DE978009C - Verfahren zur Synchronisierung von schrittweise arbeitenden Schalteinrichtungen - Google Patents

Description

gleichen Weise und im gleichen Zeitpunkt verfälscht
wird. Die Sicherheit kann jedoch dadurch noch weiter gesteigert werden, daß der Vergleich der Stellungen mehrmals durchgeführt wird.

Vorteilhaft wird bei Synchronisierung mehrerer
Register für jedes Register ein eigenes Synchronisierzeichen verwendet. Dies kann beispielsweise in der
Weise verwirklicht werden, daß mit dem Zeichen die
Nummer des Registers mit übertragen wird. Bei Ver-

Am Schalter S ist der Sender von der Nachricht (Stellung a) auf Synchronisation (Stellung b) umschaltbar. Mittels einer Wählvorrichtung W kann durch Tasten ... T₆, die beispielsweise auf die Gatter G₁-^G₆ arbeiten, dasjenige Register gewählt werden, das synchronisiert werden soll. Auf der Empfangsseite ist zur Auswahl des zugehörigen Empfangsregisters ein zusätzliches Register R₁ angeordnet, das auf die im

men, daß das Register R₁ mit 59 und das Register R₂ mit 57 Gliedern ausgestattet ist. Das Ende jedes Registers ist mit dem Anfang verbunden, so daß eine umlaufende Schaltbewegung entsteht. Die Ausgänge 5 der Register sind so verdrahtet, daß die in Fig. 2 gezeigten Synchronisierzeichen in den Registern erzeugt und als Startzeichen zur Synchronisierung der empfangsseitigen Register übertragen werden. Beispielsweise sind am Register R₁ die Ausgänge 53... 58 wendung eines kurzen Wortzeichens läßt sich die io und 1 verbunden und am Register R₂ die Ausgänge Nummer des Registers ohne weiteres in das Zeichen 50 ... 55 und 1 zusammengeschlossen. Zur leichteren einbauen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß auf Erkennung beginnt ein Synchronisierzeichen zweckder Sendeseite die Reihenfolge der Synchronisierung mäßig mit mehreren, z. B. sechs 1-Schritten. Die darder Register durch Übertragung der Registernum- auf folgenden O-Schritte beinhalten die Nummer des mern festgelegt werden kann. Damit kann die Reihen- 15 Registers, das gestartet werden soll. Der Beginn des folge der Synchronisierungen beliebig gewählt wer- nächsten 1-Schrittes ist dann das Startkommando, den, und es ist auf diese Weise möglich, den sich
durch das mehrmalige Wiederholen ergebenden Zeitverlust wieder auszugleichen. Der Zeitaufwand für
die Synchronisierung ist damit nicht höher als bei 20
Anwendung eines ohne Wiederholung gegebenen
langen Synchronisierwortes, da in diesem Falle mit
Rücksicht auf die umfangreiche Empfängerschaltung
für alle Register nur ein Wort verwendet werden

kann und der Synchronisiervorgang in einer festen 25 Startzeichen enthaltene Registernummer anspricht vorgegebenen Reihenfolge der Register ablaufen und das richtige Register, z. B. an den Gattern G₁ ... muß. G₆, einschaltet. Für die Synchronisierung der Regi-

Um den Aufwand für die Synchronisierung mehre- ster R₆ und R₆ wird kein besonderes Startzeichen rer Register weiterhin zu verringern, kann es zweck- übertragen. Der Startzeitpunkt für diese Register wird mäßig sein, den Startzeitpunkt für ein oder mehrere 30 vielmehr mittels einer Und-Schaltung U bzw. U' aus weitere Register aus bereits synchronisierten vorge- der Koinzidenz der beiden vorgeschalteten und bereits schalteten Registern zu gewinnen. Es ergibt sich da- fertig synchronisierten Registern A₄, R₅ bzw. A₄', R₅ durch der Vorteil, daß für diese weiteren Register gewonnen. Eine Prüfschaltung P überprüft auf der ein besonderes Startzeichen nicht übertragen zu wer- Empfangsseite die Synchronisierung und unterbricht den braucht. Diese Art der Synchronisierung ist 35 bei Feststellung einer Fehlsynchronisierung den Syninsbesondere für Schieberegister vorteilhaft, die häufig chronisiervorgang. Die Prüfschaltung arbeitet beiin komplizierten Rechnerschaltungen vorkommen spielsweise auf die Gatter G₁ ... G₆ und schaltet bei und die Eigenschaft haben, daß die Nullstellung im einer Fehlsynchronisierung das betreffende Register Betrieb nicht ohne weiteres erkennbar ist. Zwar ist es ab. Die Schaltung arbeitet zweckmäßig mit elektronimöglich, derartige Register auf beiden Seiten jedes- 40 sehen Schaltelementen.

mal von der Nullstellung aus zu starten. Die notwen- Eine der Möglichkeiten der Anwendung des erfindige Sicherung kann jedoch nur durch Verwendung dungsgemäßen Synchronisierverfahrens besteht darin, eines längeren Synchronisierwortes erreicht werden. daß bei der Verschlüsselung von Sprache oder TeIe-Der neue Gedanke besteht dabei darin, den Start- graphie die mehrmals hintereinander ausgesandten befehl dieses Registers überhaupt nicht zu übertragen, 45 Synchronisierzeichen für die Synchronisierung von sondern aus den bereits sicher synchronisierten vor- Rechenanordnungen zur Erzeugung von binären Zugeschalteten Registern zu gewinnen. Eine der Mög- fallszahlen benutzt werden, die auf der Sendeseite zu lichkeiten zur Realisierung dieses Gedankens besteht einer binären Nachricht addiert und auf der Empdarin, daß die Koinzidenz zweier oder mehrerer Re- · fangsseite wieder subtrahiert werden. Für die Vergister als Startzeitpunkt für ein weiteres nachgeschal- so und Entschlüsselung von binären Nachrichten werden tetes Register festgesetzt wird. Wenn sichergestellt ist, für den Sender und Empfänger synchron laufende daß diese Koinzidenz erst erfolgt, wenn die beteilig- Zufallsgeneratoren benötigt, die häufig Schieberegister ten Register sicher synchronisiert sind, dürfte die enthalten. Für die Synchronisierung der Schieberegi-Wahrscheinlichkeit einer Fehlsynchronisierung bei ster ist ein Verfahren erforderlich, das bei geringem dieser Ausführungsform des Verfahrens gering sein. 55 Aufwand eine sehr hohe Sicherung gegen durch Stör-Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an impulse ausgelöste Fehlsynchronisierungen- bietet. Da

bei diesen Verschlüsselungsverfahren die Speicherung der benötigten Menge an Zufallszahlen zu schwierig wäre, verwendet man sogenannte Pseudo-Zufallszah-⁶⁰ len, die von einem Rechner aus einer Folge von durch Lochstreifen od. dgl. eingegebenen echten Zufallszahlen hergestellt werden. Dieser Rechner kann z. B. aus einer Reihe von Schieberegistern bestehen, die so geschaltet sind, daß die Periode der Wiederkehr der

der Empfangsseite sind entsprechende Schieberegister ⁶S gleichen Zahlenfolge sehr groß ist. Durch rechtzeitiges Wechseln des Lochstreifens kann eine Wiederholung der gleichen Zeichenfolge überhaupt vermieden werden. Bei derartigen Anordnungen besteht die

Hand von Fig. 1 in einem Blockschaltbild näher erläutert. In F i g. 2 sind Beispiele für Startzeichen zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Synchronisierverfahrens gezeigt.

In dem dargestellten Beispiel sind auf der Sendeseite sechs Schieberegister R₁ ... R₆ vorgesehen, die
über Gatter G₁.. .G₆ und einem Umschalter S mit
dem Senderausgang verbunden werden können. Auf

g p g

R₁'... Rg sowie Gatter G₁ ... G₆ vorgesehen. Die
hl d Glid d Shibi

₁g _{1 6} g

Anzahl der Glieder der Schieberegister ist zweckmäßig verschieden gewählt. Als Beispiel ist angenom-

Aufgabe, beim Starten der Anlage den sende- und empfangsseitigen Rechner in Gleichlauf zu bringen. Um eine schon abgelaufene Zahlenfolge nicht zu wiederholen, muß vermieden werden, daß alle Register mehr als einmal gleichzeitig von ihrer Nullstellung S aus starten. Deshalb werden häufig bei diesen Anordnungen Schieberegister vorgesehen, die beim Sender bei Beendigung der vorhergehenden Verbindung in der zuletzt erreichten Stellung stehenbleiben und dann von dieser Stelllung aus starten müssen. Diese Register werden zweckmäßig durch mehrmals ausgesandte Synchronisierzeichen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren synchronisiert. Außerdem werden bei derartigen Zufallsgeneratoren auch Schieberegister verwendet, die bei jedem neuerlichen Verbindungsaufbau und damit bei jeder neuen Synchronisation von einer stets gleichen Ausgangsstellung starten müssen. Die letztgenannten Register werden zweckmäßig nach der Ausführungsform des Verfahrens gestartet, bei der der Startzeitpunkt aus ein oder mehreren vorgeschalteten Registern, vorzugsweise aus der Koinzidenz dieser Register gewonnen wird. Die Reihenfolge der Synchronisierung der einzelnen Register kann vorteilhaft in der zufälligen Reihenfolge des Erreichens der Nullstellungen der sendeseitigeri Register durchgeführt werden.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Nachrichtenübertragung bzw. Verschlüsselung mit einem in mehreren Pisten bzw. Spalten aufgebauten Mehrschritte-Telegraphiecode ist es zweckmäßig, die Synchronisierung pistenweise bzw. spaltenweise durchzuführen. Für das Synchronisierzeichen kann auch ein Sicherungscode benutzt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet ohne weiteres die Möglichkeit, daß die Synchronisierung der Register od. dgl. vollautomatisch durchgeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1 2 Die Erfindung bezieht sich auf die Synchronisie- Patentansprüche: rung der Stellungen von sende- und empfangsseitig angeordneten Schieberegistern od. ä. schrittweise

1. Verfahren zur Synchronisierung der Stellun- arbeitenden Schalteinrichtungen in Nachrichten- oder gen von sende- und empfangsseitig angeordneten 5 Rechenanordnungen. Bei einer derartigen Synchroni-Schieberegistern od. ä. schrittweise arbeitenden sierung ist in einer bestimmten Stellung des sende-Schalteinrichtungen in Nachrichten- oder Rechen- seitigen Registers ein Startbefehl für das empfangsanordnungen, dadurch gekennzeichnet, seitige Register zu übertragen, um zu erreichen, daß daß zur Sicherung der Synchronisierung gegen das empfangsseitige Register mit dem sendeseitigen Störzeichen ein Synchronisierzeichen mehrmals 10 Register synchron läuft. Hierbei liegt die Aufgabe hintereinander jeweils in einer bestimmten Stel- vor, Fehlsynchronisierungen zu verhindern, die auf lung, ζ. B. in der Nullstellung, des sendeseitigen Grund von Verfälschungen des Startzeichens durch Registers von der Sende- zur Empfangsseite als Störimpulse ausgelöst werden können. Der Start-Startbefehl zum Starten des empfangsseitigen Re- befehl muß deshalb so beschaffen sein, daß die Wahrgisters in der Stellung des sendeseitigen Registers 15 scheinlichkeit einer Verfälschung durch Störimpulse ausgesandt wird und daß nach dem Starten des gering ist, um ein falsches Starten des empfangsseitiempfangsseitigen Registers bei der Wiederholung gen Registers auszuschließen. Diese Sicherung kann des Zeichens die Übereinstimmung der Register- dem Grunde nach dadurch erreicht werden, daß als Stellungen ein- oder mehrmals überprüft und bei Startbefehl ein stark redundantes Wortzeichen durchNichtübereinstimmung, z. B. bei einem falschen 20 gegeben wird. Um eine genügende Sicherung zu erStart auf Grund einer Verfälschung des Synchro- reichen, muß dieses Wort jedoch aus etwa 40 bis 60 nisierzeichens durch Störimpulse, durch die Zeichenelementen bestehen, damit Störimpulse keinen nächste Wiederholung des Zeichens das Register Einfluß auf den Synchronisiervorgang haben. Der von neuem gestartet wird. Aufwand für die Synchronisierung mit einem der-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 25 artigen, zwar störungssicheren, jedoch sehr umfangkennzeichnet, daß als Synchronisierzeichen ein reichen Zeichen ist insbesondere auf der Empfangskurzes Zeichen verwendet wird, das nur aus seite beträchtlich.

wenigen Zeichenelementen besteht. Durch die Erfindung wird ein Synchronisierver-

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden fahren vorgeschlagen, bei dem diese Mängel überAnsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei 30 wunden sind und die Sicherung gegen Störungen mit Synchronisierung mehrerer Register für jedes Re- wesentlich geringerem Aufwand erreicht wird. Das gister ein eigenes Synchronisierzeichen verwendet erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß zur wird, z. B. indem mit dem Zeichen die Nummer Sicherung der Synchronisierung gegen Störzeichen des Registers mit übertragen wird. ein Synchronisierzeichen mehrmals hintereinander je-

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge- 35 weils in einer bestimmten Stellung, z. B. in der Nullkennzeichnet, daß auf der Sendeseite die Reihen- stellung, des sendeseitigen Registers von der Sendefolge der Synchronisierung der Register durch zur Empfangsseite als Startbefehl zum Starten des Übertragung der Registernummern festgelegt wird. empfangsseitigen Registers in der Stellung des sende-

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden seitigen Registers ausgesandt wird und daß nach dem Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der 40 Starten des empfangsseitigen Registers bei der Wie-Startzeitpunkt für ein oder mehrere weitere Regi- derholung des Zeichens die Übereinstimmung der ster aus bereits synchronisierten vorgeschalteten Registerstellungen ein- oder mehrmals überprüft und Registern, vorzugsweise aus der Koinzidenz zweier bei Nichtübereinstimmung, z. B. bei einem falschen oder mehrerer Register, gewonnen wird. Start auf Grund einer Verf älschng des Synchronisier-

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden 45 zeichens durch Störimpulse, durch die nächste Wie-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der derholung des Zeichens das Register von neuem geVerschlüsselung von Sprache oder Telegraphic startet wird.

die mehrmals hintereinander ausgesandten Syn- Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be-

chronisierzeichen für die Synchronisierung von steht darin, daß als Synchronisierzeichen ein kurzes Rechenanordnungen zur Erzeugung von binären 5° Zeichen venvendet werden kann, das nur aus weni-Zufallszahlen benutzt werden, die auf der Sende- gen Zeichenelementen besteht. Es wird beispielsweise seite zu einer binären Nachricht addiert und auf ein kurzes Wort von maximal 12 bit als Startbefehl der Empfangsseite wieder subtrahiert werden. verwendet, das mehrmals, z. B. acht- bis zehnmal,

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden ausgesandt wird. Beim ersten Befehl startet das entAnsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei 55 sprechende Register auf der Empfangsseite. Bei der Telegraphiecode die Synchronisierung pistenweise ersten Wiederholung des Befehls wird auf der Emp- bzw. spaltenweise durchgeführt wird. fangsseite festgestellt, ob der Befehl mit der Start-

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden stellung, ζ. B. der Nullstellung des Registers, überAnsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für das einstimmt. Ist das der Fall, so ist die Synchronisie-Synchronisierzeichen ein Sicherheitscode benutzt ⁶° rung dieses Registers beendet. Wenn jedoch einer wird. der beiden Befehle durch einen Störimpuls verfälscht

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden worden ist, so ergibt sich keine Übereinstimmung. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Das Register wird daraufhin gelöscht, und mit der Synchronisierung vollautomatisch durchgeführt zweiten Wiederholung des Startbefehls beginnt die wird. 65 Synchronisierung von neuem. Die Sicherheit dieses

Verfahrens ist sehr groß, da es außerordentlich unwahrscheinlich ist, daß durch einen Störimpuls zweimal hintereinander das Synchronisierzeichen in der