DE2718226A1

DE2718226A1 - Datenuebertragungssystem aus einem sender und einem empfaenger

Info

Publication number: DE2718226A1
Application number: DE19772718226
Authority: DE
Inventors: Joachim Kuhlmann; Helmut Moser
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 1977-04-23
Filing date: 1977-04-23
Publication date: 1978-10-26
Also published as: JPS6246099B2; US4229819A; DE2718226B2; DE2718226C3; JPS53132930A

Description

Licentia Pater? t-^erv'/a? tungs-GmbH Theodor-Ctcrn-Kai 1, 600C Frankfurt/Main

Heilbronn, den 14. April 1977 PT-Ma/sr - HN 77/14

Datenübertragungssystem aus einem Sender und einem Empfänger

Die Erfindung betrifft ein Datenübertragungssystem aus einem Sender und einem Empfänger, bei dem ein digitalisiertes Wort mit definierter Bit-Zahl dadurch ausgesendet wird, daß die logische "1" durch eine Anzahl von Impulsen einer ersten Frequenz und die logische "O" durch eine Anzahl von Impulsen einer zweiten Frequenz gebildet wird.

Bei der Übertragung von Daten, die beispielsweise über eine Infrarotstrecke zwischen einem Sender und einem Empfänger erfolgt, muß ein Kontrollsystem vorhanden sein, das eine möglichst fehlerlose Datenübertragung gewährleistet. Bei einem bekannten System geschieht diese Kontrolle dadurch, daß jedes digitalisierte Wort, das beispielsweise aus 12 Bits besteht, zweimal gesendet wird. Wenn die beiden Worte übereinstimmen, ist die fehlerfreie Datenübertragung mit höchster Wahrscheinlichkeit gewährleistet.

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Solche Datenübertragungssysteme bestehen beispielsweise aus einem Infrarotsender und einer geeigneten Empfängerschaltung in einem Fernsehgerät. Bei diesen Fernsteuerungssystemen besteht der Wunsch, den Energiebedarf auf der Senderseite möglichst klein zu halten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Datenübertragungssysteni der eingangs beschriebenen Art ein neues Übertragungsprinzip anzugeben, das mit möglichst wenig Energie auf der Senderseite auskommt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Folge gleichartiger Bits innerhalb eines Wortes jeweils nur das erste Bit übertragen wird, während die restlichen gleichartigen Bits durch eine Pause entsprechender Länge definiert werden.

Zur Fehlerkontrolle wird das gesendete Wort durch ein Kontrollbit beendet, das komplementär zu dem letzten Bit des gesandten Wortes ist. Ferner ist es bei dem Datenübertragungssystem nach der Erfindung von besonderem Vorteil, wenn jedes Bit der beiden logischen Informationen "1" und "0" aus einer unterschiedlichen Anzahl von Impulsen der beiden verwendeten Frequenzen gebildet werden, so daß bei Folgen gleichartiger Bits die Pausenlänge ein ganzzahliges Vielfaches der vorangegangenen ausgesandten Bitlänge ist. Daraus ergibt sich, daß die zeitliche Länge der

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beiden logischen Informationen "1" und "0" unterschiedlich groß ist, was eine zusätzliche Fehlerkontrolle ermöglicht.

Bei dem erfindungsgemäßen Datenübertragungssystem wird das empfangene Wort nur dann vom Empfänger als Befehl angenommen, wenn die zeitliche Länge des Wortes der empfangenen ImEormation entspricht, wenn die Reihenfolge und Länge der ausgesandten Bits systemgerecht sind, was durch das komplementäre Kontrollbit überprüft wird, und wenn die Einzelbits eine zeitlich richtige Lage aufweisen.

Durch diese Dreifachkontrolle erhält man eine Übertragungssicherheit, die dem Aussenden eines Doppelwortes entspricht. Der Energiebedarf ist aber im Durchschnitt nur das O,36fache und der Zeitbedarf das 1,O8fache gegenüber dem Aussenden eines Doppelwortes bei gleichen Verhältnissen. Der etwas größere Zoitbedarf ergibt sich aus der Notwendigkeit eines Kontroilbites und der Tatsache, daß zwischen zwei ausgesandten Worten eine Pause sein muß, die etwas größer i3t als die maximal vorkommende Wortlänge. Die Energieeinsparung ergibt sich daraus, daß auf der Empfangerseite ein gesandtes Bit durch Abfragen einer bestimmten Anzahl von Einzelimpulsen identifiziert wird und hieraus der Zeitraum festgelegt wird, während dem das nächstfolgende Bit abgefragt werden muß. Beim Aus-

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bleiben von Impulsen im nachfolgenden Abfragezeitraum wird dieses Bit als identisch mit den vorangegangenen Bits erkannt und entsprechend in das Wort eingefügt. Bei den vorkommenden Wortkombinationen kommen innerhalb der einzelnen Worte so viele Folgen gleichartiger Bits vor, daß der Energiebedarf auf ein Drittel des üblichen Energiebedarfs abgesenkt werden kann.

Die Erfindung und ihre weitere vorteilhafte Ausgestaltung soll im folgenden noch anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

In der Figur 1 sind die Impulsblöcke dargestellt, die zur Bildung der logischen Informationen "1" und "O" verwendet werden. So wird gemäß der Figur 1a beispielsweise die logische "1" durch 12 Impulse der Frequenz F1 = 34,64 kHz realisiert. Die Taktdauer eines Einzelimpulses beträgt somit ca. Ζ·Ί = 28,86 ,usec, so daß ein Gesaintimpuls zur Wiedergabe einer "1" ca. 346,4 .usec dauert.

Gemäß der Figur 1b wird die logische "O" durch die Frequenz F2 realisiert. Hierzu verwendet man beispielsweise 8 Impulse der Frequenz F2 = 37,31 kHz mit einer Taktzeit 'tT, von 26,8 .usec und einer Gesamtdauer des Bits von ca. 214,4 .usec, Hieraus ergibt sich, daß ein Bit, das die logische "1" enthält, zeitlich länger ist als ein Bit der logischen "O",

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so daß je nach dem Informationsinhalt des beispielsweise aus 12 Bits bestehenden Wortes völlig unterschiedliche Wortlängen zustande kommen.

In den Figuren 2a, 2b und 2c werden unterschiedliche Worte dargestellt. Das erste Wort gemäß der Figur 2a besteht in allen Bits aus einer logischen "0"; das Kontrollbit somit aus einer logischen "1". Folglich sendet der Sender beim ersten Bit zunächst einen Irtipulsblock der Frequenz F2 mit einer Zeitdauer von 214,4 ,usec. Da die nachfolgenden 11 Bits mit dem ersten Bit übereinstimmen, wird jedes Bit durch eine Pause ersetzt, die zeitgleich mit dem Impulsblock F2 ist. Bei der Erkennung des ersten Bits als eine logische "O" wird zugleich der Abfragezeitraum für das nächstfolgende Bit festgelegt. Dieser Abfragezeitraum soll mindestens zwei Taktimpulse der Frequenzen F1 und F2 erfassen. Vorzugsweise v/ird dieses Fenster jedoch so gewählt, daß 4 Impulse der Frequenz F1 und wenigstens zwei Impulse der Frequenz F2 erfaßt werden können. Da auf einen Impulsblock der Frequenz F2 nur ein Impulsblock der Frequenz F1 folgen kann, muß das Fenster im Empfänger so gelegt werden, daß es etwa in der Mitte des Impulsblockes F1 liegen würde. Erscheint, wie beim Ausführungsbeispiel der Figur 2a, kein Impulsblock, wird das zweite Bit wiederum als logische "0" erkannt und der Abfragezeitraum für das dritte Bit festgelegt, das wiederum nur aus einem Impulsblock der Frequenz F1 oder aus einer Pause bestehen kann. Würden fehlerhafterweise

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Impulsblocks der Frequenzen F2 aufeinander folgen, so würde aufgrund der unterschiedlichen Längen der Impulsblocks für die logische "1" bzw. die logische "0" innerhalb eines Wortes das Abfragefenster auf der Empfängerseite auf einen Bereich fallen, in den Frequenzen beider Impulsblocks vorkommen, so daß der Fehler erkannt würde.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 2a wird somit zunächst ein Impulsblock der Frequenz F2 gesandt. Dann entstehen 11 Pausen, so daß die Pausenlänge das 11fache des Frequenzblocks F2 beträgt, während das letzte Kontrollbit als logische "1" durch einen Impulsblock der Frequenz F1 realisiert wird. Die Wortlänge muß somit, wenn das aufgenommene Wort richtig sein soll,( 12 χ F2)+(1 χ F1 )betragen.

Bei dem erfindungsgemäßen übertragungssystem können stets nur komplementäre Bits aufeinander folgen. Es können jedoch nie Impulsblocks der gleichen Frequenz nacheinander vorkommen. Das Einhalten dieses Prinzips wird in Wort selbst und über das Kontrollbit überprüft.

In der Figur 2b ist ein Wort aus einer alternierenden Folge von logischen "1" und "O"-Bits dargestellt. Da es innerhalb dieses Wortes keine Folge gleichartiger Bits gibt, sind auch keine Pausen vorhanden, sondern jeder Impulsblock der einen Frequenz wird durch einen Impulsblock der zweiten

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Frequenz abgelöst. Die Wortlänge ergibt sich aus (6 χ F1) + (6 χ F2) + (1 χ F1). Das Kontrollbit ist eine logische "1" und wird durch den Impulsblock, der Frequenz F1 dargestellt, da das letzte Bit im Wort eine logische "O" ist.

Im dritten Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 2c wird noch ein Wort dargestellt, das nur aus einer Folge von logischen "1"-Bits besteht und somit ein Kontrollbit aufweist, das einer logischen "0" entspricht. Das erste Bit wird ausgesandt und besteht aus einem Tmpulsblock der Frequenz F1. Danach folgen 11 Pausen, wobei jede Pause.der Länge eines Impulsblocks der Frequenz Fi entspricht. Pausen, die auf einen Impulsblock der Frequenz F1 folgen, werden auf der Empfängerseite als logische "I" erkannt und entsprechend in das Wort eingefügt. Das Kontrollbit besteht demgemäß aus einem Impulsblock der Frequenz F2, was einer logischen "0" entspricht. Dieses, in der Figur 2 dargestellte Wort ist das längste vorkommende Wort. Es hat eine Gesamtlänge von (12 χ 28,86 ,usec) + (1 χ 26,80 ,usec) . Die Gesamtlänge liegt somit knapp unter 4,4 msec, so daß die Pause zum nachfolgenden Wort mindestens 4,4 msec lang sein muß.

Es wurde bereits darauf irvjewiesen, daß die Übertragungssicherheit bei dem dargestellten Übertragungsmodus so groß ist wie beim Aussenden eines Doppelwortes, daß aber der durchschnittliche Energiebedarf erheblich gesenkt

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werden kann. Der Zeitbedarf wird nur unwesentlich gegenüber dem Aussenden eines Doppelwortes erhöht.

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eerseite

Claims

ί 1 )J Datenübertragungssystem aus einem Sender und einem Empfänger, bei dem ein digitalisiertes Wort mit definierter ßit-Zahl dadurch ausgesendet wird, daß die logische "1" durch eine Anzahl von Impulsen einer ersten Frequenz und die logische "0" durch eine Anzahl von Impulsen einer zweiten Frequenz gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Folge gleichartiger Bits innerhalb eines Wortes jeweils nur das erste Bit übertragen wird, während die restlichen gleichartigen Bits durch eine Pause entsprechender Länge definiert werden.
2) Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wort durch ein Kontrollbit beendet wird, das komplementär zu dem letzten Bit des gesandten Wortes ist.
3) Datenübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Bit der beiden logischen Informationen "1" und "0" aus einer unterschiedlichen Anzahl von Impulsen der beiden verwendeten Frequenzen gebildet wird und daß bei Folgen gleichartiger Bits die Pausenlänge ein ganzzahliges Vielfaches der vorangegangenen ausgesandten Bitlänge ist.

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4) Datenübertragungsraten! nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, deiß die zeitliche Länge der beiden logischen Informationen "1" und "0" unterschiedlich groß ist.
5) Datenübertragungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Empfängerseite ein gesandtes Bit durch Abfragen einer bestimmten Anzahl von Einzel impulsen identifiziert wird und der Zeitraum festgelegt wird, v/ahrend dem das nächstfolgende Bit abgefragt wird und daß beim Ausbleiben von Impulsen im nachfolgenden Abfragezeiträum dieses Bit als identisch mit dem vorangeganenen Bit erkannt und entsprechend in das Wort eingefügt wird.
6) Datenübertragungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfragezeitraum so bemessen und gelegt wird, daß bei Fehlern in einem Abfragezeitraum innerhalb des Wortes Impulse beider vorkommenden Frequenzen fallen.
7) Datenübertragungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fehlererkennung die Länge des Wortes, die Länge und Reihenfolge der einzelnen Bits und die zeitlich richtige Lage der Einzelbits überprüft wird.

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8) Datenübertragungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pause zwischen zwei Worten größer ist als die maximal vorkommende Wortlänge.