DE4431023A1 - Verfahren zur Neusynchronisation eines Datenempfangsgerätes - Google Patents

Description

Bei der synchronen Datenübertragung muß der Taktrahmen des Empfangsgerätes mit den Wortgrenzen und, bei Multiplexgerä­ ten, zusätzlich mit dem Pulsrahmen des empfangenen Digital­ signals übereinstimmen. Die Synchronisation kann beispiels­ weise aufgrund von bestimmten Coderegeln erfolgen, die die übertragenen Datenwörter aufweisen. Ebenso können bestimmte bei den übertragenen Datenwörtern nicht oder nur sehr selten auftretende Bitkombinationen verwendet werden, die beispiels­ weise als Rahmenkennwort zu Beginn eines Impulsrahmens einge­ fügt werden.

Das Rahmenkennwort (oder andere Synchronisationskriterien) kann jedoch mit einer geringen Wahrscheinlichkeit durch auf­ einanderfolgende Datenwörter vorgetäuscht werden. Um eine Fehlsynchronisation zu vermeiden, wird überprüft, ob das Rah­ menkennwort periodisch erneut auftritt. Entsprechendes gilt bei Datenwörtern, die bestimmte Coderegeln oder Kombinatio­ nen aufweisen.

Auch während der Datenübertragung erfolgt eine Überprüfung auf Synchronismus. Werden die Synchronisationskriterien über einen längeren Zeitraum nicht erkannt, so erfolgt in der Regel eine Neusynchronisation.

Eine Fehlsynchronisation kann ebenfalls bei Rückfragesyste­ men, wie beim elektronischen Multiplexsystem ELMUX oder ARQ (Siemens AG, Ref. Nr. F255/122.08.101 PA3771), erfolgen. Diese hat zur Folge, daß ständig dieselben Daten wiederholt werden, wodurch eine Übertragung verhindert wird. Da sowohl ein spezielles Datenwort auftritt als auch eine Coderegelver­ letzung fehlt, kann die Fehlsynchronisation zunächst nicht erkannt werden. Aufgrund der fehlenden Datenausgabe - und gegebenenfalls der Unterstützung eines Wirkungsgradmessers - kann jedoch eine Neusynchronisation veranlaßt werden. Das manuelle Synchronisiersignal wird zwischengespeichert und in einen synchronen Impuls umgesetzt, der das Taktraster des Empfängers um ein Bit verschiebt. Die Überprüfung des empfan­ genen Digitalsignals beginnt damit um ein Bit verschoben unmittelbar nach dem vorgetäuschten Synchronisationskrite­ rium. Hierdurch ist sichergestellt, daß sämtliche möglichen Phasenlagen Bit für Bit nacheinander überprüft werden und gewährleistet, daß sämtliche Phasenlagen erreicht werden - auf jeden Fall also auch die richtige.

Auch bei neueren Multiplexsystemen kommt es zu Fehlsynchroni­ sationen, die aufgrund einer Überprüfung eines Rahmenken­ nungswortes nicht erkannt werden können.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift P 32 12 405 ist eine Synchronisiereinrichtung für Multiplexsysteme bekannt. Diese weist als Besonderheit einen zweiten Rahmenzähler auf, der es gestattet, auch während des "einsynchronisierten" Zustandes auf andere Rahmenkennungswörter zu reagieren und hierdurch die Neusynchronisierzeit verringert. Die Neusynchronisation beginnt, wie auch bei allen anderen Synchronisierungen in Multiplexsystemen, nach dem Auftreten des Fensterimpulses (Rahmenimpulses).

Werden ständig wechselnde Daten, beispielsweise Text, über­ tragen, dann wird ein Rahmenkennwort nicht über längere Zeit vorgetäuscht.

Handelt es sich dagegen um unveränderte Zusatzinformationen oder gleichbleibende Meßdaten, so kann fortlaufend ein vorge­ täuschtes Rahmenkennwort empfangen werden, das die korrekte Synchronisation vortäuscht.

Deshalb erfolgt in manchen Fällen eine zusätzliche Überwa­ chung, beispielsweise durch eine digitale Rechenanlage, der übertragenen Daten auf Plausibilität. Die Überwachungsein­ richtung gibt nun unabhängig von der Rahmenposition einen Absynchronisierbefehl aus, der eine Neusynchronisation aus­ löst. Liegt das vorgetäuschte Rahmenkennwort dicht vor dem richtigen Rahmenkennungswort, dann ist die Wahrscheinlichkeit groß, daß der asynchrone Absynchronisierbefehl während der Zeitspanne zwischen dem richtigen Rahmenkennwort und dem vor­ getäuschten Rahmenkennwort gegeben wird, wieder das vorge­ täuschte Rahmenkennwort als nächstes erkannt und hierdurch eine korrekte Neusynchronisation verhindert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur korrekten Neusynchronisation anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 angegebene Verfah­ ren gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in seiner Einfachheit. Wird die Synchronisierung im richtigen Augenblick freigegeben, dann arbeitet sie auch richtig.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Erfindung,

Fig. 2 Schaltungsdetails der Erfindung und

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise.

Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild zeigt Funktions­ blöcke zur Synchronisierung eines Datenempfängers. Ein emp­ fangenes Datensignal DS wird einer Rahmenkennworterkennung RE zugeführt, die an ihrem Ausgang einen ein Bit langen Impuls abgibt, wenn sie ein Rahmenkennwort RKW erkannt hat (oder ein entsprechendes Signal aus den empfangenen Daten ermittelt hat). Dieser Impuls wird einer Synchronisierung SYN zuge­ führt, die zu diesem Zeitpunkt zur Synchronisierung eines Rahmenzählers RZ einen Synchronisierimpuls SI abgeben kann. Über einen an den Rahmenzähler RZ angeschalteten Decoder DEC wird anschließend periodisch zu diesem Zeitpunkt, zu dem das Rahmenkennwort erwartet wird, ein Fensterimpuls RI abgegeben, der der Synchronisierung SYN zugeführt wird.

Außerdem ist eine Zusatzsteuerung ZS vorgesehen, über die ein externer Absynchronisierbefehl AB der Synchronisierung zuge­ führt wird.

Die prinzipielle Funktionsweise der Synchronisierung ist bekannt. In der Synchronisierphase wird bei Auftreten eines Rahmenkennungswortes der Rahmenzähler RZ eingestellt, der alle Funktionen des Empfangsgerätes steuert.

Im einsynchronisierten Zustand überprüft die Synchronisie­ rung, ob das Rahmenkennwort zu den erwarteten Zeitpunkten auftritt. Ist dies über längere Zeit nicht der Fall, wird eine Neusynchronisation, d. h. eine erneute Überprüfung des empfangenen Digitalsignals und eine Neueinstellung des Rah­ menzählers, veranlaßt.

Es sind zahlreiche Varianten von Synchronisierungen bekannt, die versuchen, Fehlsynchronisationen und unnötige Neusynchro­ nisationen zu vermeiden.

Wie einleitend beschrieben, kann es bei der Übertragung von gleichbleibenden Daten zu einem periodischen Empfang des Rahmenkennwortes kommen. Die Synchronisierung ist dann nicht mehr in der Lage, diesen fehlerhaften Zustand zu erkennen und eine Neusynchronisierung zu veranlassen. Aufgrund der von dem Empfangsgerät ausgegebenen Daten kann jedoch von einer Über­ wachungseinrichtung, die weitere empfangene Daten auf Plausi­ bilität prüft, dieser Zustand erkannt werden und durch einen Absynchronisierbefehl AB beendet werden. Dieses asynchrone Signal wird einer Zusatzsteuerung ZS zugeführt und dort ge­ speichert, um zum Zeitpunkt des Fensterpulses eine Neusyn­ chronisation zu veranlassen.

In Fig. 2 sind die für die Erfindung wichtigsten Schaltungs­ details der Synchronisierung SYN und der Zusatzsteuerung ZS angegeben. Die Synchronisierung SYN enthält eine Logikschal­ tung LS, einen Steuerteil ST und eine Synchronisierkippstufe KS, die auch als zum Steuerteil gehörig aufgefaßt werden kann. Der Logikschaltung LS wird das Rahmenkennwort RKW, ein von der Steuerung ST abgegebener Befehl zur Neusynchronisie­ rung SB und der zwischengespeicherte Absynchronisierbefehl ABS zugeführt.

Die Zusatzsteuerung ZS enthält einen Zwischenspeicher KZ zur Aufnahme des asynchronen Absynchronisierbefehl AB.

Der Neusynchronisierbefehl SB und der zwischengespeicherte Absynchronisierbefehl ABS sind über ein ODER-Gatter OD der Logikschaltung verknüpft auf den D-Eingang der Synchronisier- Kippstufe KS geführt. Beide Befehle bewirken das Setzen der Synchronisier-Kippstufe KS mit der fallenden Flanke des Fen­ sterpulses RI, wodurch die Synchronisierbereitschaft herge­ stellt wird, nachdem der eventuell vorhandener ein Bit lange Impuls RKW, der ein vorgetäuschtes Rahmenkennwort (RV, Fig. 3) signalisiert, nicht mehr wirksam.

Natürlich kann die "Synchronisierung" des Absynchronisierbe­ fehls AB auch bereits in der Zusatzschaltung ZS mit dem Fen­ sterimpuls RI oder einem diesem zugeordneten Impuls erfolgen.

Nach dem Zeitpunkt des Auftretens des vorgetäuschten Rahmen­ kennwortes und der dann hergestellten Bereitschaft zur Neusynchronisierung führt ein empfangenes Rahmenkennwort RKW über ein an den Ausgang der Synchronisier-Kippstufe ange­ schaltetes UND-Gatters UND zu einem Synchronisierimpuls SI, der den Rahmenzähler einstellt und hierdurch eine Neusynchro­ nisation bewirkt. Durch das Einstellen der Synchronisier- Kippstufe KS stellt diese die als Zwischenspeicher KZ dienen­ de Kippstufe über deren Rücksetzeingang durch ein Rücksetz­ signal RSS zurück und löscht damit den zwischengespeicherten Absynchronisierbefehl. Erst ein neuer Absynchronisierbefehl kann diese nach beendeter Synchronisierung wieder einstellen.

Auch der Steuerteil ST wird über die Neusynchronisierung informiert und beginnt mit der Überprüfung, ob das Rahmen­ kennwort periodisch auftritt.

Selbstverständlich kann der Fachmann zahlreiche Schaltungs­ varianten realisieren; ebenso kann die Synchronisierung und Zusatzsteuerung softwaremäßig realisiert werden. Auch können Eigenheiten des Absynchronisierbefehls berücksichtigt werden, beispielsweise indem nur bei einem noch vorliegenden Absyn­ chronisierbefehl eine Neusynchronisation veranlaßt wird.

Im Diagramm Fig. 3 sind die zeitlichen Zusammenhänge zwi­ schen dem Rahmenzähler des Empfangsgerätes und dem empfange­ nen Datensignal als Transformation dargestellt. Der Fenster­ puls RI wiederholt sich periodisch, ebenso treten im Digital­ signal DS periodisch das Rahmenkennwort RKW und ein vorge­ täuschtes Rahmenkennwort VR auf.

Die bekannte Aufgabe der Synchronisierung ist es, den Fensterpuls durch Steuerung des Rahmenzählers mit dem Ende des Rahmenkennungswortes RKW in Deckung zu bringen. Der zeit­ liche Abstand zwischen Fensterpuls und Rahmenkennwort beträgt T₁. Beginnt eine Neusynchronisation außerhalb dieses Zeitbe­ reiches T1, beispielsweise wenn der Absynchronisierbefehl AB zu einem Zeitpunkt t₂ gegeben wird, der gleich zum Beginn der Neusynchronisation und damit zur Überwachung führt, dann wird als nächstes Rahmenkennwort wiederum das vorgetäuschte Rah­ menkennwort VR erkannt und die Fehlsynchronisation bleibt er­ halten. Wird dagegen - wie auch bei einer durch die Synchro­ nisierung selbst veranlaßten Neusynchronisation - unmittelbar nach dem Fensterpuls mit der Neusynchronisation begonnen, wird eine richtige Synchronisierung erreicht.

Claims (2)

1. Verfahren zur Neusynchronisation eines Datenempfangsgerä­ tes, dessen Rahmenzähler (RZ) periodisch zu Beginn eines Pulsrahmens einen Fensterpuls (RI) abgibt, durch einen asyn­ chronen Absynchronisierbefehl (AB), dadurch gekennzeichnet, daß der Absynchronisierbefehl (AB) bis zum Auftreten des Fen­ sterpulses (RI) zwischengespeichert wird und erst nach seinem Auftreten eine Neusynchronisation veranlaßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur der Wechsel von passiv nach aktiv des Absynchronisie­ rungsbefehls (AB) eine Neusynchronisation veranlaßt und die Dauer der Aktivität dieses Befehls keinen Einfluß auf das Synchronisationsverhalten ausübt.