DE2247662B2

DE2247662B2 - Verfahren zur gesicherten datenuebertragung

Info

Publication number: DE2247662B2
Application number: DE19722247662
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl.-Ing. 8000 München Bochmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-09-28
Filing date: 1972-09-28
Publication date: 1977-06-23
Also published as: DE2247662A1

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur gesicherten Datenübertragung über störanfällige Nachrichtenverbindungen, bei dem auf der Sendeseite eine Sicherungseinrichtung und ein Verwürfler und auf der Empfangsseite eine Fehlererkennungseinrichtung und ein Entwürfler angeordnet sind.

Bei der Datenübertragung über störanfällige Übertragungsstrecken oder bei der Übertragung mit möglichst großer Sicherheit gegenüber Verfälschungen ist es bekannt, die binär codierten Daten zusätzlich zu sichern. Dabei werden zum Teil spezielle Codes angewendet, die eine Fehlererkennung ermöglichen, wie beispielsweise bei Block-Codes oder bei convolutionellen Codes. Andere Möglichkeiten der Sicherung sind die Bildung eines Paritätsbits oder die Kreuzsicherung. Dabei werden Systeme angewendet, bei denen eine automatische Fehlerkorrektur durch Rückfrage und Wiederholung der gestörten Datenzeichen erfolgt oder nach der Fehlererkennung eine automatische Rekonstruktion der gefälschten Daten am Empfangsort erfolgt.

Zur codeunabhängigen Übertragung werden in den bekannten Systemen Verwürfler und Entwürfler eingefügt. Dabei werden die binär codierten Daten auf der Sendeseite zuerst der Sicherungseinrichtung und dann dem Verwürfler zugeführt und auf der Empfangsseite wird das binär codierte Empfangssignal zuerst dem Entwürfler und erst dann der Fehlererkennungseinrichtung, die eine Rückfrage und Wiederholung oder eine Korrektur der gefälschten Daten auslöst, zugeführt.

Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Übertragungssystem mit Verwürfler und Sicherungseinrichtung auf der Sendeseite und Entwürfler und Fehlererkennungseinrichtung auf der Empfangsseite zu verbessern.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die binär codierten Daten auf der Sendeseite unmittelbar am Verwürfler anliegen und das Ausgangssignal des Verwürflers der Sicherungseinrichtung zugeführt wird und daß auf der Sendeseite das; binär codierte Empfangssignal unmittelbar an der Fehlererkennungseinrichtung anliegt und das Ausgangssignal der Fthlererkennungseinrichtung dem Entwürfler zugeführt wird, an dessen Ausgang die binären Daten entstehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, auf einfache Weise lediglich durch Vertauschen von Verwürfler und Fehlersicherungseinrichtung auf der Sendeseite und Entwürfler und Fehlererkennungseinrichtung auf der Empfangsseite die Fehlersicherheit wesentlich zu erhöhen. Die Erniedrigung der Fehlerhäufigkeit kann auch bei bestehenden und in Betrieb befindlichen Datenübertragungsgeräten, insbesondere Modems auf einfache Weise durchgeführt werden. Die Erhöhung der Sicherheit bei der Datenübertragung wirkt sich besonders vorteilhaft bei Datenübertragungssystemen mit Vorwärtskorrektur aus.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Prinzipschaltbildern, die in den Figuren dargestellt sind, erläutert.

Fig. 1 zeigt im Prinzip das bekannte Datenübertragungssystem.

Fig. 2 zeigt die prinzipielle Anordnung gemäß der Erfindung.

In der F i g. 1 ist ein bekanntes Datenübertragungssystem mit dem Verwürfler auf der Sendeseite und dem Entwürfler auf der Empfangsseite dargestellt. Bei der gesicherten Übertragung werden die binär codierten Daten auf der Sendeseite der Sicherungseinrichtung zugeführt, die gemäß dem gewählten Sicherungsprinzip, beispielsweise durch eine bestimmte Codierung eine Sicherung der zu übertragenden Daten vornimmt. Über die Klemme Egelangen die gesicherten binär codierten Daten an den Verwürfler VW. Der Ferwürfler codiert die Sendedaten in eine Bitfolge um, deren Frequenzspektrum dem eines Quasi-Zufallstextes entspricht. Auf der Empfangsseite wird nach dem Entwürfler die ursprüngliche binäre Bitfolge zurückgebildet. Bei der Anwendung von Verwürfler und Entwürfler wird eine gleichmäßige spektrale Belegung innerhalb des Übertragungsfrequenzbandes erreicht, so daß das Auftreten diskreter Linien hoher Amplitude im Sendespektrum vermieden wird. Gleichzeitig werden viele gleichmäßig verteilte Signalübergänge geschaffen, so daß die Synchronisierung des Empfangstaktes wesentlich verbessert wird. Das Ausgangssignal des Verwürflers gelangt an den Modulator M, der die Bitfolge in ein irägerfrequentes Signal umsetzt und über die Übertragungsslrecke Ü aussendet. Auf der Empfangsseite gelangt das empfangene Signal an den Demodulator D, der ein binär codiertes Empfangssignal bildet, das unmittelbar dem Enlwürfler EW zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Entwürflers gelangt über die Klemme A an die Fehlererkennungsschaltung. Je nach dem verwendeten Sicherungsprinzip wird eine Rückfrage und Wiederholung oder eine Rekonstruktion der gefälschten Datenzeichen ausgelöst. Am Ausgang der Sicherungseinrichtung entstehen die übertragenen Daten in binär codierter Form, die an die Datenendeinrichtung zur Aufzeichnung weitergegeben werden.

Die bekannten Verwürflerschaltungen sind aus rückgekoppelten Schieberegistern aufgebaut, wobei über Modulo 2-Addierer die binären Sendedaten zugeführt werden. Die Entwürflerschaltungen müssen

ohne Rückkopplung ausgeführt werden, damit eine Übertragungsstörung nur eine endliche Anzahl von gestörten Bits zur Folge hat Ein Verwürfler, wie er in Fig.) dargestellt ist bewirkt bei einem auf dem Übertragungsweg gestörten Bit daß drei gefälschte Bits an der Klemme A abgegeben werden. Generell gilt die Verdreifachung jedoch nicht, da sich kurz aufeinanderfolgende Störungen, beispielsweise bei Bündelstörungen im Schieberegister infolge der Verknüpfung durch den Modulo-2-Addierer teilweise überlagern. Das ι ο bekannte Übertragungssystem hat also den Nachteil, daß jedes auf dem Übertragungsweg gefälschte Bit am Ausgang des Entwürflers drei oder mehr Bitfehler bewirkt Die jeweilige Vervielfachung hängt von der schaltungstechnischen Realisierung des Verwürflersund >s des Entwürflers bzw. vom verwendeten Polynom ab. Eine Sicherungseinrichtung für die Vorwärtsfehlerkorrektur, die vorwiegend ein oder zwei gefälschte Bits innerhalb eines Zeichens oder eines Blockes korrigieren kann, ist damil jedoch überfordert, so daß keine Korrekturmöglichkeit mehr besteht. Dieser Nachteil wird nach der Anordnung in Fig.2 vermieden, die im Prinzip das neue Verfahren zeigt

Die binär codierten Sendedaten gelangen über die Klemme £ unmittelbar an den Verwürfler VW, dem die :.s sendeseitige Sicherungseinrichtung SS nachgeschaltet ist. Das Ausgangssignal der Sicherungseinrichtung steuert den Modulator M, der das Datensignal in Form von trägerfrequenten Signalen über die Übertragungsstrecke O aussendet Auf der Empfangsseite gelangt das im Demoduiator D zurückgebildete binäre Empfangssignal zuerst an die Fehlererkennungseinrichtung £"5 und dann erst an den Entwürfler EW. Am Ausgang A entstehen dann die übertragenen binären Datensignale. Bei einer auftretenden Störung auf der Übertragungsstrecke werden die gefälschten Bits nach der Demodulation zuerst in der Fehlererkennungsschaltung ES erkannt und korrigiert, bevor sie dem Entwürfler EW zugeführt werden. Im Entwürfler werden also nur noch diejenigen Bitfehler vervielfacht, die von der Fehlererkennungseinrichtung ohnehin nicht erkannt oder nicht richtig korrigiert werden konnten. Diese Restfehler können in keinem Fall vermieden werden. Sie stellen die Grenze für die Fehlerhäufigkeit dar. Die Restfehler sind jedoch bei dieser Ausbildung des Übertragungsverfahrens wesentlich geringer als beim Übertragungssystem nach Fig. 1, da die Mehrzahl der Fehler durch die Fehlererkennungseinrichtung beseitigt werden, so daß eine Vervielfachung durch den Entwürfler und damit eine Verringerung der richtigen Korrekturmöglichkeit nicht auftritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur gesicherten Datenübertragung über störanfällige Nachrichtenverbindungen, bei dem auf der Sendeseite eine Sicherungseinrichtung und ein Verwürfler und auf der Empfangsseite eine Fehlererkennungseinrichtung und ein Entwürfler angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die binär codierten Daten auf der Sendeseite unmittelbar am Verwürfler anliegen und das Ausgangssignal des Verwürflers der Sicherungseinrichtung zugeführt wird und daß auf der Empfangsseite das binär codierte Empfangssignal unmittelbar an der Fehlererkennungseinrichtung anliegt und das Ausgangssignal der Fehlererkennungseinrichtung dem Entwürfler zugeführt wird, an dessen Ausgang die binären Daten entstehen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sicherungseinrichtung auf der Sendeseite eine Codierung in einem fehlererkennenden Code erfolgt und daß in der Fehlererkennungseinrichtung auf der Enpfangsseite die als fehlerhaft erkannten Bits korrigiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer unsicheren Rekonstruktion in der Fehlererkennungseinrichtung die Wahrscheinlichkeit der richtigen Rekonstruktion der gefälschten Bits angezeigt wird.

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