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"Verfahren zur Datenübertragung im Start-Stop-Betri eb"
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Datenübertragung
im Start-Stop-Betrieb.
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Das Verfahren findet Anwendung bei der Übertragung von Information
von einem Sender zu einem Empfänger, wenn es dabei erforderlich ist, daß ein Gleichlauf
zwischen Sender und Empfänger gewährleistet wird. Bei der Übertragung von Daten
im Start-Stop-Betrieb (Asynchronbetrieb) wird heute in der Regel über den gemeinsamen
Datenblock ein einheitliches Codierungsschema zur Erfassung von Kanalstörungen verwendet.
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Ein besonderes Problem bildet im Start-Stop-Betrieb immer noch der
Gleichlauf zwischen Sender und Empfänger. Hierbei ist zu unterscheiden zwischen
dem Gleichlauf des Datenblocks (Blocksynchronisierung) und dem Gleichlauf der einzelnen
Schritte (Schrittsynchronisierung). Besonders einfache Synchronisierungen lassen
sich mit pulslängenmodulierten Telegrammen erreichen. Da durch Variation der Zeichenlänge
beliebig viele deutlich unterscheidbare Schrittelemente erzeugt werden können, kann
so außer unterschiedlichen Schritten für die Binärzeichen 0 und 1 auch ein drittes
Element zur Blocksynchronisierung verwendet werden.
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Ein Beispiel sei hierfür gegeben: Dauer des O-Signales eine Zeiteinheit,
Dauer des 1-Signales drei Zeiteinheiten, Dauer des Blocksynchronisierungssignales
sechs Zeiteinheiten.
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Die extrem häufigen Signalwechsel bei der Pulslängenmodulation erleichtern
die Schrittsynchronisierung. Ein Nachteil dieser Modulationsart ist die hohe Telegrammlänge.
Ein weiterer Nachteil ist die starke Schwankung der Telegrammlänge in Abhängigkeit
vom Anteil der 1-Signale.
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Etwa gleiche Stbrsicherheit bei wesentlich kürzeren Telegrammlängen
gestatten systematische Codes, beispielsweise zyklische Codes (BCH-Codes). Einem
beliebig langen codetransparenten Datenblock wird ein Korrekturzeichen bestimmter
Länge angehängt. Die Länge des Korrekturzeichen gibt unmittelbar Auskunft Uber die
Länge der erfaßbaren BUndelstrer und zusammen mit der Länge des Datenblocks Uber
die erzielte Hamming-Distanz d. Eine Schwierigkeit bei dieser Codierung besteht
Jedoch in der Erzeugung des Gleichlaufs. Wegen des großen Transparentbereiches im
Datenblock ist eine Synchronisierung Uber belondere Synohronisletwörter im allgemeinen
nicht torteLlha£t, wird Jedoch ein besonderes Zeichen zur Blocksynohronisierung
verwendet, so kann sich dies wegen des im allgemeinen binären Charakters des Übertragungskanals
nur durch eine unterschiedliche Dauer zu den 1- und Zeichen unterscheiden0 Durch
diese Maßnahme sinkt im allgemeinen die zulässige Zeichenverserrung, so daß bei
extrem hohen als zulässig geforderten Zeichenterzerrungen die Telegraphiergeschwindigkeit
(Schrittdauer) reduziert werden muß. Dadurch sinkt die Effizienz dieses Codierschemas.
Da nur verhältnismäßig wenige (im Grenzfall nur zwei) Zeichenwechsel zur Synchronisierung
zur Verftigung stehen entstehen hier zusätzliche Probleme.
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Durch Codespreizung, d.h. durch Verteilung der Redundanz über das
Datenwort, kann die Anzahl der Signalwechsel innerhalb einer bestimmten Zeitdauer
erhöht und der Transparentbereich reduziert werden. Hiermit erleichtern sich sowohl
die Blocksynchronisierung als auch die Schrittsynchronisierung, beides jedoch auf
Kosten der effektiven Übertragungsgeschwindigkeit.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Datenübertragung
zu schaffen, das einen Gleichlauf des Datenblockes (Blocksynchronisierung) und einen
Gleichlauf der einzelnen Schritte (Schrittsynchronisierung) gewährleistet, die Sicherung
eines beliebig langen Datenblockes ermöglicht und eine effektive Übertragungsgeschwindigkeit
des Telegrammes erlaubt.
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Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß das zu übertragende
Telegramm in mindestens zwei Teiltelegramme aufgespalten wird, daß das erste Teiltelegramm
zur Block- und Schrittsynchronisierung immer auf konstanter Länge gehalten wird,
daß das sich daran anschließende zweite Telegramm in der Länge variabel ist, daß
zur Sicherung des zweiten Teiltelegrammes ein zyklischer Code angehängt wird, daß
der Gleichlauf des zweiten Teiltelegramms durch das erste Teiltelegramm gewährleistet
wird, daß sowohl das erste als auch daß zweite Teiltelegramm durch ein Schlußzeichen
abgeschlosser.
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wird.
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In vorteilhafter Weise ist das erste Teiltelegramm pulslängenmoduliert.
PUr den Bereich der Pulslängenmodulation des zu Ubertragenden Telegrammes wurde
eine Startzeichendauer von sechs Zeiteinheiten, eine Kurzzeichendauer (0-Schritt)
von einer Zeiteinheit und eine Langzeichendauer (1-Schritt) von drei Zeiteinheiten
gewählt. Das erste Teiltelegramm wird durch ein Schluß zeichen beendet an das sich
nach einem Trennschritt das zweite Teiltelegramm anschließt. Das zweite Teiltelegramm
ist
von variabler Länge und wird durch einen sich da ran anschließenden Optimalcode
vorzugsweise einen zyklischen Code gesichert. Der Gleichlauf des zweiten Teiltelegrammes
wird bereits durch das erste Teiltelegramm sichergestellt. Das zweite Teiltelegramm
ird ebenfalls durch ein Schlußzeichen beendet.
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Die Block- und Schrittsynchronisierung wird im ersten Teiltelegramm
mit verhältnismäßig einfachen Mitteln sichergestellt Da die Nachteile einer Längenmodulation,
nämlich die vom Inhalt des Telegramms abhängige Telegrammdauer und ein niedriger
effektiver Datenfluß nur für den geringen 3ereich des ersten Teiltelegrammes gilt,
fallen sie nicht ins Gewicht. Die Längen information des zweiten Telegrammteils
ist durch das längenmodulierte erste Teiltelegramm in sich gesichert, es können
auf einfache Art und Weise zusätzliche Zeichen zur Erhöhung diser Sicherheit eingebaut
werden. Diesem ersten Teil schließt sich der eigentliche Datenteil variabler Länge
an, der mit Hilfe eines zyklischen Codes optimal gesichert werden kann.
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Für das gesamte Telegramm sind isochrone Zeichenverzerrungen von bis
zu 50 % zugelassen.
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Figur 1 zeigt schematisch die Form des zu übertragenden Telegramms.
Das zu übersendende Datentelegramm kann in einer etwas variierten Form der Sende-und
Empfangseinrtchtung, die aus der Patentanmeldung P 24 57 794 bereits bekannt ist,
erstellt, gesendet und empfangen werden. Das zu übertragende Datentelegramm ist
in ein pulslängenmoduliertes Teiltelegramm 1 und in ein den Datenteil varibler Länge
umfassendes Teiltelegramm 2 aufgespalten. Das erste Teiltelegramm 1 ist pulalängenmoduliert.
Es beginnt mit einer Startzeichendauer 3 von sechs Zeiteinheiten. Daran schließt
sich die Längeninformation 4 an.
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Sie wird durch eine Xurzzeichendauer (O-Schritt) von einer Zeiteinheit
und einer Langzeichendauer (1-Schritt) von drei
Zeiteinheiten gebildet.
Die Dauer To des kleinsten Schrittes ist in Fig. 1 eingezeichnet. To ist definiert
als : 1/Schrittgeschwindigkeit. Bei einer Pulslängenmodulation besteht auch die
Möglichkeit eines unganzzahligen Verhältnisses der einzelnen Schritte der Pulslängenmodulation
untereinander. Die Längeninformation ist durch das längenmodulierte erste Teiltelegramm
in sich gesichert, es können jedoch auf einfache Art und Weise zusätzliche Zeichen
zur Erhöhung dieser Sicherheit eingebaut werden. Diese Zeichen werden an die Längeninformation
angehängt Das erste Teiltelegramm 1 wird durch ein Schluß zeichen 5 abgeschlossen.
Zwischen dem ersten Teiltelegramm 1 und dem zweiten Teiltelegramm 2 liegt ein Trennschritt
6an den sich der Datenteil 7 des zweiten Teiltelegrammes anschließt. Der Datenteil
7 enthält entsprechend der im ersten Teiltelegramm eingegebenen Länge eine bestimmte
Anzahl kleinster Datenenheiten zu beispielsweise Je 8 bit (8 bit = 1 byte). Im folgenden
Fall soll beispielsweise der Datenteil 7 eine Information von 7 byte = 56 bit enthalten,
d.h. einen 56 Zeiteinheiten dauernden Datenteil. Die zu übertragenden Daten werden
durch nachzusendende Prüfzeichen 8 beispielsweise einen zyklischen Code gesichert.
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Die Anzahl der nachzusendenden Prüfzeichen 8 richtet sich nach der
Anzahl der zu übertragenden Informationsbits 7, sowie der gewtinsohten Übertragungssicherheit.
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In gleicher Weise wie die Sicherung der Datenbits, läßt sich auch
die tängeninformation 4 des Teilprogramnies 1 sichern. Das zweite Teiltelegramm
2 wird durch ein Schlußzeichen 9 beendet.
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Die Länge des Datenteils 7 kann wie schon erwähnt variabel gehalten
werden und ist nicht auf die hir im Beispiel benutzten 56 bit begrenzt.
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Die hier gewählten Formen der Codesicherung wie Längenmodulation
und BCH-Codierung sind nur als Beispiele zu verstehen.
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Es kann statt der beschriebenen Längenmodulation mit unterschiedlicher
Schrittdauer
auch eine solche mit konstanter Schrittdauer oder der Bi-Phase-Code verwendet werden.
Wesentlich int hier lediglich, daß der verwendete Code häufige Signalwechsel bietet
und durch ein besonderes Zeichen die Blocksynchronisierung erleichtert.
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L e e r s e i t e