrichtung unterbrochen und ein Widerholungsanforderungszeichen zwischen die Datenzeichen eingefügt. Während des Wiederholungsvorganges wird die Weitergabe der Daten an den Teilnehmer gesperrt. Zur Erhöhung der Übertragungssicherheit werden die übertragenen Datenzeichen oder Datenblöcke durch zusätzliche Sicherungsbits oder Paritätszeichen gesichert.

Es ist berei«s ein Verfahren bekannt, bei dem der Abruf der Daten zeichen- oder blockweise durch die informationsempfangende Station von der informationssendenden Station mit Hilfe eines ersten und eines zweiten Abrufzeichens erfolgt. Bei ungestörtem Empfang werden die beiden Abrufzeichen abwechselnd von der informationsempfangenden Station zur informationssendenden Station, also in der Rückrichtung ausgesendet. Die abwechselnde Aussendung jeweils nach dem Empfang eines Datenblocks bedeutet für die informationiisendende Station, daß der zuletzt ausgesendete Datenblock richtig empfangen worden ist und der nächste Datenblock ausgesendet werden soll. Beim Empfang eines gestörten Datenblocks sendet die informationsempfangende Station nicht das andere Abrufzeicher. aus, sondern es wird das zuletzt ausgesendete Abrufzeichen wiederholt. Den wiederholten Empfang des gleichen Abrufzeichens bewertet die informationssendende Station als fehlerhaften Empfang des zuletzt ausgesendeten Datenblocks. Es wird daher der zuletzt ausgesendete Datenblock wiederholt. Der nächste Datenblock wird erst nach dem Empfang des anderen Abrufzeichens in der informationssendenden Station ausgesendet.

Bei ei.ier Störung auf der Übertragungsstrecke in der Rückrichtung können die Abrufzeichen verfälscht werden. So wird beispielsweise das erste Abrufzeichen in das zweite Abrufzeichen oder das zweite Abrufzeichen in das erste Abrufzeichen verfälscht, ohne daß dies die informationssendende Station erkennt. Bei einer Verfälschung des ersten Abrufzeichens in das zweite Abrufzeichen wird der Datenblock wiederholt ausgesendet, obwohl der zuvor ausgesendete Datenblock fehlerfrei empfangen und über die Datenausgabeeinrichtung ausgegeben wurde. Dieser Datenblock wird aufgrund des verwendeten Abrufprinzips mehrmals übertragen und über die Datenausgabeeinrichtung ausgegeben. Bei einer Verfälschung eines wiederholt ausgesendeten Abrufzeichens in das andere Abrufzeichen erkenn! die informationssendende Station die Wiederholungsanforderung nicht und sendet den nächsten Distenblock aus. Die obengenannte Verfälschung der Abrufzeichen führt dazu, daß ein zuverlässi-

„e'er Schlüsselbetrieb nicht möglich ist, weil bei einer Verfälschung eines Abrufzeichens durch die Mehrfachausgabe von Datenblöcken die Schlüsselphase verlorengeht

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren mit automatischer Fehlerkorrektur durch Rückfrage und Wiederholung der gestört empfangenen Datenblöcke aufzuzeigen, das eine Verfälschung der beiden Abrufze^: · chen erkennt vnd eine wiederholte Ausgabe der bereits richtig empfangenen Datenblöcke verhindert

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als zweites Abrufzeichen von der informationsempfangenden Station das erste Abrufzeichen invertiert ausgesendet wird, daß beim Empfang eines zweiten Abrufzeichens in der informationssendenden Station der nächste auszusendende Datenblock invertiert ausgesendet wird, und daß beim Empfang eines invertiert ausgesendeten Datenblocks ohne vorherige Aussendung des zweiten Abrufzeichens oder beim Empfang eines nicht invertiert ausgesendeten Datenblocks bei vorheriger Aussendung des zweiten Abrufzeichens die Datenausgabe in der informati jnsempfangenden Station für diesen Datenblock gesperrt wird.

Das neue Verfahren hat den Vorteil, daß durch die Invertierung des einen Abrufzeichens ein optimaler Schutz gegen eine Verfälschung in das ar dere Abrufzeichen gewährleistet ist. Die invertierte Aussendung des Datenblocks nach dem Empfang des invertierten Abrufzeichens stellt eine Art Quittung für das Abrufzeichen dar. Wird das erste Abrufzeichen in das zweite Abrufzeichen verfälscht, so wird der nächste Datenblock mit der falschen Polung ausgesendet und empfangsseitig dies als Fehler erkannt und die mehrfache Ausgabe verhindert. Das neue Verfahren eignet sich für den Schlüsselbetrieb. Bei einer zusätzlichen Sicherung des Datenblocks ermöglicht das Verfahren die Verwendung sehr kurzer Abrufzeichen, wobei es sogar möglich ist, ein nur aus einem Bit bestehendes Abrufzeichen zu verwenden. Dadurch kann der Wirkungsgrad der Übertragung wesentlich erhöht werden. Bei Einkanalverbindungen kann durch die Verwendung kurzer Abrufzeichen der Wirkungsgrad und die überbrückbare Laufzeit erhöht werden.

Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand von Zeitdiagrammen dargestellt.

F i g. 1 zeigt im Zeitdiagramm den Betriebsablauf des bekannten Ubertragungsverfahrens mit Rückfrage und automatischer Fehlerkorrektur.

F i g. 2 zeigt im Zeitdiagramm den Betriebsablauf des neuen Verfahrens.

Die F i g. 1 zeigt auf der linken Seite die informationssendende Station 5Γ1 mit dem Sender 51 Tür die Aussendung der vom Teilnehmer angelieferten Datennachricht N1 und dem Empfänger E1 für den Empfang der Abrufzeichen. Auf der rechten Seite der F i g. 1 ist die informationsempfangende Station ST2 dargestellt, die einen Empfänger £2 für den Empfang der vom Sender 51 ausgesendeten Datennachricht und einen Sender 52 für die Aussendung der Abrufzeichen zur Station STi enthält. In der Spalte F wird das Fehlersignal angezeigt, das bei einem als gestört erkannten Datenblock die Ausgabe an die Nachricht /V 2 sperrt und veranlaßt, daß der zuletzt ausgesendete Datenblock von der informationssendenden Station wiederholt wird.

Der Abruf der Datennachricht N1 erfolgt blockweise durch die Abrufzeichen Zi und Z 2. Die Pfeile im Zeitdiagramm zeigen die jeweilige Übertragungsrichtung. Im dargestellten Fall hat der Sender 52 der Station ST2 das Abrufzeichen Z1 ausgesendet, das vom Empfänger Ei der Station 57" 1 empfangen und bewertet wurde. Der Sender 51 sendet den nächsten Datenblock B1, der aus den Zeichen A, B, C, D und dem Sicherungszeichen P besteht, zur Station 5T2 aus, wo der Empfänger E 2 den Datenblock B1 empfängt und ihn als fehlerfrei bewertet Es tritt kein FehJersignal F auf und der Datenblock Bi wird als Nachricht N2

ίο ausgegeben. Nunmehr sendet der Sender 52 in der Rückrichtung das Abrufzeichen Z2 aus, das der Empfänger E1 der Gegenstation richtig empfängt Dies ist für die Station STi die Aufforderung, den nächsten Datenblock der Nachricht N1 auszusenden. Der Sender 51 sendet den Datenblock B 2 mit den Zeichen E, F, C, Hund dem Sicherungszeichen /"aus. Dieser Datenblock wird vom Empfänger E2 empfangen, als fehlerfrei bewertet und als Nachricht N 2 ausgegeben. Da der Datenblock B 2 fehlerfrei empfangen wurde, sendet der Sender 52 wieder das Abrufzeichen Zi aus. Auf der Übertragungsstrecke wird jedoch das Abrufzeichen Z1 durch eine Störung St in das Abrufzeichen Z 2 verfälscht. Der Empfänger £1 erkennt das Abrufzeichen Z 2 und veranlaßt, da das zuletzt empfangene

Abrufzeichen wiederholt wurde, dem Übertragungsprinzip entsprechend, eine Wiederholung des zuletzt ausgesendeten Datenblocks B 2. Der Empfänger £2 erhält den Datenblock B 2, bewertet diesen als fehlerfrei und gibt ihn als Nachricht N 2 aus. Die Station 57'2 sendet über den Sender 52 das nächste Abrufzeichen, nämlich Z2 aus, da zuvor das Zeichen Zl ausgesendet worden war. Das Zeichen Z2 wird ungestört übertragen und der Empfänger £1 wertet das Zeichen Z2 als erneute Aufforderung, den letzten Datenblock zu wiederholen, so daß der Sender S1 den Datenblock B 2 noch einmal aussendet. Der Empfänger £2 bewertet den Datenblock B 2 als fehlerfrei und gibt diesen an die Datenausgabeeinrichtung weiter, so daß der Datenblock B 2 dreimal in der Nachricht N2 erscheint. Die Station 5Γ2 sendet jetzt, da der Empfang ungestört war, wieder das Abrufzeichen Zl aus, das vom Empfänger £ 1 richtig empfangen wird und den Sender 51 der Station 5Γ1 veranlaßt, den nächsten Datenblock 53 der Datennachricht N1 auszusenden. Erst jetzt wird der Datenblock B 3 mit den Zeichen /, /, K, L und dem Sicherungszeichen P übertragen und nach richtigem Empfang durch den Empfänger £2 in der Datennachricht N 2 ausgegeben. Die Verfälschung des Abrufzeichens Z1 in das Abruf zeichen Z 2 hat weder die Station STi noch die Station 5Γ2 erkannt. Bei verschlüsseltem Betrieb geht durch die mehrmalige Ausgabe der übertragenen Datenblöcke die Schlüsselphase völlig verloren.

Die F i g. 2 zeigt das gleiche Zeitdiagramm wie Fig. 1,

SS jedoch erfolgt hier der Betriebsablauf gemäß dem neuen Verfahren. Die Datenübertragung erfolgt wie ir< F i g. 1 in der Richtung von der Station 5Γ1 zur Station STZ Die Station 57"2 sendet über den Sender 52 das Abrufzeichen Zl aus, daß der Empfänger £1 der Station 5Tl richtig empfängt und worauf der Datenblock B 1, der aus den Zeichen A, B, C, D und dem Sicherungszeichen P besteht, ausgesendet wird. Der Datenblock B1 wird in der Station 5Γ2 vom Empfänger £2 als fehlerfrei bewertet und als Nachricht N2 ausgegeben. Daraufhin sendet die Station 572 über den Sender 52 das zweite Abruf zeichen Z1 aus, das als invertiertes Ahnifzeich^n 71 gebildet wird Πργ Empfänger £1 erkennt und bewertet das Abrufzeichen

Zl und veranlaßt den Sender 51 zum Aussenden des nächsten Datenblockes B 2, der aus den Zeichen £, F, G, H und dem Sicherungszeichen P besteht. Der Datenblock B 2 wird jedoch invertiert ausgesendet und besteht dann aus den Zeichen E, F, G, H und dem negierten Sicherungszeichen P. Der invertierte Datenblock B 2 wird vom Empfänger £2 der Station ST2 empfangen und als richtig bewertet, da vorher das zweite Abrufzeichen Zl ausgesendet worden war. Nachdem die Zeichen als fehlerfrei bewertet wurden, werden die Zeichen wieder invertiert und als Datenblock B 2 mit den Zeichen £, F, G und H in der Datennachricht Λ/2 ausgegeben. Da ungestörter Empfang herrscht, überträgt die Station ST2 in der Rückrichtung über den Sender 52 wieder das Abrufzeichen ZX. Auf der Übertragungsstrecke wird jedoch das Abrufzeichen Z1 in das negierte Zeichen Z1 verfälscht Der Empfänger 51 der Gegenstation bewertet das wiederholt empfangene Abrufzeichen Z X als Aufforderung zur Widerholung des zuletzt ausgesendeten Datenblocks. Da das zweite Abrufzeichen Zl empfangen wurde, wird der Sender S X veranlaßt, den Datenblock B 2 nochmals invertiert auszusenden. Der Empfänger £2 empfängt den invertierten Datenblock und bewertet diesen als falsch, weil zuvor nicht das zweite Abrufzeichen Z1 sondern das Abrufzeichen Z1 ausgesendet worden ist. Der Empfänger bildet ein Fehlersignal F, das die Datenausgabe der Nachricht /V2 bis zum Empfang des nachfolgenden Datenblocks sperrt. Die Station ST2 sendet nunmehr wieder das Abrufzeichen Z1 aus, da zuletzt der Empfänger £ 1 der Gegenstation das invertierte Abrufzeichen Z1 empfangen hat Der Empfänger £ 1 empfängt das Zeichen Z X ungestört und sendet nunmehr den nächsten Datenblock B 3 aus, der aus den Zeichen /, /, K, L und dem Sicherungszeichen P besteht. Der Datenblock B 3 wird vom Empfänger £2 als fehlerfrei bewertet und als Datennachricht N 2 ausgegeben. Die aufgetretene Verfälschung des Abrufzeichens Z1 in das Zeichen Z1 hat lediglich zu einer Wiederholung geführt und der dabei wiederholte Datenblock wurde nicht an die Datenausgabeeinrichtung weitergegeben. Beim Schlüsselbetrieb würde diese Störung keinen Verlust der Schlüsselphase verursachen.

Die den Datenblöcken zusätzlich beigefügten Sicherungszeichen Perhöhen die Übertragungssicherheit des

ίο Systems. Auf der Empfangsseite wird aus dem Datenblock das Sicherungszeichen P abgetrennt und aus dem verbleibenden Zeichen nach demselben Prinzip wie auf der Empfangsseite ein Sicherungszeichen F" ermittelt. Die beiden Sicherungszeichen werden rniteinander verglichen. Sind beide Sicherungszeichen gleich, so wird der Datenblock als fehlerfrei an die Datennachricht Λ/2 weitergegeben. Bei Ungleichheit der beiden Zeichen wird der Block als gestört bewertet und die Weitergabe an die Nachricht N2 gesperrt. Gleichzeitig wird das zuletzt ausgesendete Abrufzeichen in der Rückrichtung ausgesendet.

Die Invertierung des einen Abrufzeichens in das andere Abrufzeichen gewährleistet einen optimalen Schutz gegen Verfälschungen. Da gemäß dem Verfahren auch Verfälschungen der Abrufzeichen bei ausreichend gesicherten Datenblöcken zu keiner Mehrfachausgabe auf der Empfangsseite führen und beim Schlüsselbetrieb die Schlüsselphase erhalten bleibt können kurze Abrufzeichen verwendet werden. Dabei ist es auch möglich, daß das Abrufzeichen nur aus einem Bit besteht. Das eine Abrufzeichen hat dann den binärer Zustand »I«, während das andere Abrufzeichen der binären Zustand »0« aufweist.

Das neue Verfahren läßt sich auf einfache Weise ir den bekannten Verfahren realisieren, da bei der verwendeten Einrichtungen die Daten leicht invertier werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Datenübertragung zwischen zwei Stationen im Duplex- oder Halbduplexbetrieb mit automatischer Fehlerkorrektur durch Rückfrage und Wiederholung der gestört empfangenen Zeichen, bei dem die binär codierten Daten zeichen- oder blockweise von der informationssendenden Station durch ein erstes und ein zweites von der informationsempfangenden Station ausgesendetes Abrufzeichen abgerufen werden, wobei bei ungestörtem Empfang die informationsempfangende Station das erste und zweite Abrufzeichen abwechselnd aussendet und bei fehlerhaftem Empfang das zuletzt ausgesendete Abrufzeichen wiederholt wird und in der informationssendenden Station die Wiederholung des zuletzt ausgesendeten Datenblocks auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß als zweites Abrufzeichen von der informationsempfangenden Station das erste Abrufzeichen invertiert ausgesendet wird, daß beim Empfang eines zweiten Abrufzeichens in der informationssendenden Station der nächste auszusendende Datenblock ebenfalls invertiert ausgesendet wird, und daß beim Empfang eines invertiert ausgesendeten Datenblocks bei vorheriger Aussendung des ersten Abrufzeichens oder beim Empfang eines nicht invertiert ausgesendeten Datenblocks bei vorheriger Aussendung des zweiten Abrufzeichens die Datenausgabe in der informationsempfangenden Station für diesen Datenblock gesperrt wird

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Empfang eines invertiert ausgesendeten Datenblocks bei vorheriger Aussendung des ersten Abrufzeichens die informationsempfangende Station das zuletzt ausgesendete Abrufzeichen wiederholt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Empfang eines nicht invertiert ausgesendeten Datenblocks bei vorheriger Aussendung des zweiten Abrufzeichens die informationsempfangende Station das zuletzt ausgesendete Abrufzeichen wiederholt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Abrufzeichen aus wenigen Bits besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Abrufzeichen nur aus einem Bit besteht.