DE2951758C2 - Datenübertragungsverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Datcnüberlragungsvcrfahrcn, bei dem Übertragungsstörungen erkannt und eine Signalauswcrtiing pulsmodulierter L/O-lnformationsschritte vorgenommen wird und bei dem die zulässigen Schrittverzerrungen mit einem Zeitraster überprüft werden und das Zeitraster zulässige und verbotene Zeitbereichc darstellt.

Zur Übertragung von Daten von einer Sendcstelle zu einer Empfangsstellc sind mehrere grundlegende Verfahren bekannt. So tasten beispielsweise digitale Erkennungsschaltungen in der Empfangsstelle zu bestimmten Zeiten die ankommenden Impulse ab. Diese Abtastung erfolgt in der Mitte oder an der Flanke der aus O//--Schritten (Impulsen) bestehenden Information. Da die Schritte beispielsweise bei der Pulscodemodulation immer die gleiche Länge aufweisen und eine Abtastung immer zu der gleichen Zeit in der Mitte eines Impulsschrittes (Mittenabtastung) erfolgt, kann so eine eindeutige Information über den Zustand der übertrage nen Nachricht gegeben werden.

Nachteilig ist aber, daß keine Zeichenverzerrungen erkannt werden. Ein Störsignal kann, da die Nachricht nur zu bestimmten Zeiten abgetastet wird, nicht als solcher erkannt werden (es sei denn, er fällt gerade mit der Abtastung zusammen). Nachteilig ist weiter, daß die Abtastung zu ganz bestimmten Zeiten und damit sehr genau vorgenommen werden muß. Dies erfordert erhöhten Bauteileaufwand.

Beim ebenfalls bekannten Zcitrastcrvcrfahrcn wird die Zeit, in der eine Abtastung der übertragenen Information erfolgt, vergrößert. Man erhält so ein Zeitraster, das in verbotene und erlaubte Zeitbereichc unterteilt ist und in dem jede Zustandsänderung der Nachricht erfaßt wird. Damit hat sich die Übertragungsquaiität gegenüber der Mittenabtastung um einige Zehnerpotenzen erhöht und viele Bauteile-fehler, Rausch- und Knackgeräusche auf den Übertragungsleitungen können ausgeblendet weiden. Nachteilig ist hierbei, daß dieses Verfahren nur bei pulseodemodulier- · ten Informationen bzw. mit gan//ahligen Zeichen-Verhältnissen pulsdauermodulierteii Nachrichten Anwendung finden kann. Dies schränkt natürlich die Einsatzmöglichkeit erheblich ein.

Eine weitere Möglichkeit der Iniormaiionserkennung · in einer Empfangsstelle besteht in tier Zeitmessung der Elankenabslände ankommender binarer Signale. Dieses Verfahren kann sowohl he: PCM als auch bei PDM angewendet werden, also bei beliebigen Zeichenverhältnissen. Die Länge eines PDM-Impulses ist dabei eine Aussage über den Zustand L oder O. Zulässige gleichsinnige Zeichenverzerrungen. die innerhalb einer erlaubten Toleranz liegen, können sich summieren und so auf der gesamten Blocklänge zu einer Verzerrung führen, die nicht mehr zulässig ist. Derartige Blockverzerrungcn werden bei dem Zeitnießverfahren nicht mehr erkannt.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Erkennung von Übertragungsstörungen und zur Signalauswertung zu finden, das sowohl bei beliebigen Zeichenverhältnissen einsetzbar ist als auch Blockverzerrungen erkennt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, daß durch jeden Flankenwechsei des pulsmodulierten Signals Serien von festgelegten und als verbotene und zulässige Bereiche definierte Zeitabläufe gesteuert werden, und daß durch ein Zeitraster festgestellt wird, ob der Flankenwechsel in einem verbotenen oder zulässigen Bereich gefallen ist und das Ergebnis der Feststellung L/O- Informationsauswertung oder Fehlererkennung bedeutet.

Vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist besonders der universelle Einsatz bei allen bekanntgewordenen Modulationsarten, so daß das Verfahren nicht mehr an bestimmte Impuls-Pausen-Verhältnissen der Information gebunden ist. Durch die Flankenerkennungen (Registrierung jedes Flankcnwechsels) ergibt sich zudem eine einfache Möglichkeit, auf dem Übertragungsweg entstandene Störungen (Signalverzerrungen. Spikes etc.) festzustellen. Besonders vorteilhaft ist auch die Anpassung des verwendeten flexiblen Zeitrasters an das Informationssignal. Weitere Vorteile sind aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels ersichtlich.

Ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäßc Verfahren wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher ei läutert. Aus den vielen Arten von Pulsmodulationen wird hierfür beispielsweise die Pulsdauermodulation (PDM) verwendet.

Bekanntlich besteht eine pulsdauermodulierte Nachricht aus einer Folge von Lang- und Kurzschriften. Langschritt bedeutet dabei /.-Signal und Kurzschritt O-Signal. Gemäß Fig. la ist auf einer Zeitachse t ein Längsschritt /. und darunter ein K'irzschritt O eingezeichnet. Beide Schritte können in ihrer Länge varriercn, d. h. innerhalb gewisser zugelassener Bereiche schwanken. Dabei kann der Kurzschritt O innerhalb des auf der i-Zeitachsc eingezeichneten Bereiches B schwanken. Die entsprechend zulässige Toleranz beim Langschritt /. ist mit D bezeichnet. Die Zeitachse / ist weiterhin unterteilt in die verbotenen Bereiche /V und C. Diese wurden in der Fig. la schraffiert dargestellt. Wenn der Kurzschritt O in den verbotenen Bereich Λ fallen würde, der Kurzschritt O also viel zu kurz wäre, würde dies als Fehler erkannt werden. Ebenso würde ein verkürzter Längschritt L. der in den Bereich C fällt, als Fehler erkannt werden.

Die Bereiche /I'bis D auf der Ze it achse t entsprechen also unterschiedlichen Zeiten. Die erfindungsgem.il.lc Fehlererkennung h/w. /eiLhenausw ortung in einer Empfangsstelle erfolgt nun au! die An. dall ein handelsübliches einstellbares /eitglied. bei den; beliebige Zeiten programmier I (eingesiell!) werden können, in •\bhängigkeit von icdem Flankenwechsel eines ankommenden Signals gesteuert w im.

Beim Kiirzschritt werden die Bereiche \ um! />' durchfahren, d. h. die /en ties Bereiches Λ wird z'icrM

am Zeitglied eingestellt. Wenn dieser Bereich beendet ist. wird der Bereich B gefahren. Hier erfolgt jetzt ein Flankenwechsel. der das Ende des Kurzschrittes O gemäß Fig. la bedeutet. Die Auswertung des Zeitgliedes entspricht nun einem Null-Signal Beim Langschritt werden die Bereiche A'. B. Cdurchgefahren, ohne daß ein Flankenwechsel eintritt. Im Bereich D erfolgt ein Flankenwechsel. Die Auswertung des Zeitgliedes entspricht einem /.-Signal.

leder Fbnkenwechsel innerhalb des B-Bereiches im ^;· Zeitglied ergibt ein Null-Signal und jeder Flankenwechsel im D-Bereich ergibt ein L-Signal.

In Fig. Ib wird eine pulsmodulierte Information, bestehend aus Lang- und Kurzimpulsen, gezeigt, die auf eine Empfangsstelle übertragen und hier ausgewertet wird. Der Langimpuls L sei dabei durch eine Überlagerung auf dem Übertragungswege gestört. Diese Störung, die z. B. den Langimpuls L unzulässig verkürzt, ist in der Fig. Ib im ersten Langimpuls gestrichelt dargestellt. In der Empfangsstelle wird das -' Zeitglied bei der 1. Flanke gestartet, das über vier Einstellungen entsprechend den Bereichen A' bis D verfügt. Die Bereiche A' bis D sind dabei in verbotene und zulässige Zonen unterteilt. In Fig. Ib sind diese verbotenen und zulässigen Zonen auf einer Zeitachse aufgetragen. Die verbotenen Bereiche sind dabei schraffiert dargestellt. Beim Startvorgang, d. h., das Zeitglied läuft an, wird zuerst der Bereich A' durchfahren. Da in diesem Bereich kein Flankenwechsel auftritt, kann der Bereich B im Zeitglied durchlaufen. ^;' Auch hier erfolgt kein Flankenwechsel. ■ Im jetzt durchfahrenen. verbotenen Bereich (Terscheint, hervorgerufen z. B. durch eine Leitungsstörung, ein Flankenwechsel. Da ein Flankenwechsel im verbotenen Bereich unzulässig ist, das Zeitglied aber einen Flankenwechsel ^; bekommt und folglich die Serie auch unzulässig unterbrochen wird, kann dieser jetzt anstehende verkürzte Impuis als Fehler direkt erkannt v.erden. Da ein Fehler auf dem Übertragungswege vorhanden war, wird z. B. der gesamte Informationsblock verworfen und noch einmal übertragen.

Nach einer Störung wird das Zeitglied bei der !.Flanke mit dem Bereich A' gestartet. Das unterste Bild der Fig. Ib zeigt dabei einen fehlerfreien Fall, d. h. die ungestörte Übertragung einer /.OL-lnformation. Da die Übertragungsleitung jetzt ungestört ist, werden zuerst die Bereiche A'. B, Cund D durchfahren. Da im erlaubten Bereich D der Flankenwechsef des Langimpulses L erfolgt, wird das Zeilglied nach Ablauf des Bereiches D zurückgesetzt und beginnt ab jetzt mit einem verkürzten Bereich A. Es schließt sich der Bereich B an. In diesem Bereich endet der nun übertragene Kurzimpuls Null. Da die Flanke dieses Impulses genau in dem erlaubten Bereich B fällt, wird ein Null-Signal ausgewertet. Das Zeitglied wird durch die positive Flanke des nächsten Langimpulses nach Ablauf des Bereichs B wieder zurückgesetzt und im fehlerfreien Fall werden nun Serien mit verkürztem /^-Bereich gestartet, so daß ein dem Signalverlauf entsprechend mitlaufendes (flexibles) Zeittoleranzraster gebildet wird.

Beim S'.artvorgang des Zeitgliedes wird also zuerst ein Bereich A ' durchlaufen. Bei ungestörtem Verlauf wird nach Rücksetzung des Zeitgliedes dagegen die Serie mit einem verkürzten /4-Bereich gestartet.

Das Raster der erlaubten und verbotenen Bereiche A bis D paßt sich also in vorteilhafter Weise an das empfangene Signal an. Das Raster ist nicht starr, sondern adaptiert sich an das lnformationssignal. Blockfchler, die sich durch Addition noch zulässiger Impulsverschiebungen ergeben können, werden ebenfalls erkannt. Auch Synchron/eichen, die bei einer Informationsübertragung unerläßlich sind und andere Impulslängen als die eigentliche Information aufweisen, können mil dem erfindungsgemäßen Verfahren erkannt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Datenübertragungsverfahren, bei dem Übertragungsstörungen erkannt und eine Signalauswertung pulsmodulierter L/O-lnformationsschritte vorgenommen wird und bei dein die zulässigen Schrittverzerrungen mit einem Zeitraster überprüft werden und das Zeitraster zulässige und verbotene Zeitbereiche darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß durch jeden Flankenwechsel des pulsmodulierten Signals Serien von festgelegten und als verbotene und zulässige Bereiche definierte Zeilabläufe gesteuert werden, und daß durch ein Zeitraster festgestellt wird, ob der Flankenwechse! in einem verbotenen oder zulässigen Bereich gefallen ist und das Ergebnis der Feststellung /L/O-Informatfonsauswertung oder Fehlererkennung bedeutet.