EP1010261A1 - Datenübertragungssystem mit relaisstationen zwischen einer quellstation und einer zielstation - Google Patents

Datenübertragungssystem mit relaisstationen zwischen einer quellstation und einer zielstation

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EP1010261A1
EP1010261A1 EP98951322A EP98951322A EP1010261A1 EP 1010261 A1 EP1010261 A1 EP 1010261A1 EP 98951322 A EP98951322 A EP 98951322A EP 98951322 A EP98951322 A EP 98951322A EP 1010261 A1 EP1010261 A1 EP 1010261A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
station
channel
symbol
transmission
stations
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP98951322A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Winrich Hoseit
Hans-Jürgen Meckelburg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dirc Technologie & Co KG GmbH
Original Assignee
Dirc Technologie & Co KG GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dirc Technologie & Co KG GmbH filed Critical Dirc Technologie & Co KG GmbH
Publication of EP1010261A1 publication Critical patent/EP1010261A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04B7/155—Ground-based stations
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    • H04B7/15528—Control of operation parameters of a relay station to exploit the physical medium
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    • H04Q2213/00—Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/13367—Hierarchical multiplexing, add-drop multiplexing

Definitions

  • the invention relates to a data transmission system for the digital transmission of data, for which purpose i.a. also heard language.
  • a packet-wise data transmission between the stations of a data transmission network is also known from the Internet.
  • data on packets are bundles and these packets are transmitted separately via the cheapest transmission path.
  • Such a packet transmission there are considerable delays which correspond at least to the time required for the transmission of a packet.
  • Such a packet transmission is disadvantageous for a telephone system because of the delays involved.
  • the delays would add up according to the number of stations involved in the transmission.
  • the invention has for its object to provide a decentralized digital data transmission system that allows the use of different transmission channels between two stations and keeps the delays extremely low.
  • the data transmission system is characterized in that in each station the received signals are converted from the reception channels to at least one transmission channel that differs therefrom. This means that every symbol stream arriving on a receive channel is converted to the send channels.
  • information packages are formed that consist of only one symbol.
  • a symbol is a bit. However, it can also consist of a plurality of bits that belong together, such as a letter symbol represented by 8 bits.
  • the number of bits per symbol position is constant during a transmission. At the start of the transmission, the number of bits per symbol is determined depending on the required or desired degree of transmission quality.
  • the symbol-wise implementation means that only a delay in the order of one symbol position of the symbol stream is required at each station.
  • This delay is due to the fact that there is normally no synchronization of the symbol sequence on the incoming channels and on the outgoing channels, so that a certain waiting time is required before the outgoing signal can be transmitted in synchronization with the transmission channels.
  • this delay is minimal. In practice, it is about one to two symbol positions. The delays of the individual stations add up. Because of the small delay of each individual station, the resulting total transmission delay is still acceptable.
  • the transmission channels are divided into subchannels, each of which is suitable for the transmission of a symbol stream, the symbols of all subchannels of a transmission channel being transmitted synchronously.
  • each station can receive incoming signals in all channels.
  • the outgoing subchannels can be broadcast concentrated in a single channel or in a few selected channels.
  • the symbol positions of all subchannels are transmitted synchronously in each channel, which consists of a predetermined number of subchannels.
  • Each subchannel is suitable for unidirectional data flow.
  • the data arrives the station in each subchannel of the entire channel system in a continuous data stream without being broken down into "frames" or "packets". As a result, the data stream does not need any headers or other ordering elements. Rather, each symbol of the data stream is converted to the subchannel selected for transmission within a very short time and transmitted in synchronization with the transmission channel.
  • the subchannels are allocated to a transmission channel between two stations in such a way that the transmission frequency range is dynamically adapted to the information content to be transmitted. This means that the number of subchannels per channel can vary.
  • the allocation of channels intended for the transmission is preferably carried out at a station in such a way that all transmitting subchannels of this station lie within a few channels. This significantly reduces the number of channels to be used. It should be borne in mind that if a station transmits on a channel, this channel must not be used by neighboring stations in order to avoid interference or other interference. If only one subchannel is used by a station in a channel, the entire channel is reserved for this station. Therefore, all connections that run through a particular station are preferably distributed to subchannels that are all contained in the same channel.
  • the contents of the data are synchronized in a preferred embodiment of the invention.
  • corresponding error correction bits are added to the symbol positions of the subchannels of a channel, an error correction being carried out in the receiving station.
  • error correction methods such as the FEC method (Forward Error Correction) or the ARQ method (Automatic Re-transmission Request).
  • FEC method Forward Error Correction
  • ARQ method Automatic Re-transmission Request
  • the peculiarity in the present case is that the contents of the symbol positions of the subchannels of a channel which are transmitted synchronously are used for error correction, information contents which are completely independent of one another flowing in the subchannels. This means that the error correction is carried out on the basis of bits which belong to different information and which are merely randomly located in the channel at the same time.
  • an error correction method only makes sense if a bit error rate of about 10 "3 is to be undershot. For higher bit error rates, mere error detection is sufficient to at least obtain information about the quality of the connection between the two stations involved.
  • Such an error detection can by means of a redundant fuse attachment (for example parity bit), this attachment being added to the symbol locations of all subchannels of a channel which are transmitted synchronously. the successive information content of this subchannel corresponds, with an error detection taking place in the receiving station.
  • FIG. 4 shows an example of data streams which pass through the coupling matrix from FIG. 3, and
  • FIG. 5 shows a representation of the successive symbol positions in a channel with error correction bits and error detection bits.
  • the data transmission system consists of numerous distributed stations S, each station representing a subscriber station. Each station contains a transmitting and receiving device. Two frequency bands of 12.8 MHz each are available for radio transmission of the data. Both frequency bands are separated by a duplex spacing. One frequency band is called an uplink and the other as Called downlink. To establish a connection, a channel in the uplink is used for the connection in one direction and a channel in the downlink in the connection in the other direction, so that the frequency of the two directions is completely decoupled from one another.
  • the two frequency bands are divided into a total of 1,280 channels with a spacing of 20 kHz. Of these channels, some channels are used as an information channel for connection establishment and other purposes.
  • Each of the stations can receive and transmit on any of the available channels.
  • the example of an established connection shown in FIG. 2 provides that the information transmission from S61 takes place in the channel C1, the information transmission from S60 to S63 in a channel C25 and the information transmission from S63 to the destination station S65 in a channel C12.
  • routing that is to say the selection of the stations via which the connection is to be established, and the selection of the channels is moreover carried out by means of a dialogue which the participating stations carry out among themselves. Routing and the establishment of a connection are not the subject of the present invention.
  • each symbol position represented as a box is assumed to consist of one bit.
  • Each station contains a channel register CR-1 ... CR-n for each channel Cl ... Cn.
  • the channel register CR-1 contains eight information symbol positions 1 ... 8, each of these symbol positions corresponding to a subchannel SC.
  • Channel Cl is thus divided into eight subchannels 1 ... 8.
  • Each subchannel has a bandwidth of 20 kHz, with the frequencies of all subchannels 1-8 immediately following one another.
  • a unidirectional data connection can run via a subchannel SC.
  • FIG. 3 shows the time slots for the subchannels 4 and 5 of the channel C1, in which symbols are transmitted into the channel register 1.
  • the transmission takes place at the frequency of 20 kHz in an uninterrupted symbol stream.
  • the time-synchronously received symbols (here: bits) of the subchannels of a channel reach a receive register ER1 ... ERn and from there they are transferred to the respective channel register with a delay of two symbol times CR-1 ... CR-n transmitted.
  • the channel registers CR-1 ... CR-n are each connected to the columns of the coupling matrix.
  • the coupling matrix contains n rows and m columns, each row and each column being assigned to a different subchannel or a different frequency.
  • the lines of the coupling matrix KM each correspond to a subchannel or a transmission frequency.
  • a channel register CR-1 ... CR-n is provided for each channel, which contains a symbol position for each subchannel 1 ... 8.
  • the symbol positions of all transmission-side channel registers are connected to the lines of the coupling matrix KM.
  • a transmission register SR1 ... SRn is assigned to each transmission-side channel register CR-1 ... CR-n.
  • the coupling matrix KM is designed using integrated circuit technology, the nodes at the connection points of a row and a column being able to be switched through by means of corresponding control signals. The relevant node remains switched through during a connection.
  • FIGS. 4 shows an example of the temporal course of signals which are received in the subchannels of channels C1, C2 and C3.
  • the signals received there and intended for forwarding are implemented on channel C25.
  • the station S60 it was previously determined in dialogue with the neighboring stations that the channel C25 is available for data transmission.
  • station S60 receives from station S61 in channel C1 those data which it is to pass on to station S63. Accordingly, this data is converted to channel C25 in station S60. In station S63, the same data is converted to another channel, for example C12, and transmitted to target station S65.
  • the station S60 considered here receives signals in channel C2 in the selected example from station S62. These signals are to be passed on to station S64. Channel C25 is also selected for this. Finally, signals from station S60 are to be transmitted to station S61, for which purpose another subchannel of channel C25 is selected. Everything that station S60 transmits is done on channel C25, in different subchannels. 4 shows the implementation of the data in station S60, which are received by stations S61 and S62 in channels C1 and C2. This data is converted to channel C25 in different subchannels. The time axis is designated t in each case. It can be seen from the upper line in FIG.
  • subchannels 1 ... 8 which transmit the information
  • three further bit positions for error correction bits A, B, C are added to each channel.
  • the contents of these further bit positions are evaluated in the receive register ER1 ... ERn and used for error correction of the information bits that were received simultaneously within one channel. Only the corrected information bits are entered into the corresponding channel register CR-1 ... CR-n.
  • error detection bits A, B, C are added to the eight information symbols of a channel before the entire bit set is sent. These error detection bits are generated in accordance with the content of the information symbol locations using an error detection algorithm. In the same way error reception follows after receipt of the total signal using the algorithm.
  • FIG. 5 shows the individual symbol positions for a channel with regard to their temporal profiles, the numbers 1 to 8 denoting the information symbol positions and representing subchannels. These subchannels have different frequencies.
  • the frequency f increases with increasing atomic number in FIG. 5 from left to right.
  • the three error correction bit positions A, B, C are added to the last subchannel (channel "8").
  • a further symbol position P is added to the channel after a total of eight consecutive symbols, which symbol position also contains a parity bit for each subchannel that serves for error detection.
  • the addition of the error detection bits and the error correction bits and the evaluation of these bits on the basis of the information content take place separately for each transmission link. These additional bits do not participate in the frequency conversion.
  • the assignment of the subchannels to the frequencies can be changed after each symbol step. This ensures that a jammer cannot permanently jam a subchannel.

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Abstract

Ein dezentrales digitales Datenübertragungsnetz weist zahlreiche verteilt angeordnete Stationen auf, die jeweils nur mit benachbarten Stationen einen direkten Datenverkehr durchführen können. Die zwischen einer Quellstation und einer Zielstation liegenden Stationen haben die Funktion von Relaisstationen. Die Übertragung von Station zu Station erfolgt jeweils auf unterschiedlichen Kanälen. In jeder Station findet eine Umsetzung der empfangenen Signale von einem Empfangskanal auf einen hiervon verschiedenen Sendekanal stalt. Die Umsetzung eines auf dem Empfangskanal ankommenden Symbol- oder Bitstromes auf den Sendekanal erfolgt symbol- oder bitweise, so dass die Daten in kontinuierlichem Strom übertragen werden, ohne dass bei der Umsetzung grössere Verzögerungen entstehen, wie dies bei der Paketübertragung der Fall ist. Zur Umsetzung wird eine Koppelmatrix (KM) benutzt. Jeder Kanal (C1...Cn) ist in mehrere Subkanäle (CH-1...CH-8) unterteilt. Die Zuweisung von Sendekanälen erfolgt in der Weise, dass jede Station zum Senden möglichst nur Subkanäle (SC1...SC8) benutzt, die in demselben Kanal liegen.

Description

DATENÜBERTRAGUNGSSYSTEM MIT RELAISSTATIONEN ZWISCHEN EINER QUELLSTATION UND EINER ZIELSTATION
Die Erfindung betrifft ein Datenübertragungssystem zur digitalen Übertragung von Daten, wozu u.a. auch Sprache gehört .
Aus DE 33 37 648 C2 ist ein dezentrales Datenübertragungsnetz mit zahlreichen verteilt angeordneten Stationen bekannt, bei dem eine direkte Datenübertragung nur zwischen benachbarten Stationen erfolgt. Durch ein spezielles Routing wird der Übertragungsweg von einer Quellstation zu einer Zielstation festgelegt und anschließend werden die Daten in beiden Richtungen auf unterschiedlichen Kanälen von Station zu Station weitergeleitet. Dabei senden die Stationen jeweils auf einem Kanal, der nur für die Verbindung genau zweier Stationen verwendet wird. Hierbei ist jedoch eine entsprechend angepaßte Datenrate nötig.
Ferner ist eine paketweise Datenübertragung zwischen den Stationen eines Datenübertragungsnetzes aus dem Internet bekannt. Hierbei werden Daten zu Paketen ge- bündelt und diese Pakete werden über den jeweils gün- stigten Übertragungsweg separat übermittelt. Bei einer solchen Paketübertragung treten erhebliche Verzögerungen auf, die mindestens der für die Übertragung eines Paketes benötigten Zeit entsprechen. Für ein Telefonsystem ist eine solche Paketübertragung wegen der damit verbundenen Verzögerungen ungünstig. Insbesondere bei einem dezentralen Datenübertragungsnetz, bei dem die Übertragung jeweils von Station zu Station erfolgt, würden sich die Verzögerungen entsprechend der Anzahl der an der Übertragung beteiligten Stationen summieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein dezentrales digitales Datenübertragungssystem zu schaffen, das die Benutzung unterschiedlicher Übertragungskanäle zwischen jeweils zwei Stationen ermöglicht und dabei die Verzögerungen äußerst gering hält .
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Das erfindungsgemäße Datenübertragungssystem zeichnet sich dadurch aus, daß in jeder Station die Umsetzung der empfangenen Signale von den Empfangskanälen auf mindestens einen hiervon verschiedenen Sendekanal symbolweise erfolgt. Dies bedeutet, daß jeder auf einem Empfangskanal ankommende Symbolstrom auf die Sende- kanäle umgesetzt wird. Hierbei werden gewissermaßen Informationspakete gebildet, die nur aus einem einzigen Symbol bestehen. Ein Symbol ist im einfachsten Fall ein Bit . Es kann aber auch aus einer Mehrzahl von zusammengehörenden Bits bestehen, so wie z.B. ein Buchstaben- Symbol durch 8 Bits repräsentiert wird. Innerhalb eines Subkanals ist während einer Übertragung die Anzahl der Bits pro Symbolstelle konstant. Am Beginn der Übertragung wird in Abhängigkeit von dem erforderlichen oder gewünschten Grad der Übertragungsqualität die Zahl der Bits pro Symbol festgelegt. Die symbolweise Umsetzung bedeutet, daß an jeder Station lediglich eine Verzögerung in der Größenordnung von einer Symbolstelle des Symbolstromes erforderlich ist. Diese Verzögerung hängt damit zusammen, daß eine Synchronisation der Symbolfolge auf den ankommenden Kanälen und auf den abgehenden Kanälen normalerweise nicht vorhanden ist, so daß eine gewisse Wartezeit erforderlich ist, bevor das abgehende Signal in Synchronisation mit den Sendekanälen ausgesandt werden kann. Diese Verzögerung ist jedoch minimal . In der Praxis beträgt sie etwa ein bis zwei Symbolstellen. Die Verzögerung der einzelnen Stationen addieren sich. Wegen der geringen Verzögerung jeder Einzelstation ist die sich ergebende Gesamtverzögerung auf dem Übertragungsweg immer noch akzeptabel .
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Übertragungskanäle in Subkanale aufgeteilt, von denen jeder zur Übertragung eines Symbolstromes geeignet ist, wobei die Symbole aller Subkanale eines Übertragungskanals zeitsynchron übertragen werden. Dies bedeutet, daß jede Station ankommende Signale in allen Kanälen empfangen kann. Die abgehenden Subkanale können in einem einzigen oder in wenigen ausgewählten Kanälen konzentriert ausgesendet werden. In jedem Kanal, der aus einer vorgegebenen Anzahl von Subkanälen besteht, werden die Symbolstellen sämtlicher Subkanale zeit- synchron übertragen. Jeder Subkanal ist für einen uni- direktionalen Datenfluß geeignet. Die Daten kommen an der Station in jedem Subkanal des gesamten Kanalsystems in kontinuierlichem Datenstrom an, ohne daß eine Zerlegung in "Rahmen" oder "Pakete" erfolgt. Folglich braucht der Datenstrom auch keine Header oder andere Ordnungselemente. Vielmehr wird jedes Symbol des Datenstroms nach seinem Empfang innerhalb kürzester Zeit auf den für das Senden ausgewählten Subkanals umgesetzt und in Synchronisation mit dem Sendekanal ausgesendet .
Die Zuteilung der Subkanale zu einem Übertragungskanal zwischen zwei Stationen erfolgt in der Weise, daß der Übertragungsfrequenzbereich dynamisch dem zu übertragenden Informationsgehalt angepaßt wird. Dies bedeutet, daß die Anzahl der Subkanale pro Kanal variieren kann.
Vorzugsweise erfolgt die Zuteilung für das Senden vorgesehener Kanäle bei einer Station in der Weise, daß alle sendenden Subkanale dieser Station innerhalb weniger Kanäle liegen. Somit wird die Anzahl der zu benutzenden Kanäle erheblich reduziert. Dabei ist zu berücksichtigen, daß in dem Fall, daß eine Station auf einem Kanal sendet, dieser Kanal von benachbarten Stationen nicht benutzt werden darf, um Interferenzen oder andere Störungen zu vermeiden. Wenn in einem Kanal auch nur ein Subkanal von einer Station benutzt wird, wird der gesamte Kanal für diese Station reserviert. Daher werden vorzugsweise alle Verbindungen, die über eine bestimmte Station laufen, auf Subkanale verteilt, die sämtlich in demselben Kanal enthalten sind.
Um die Fehlerwahrscheinlichkeit der Datenverbindung zu reduzieren, werden bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung den Inhalten der zeitsynchron über- tragenen Symbolstellen der Subkanale eines Kanals entsprechende Fehlerkorrekturbits hinzugefügt, wobei in der empfangenden Station eine Fehlerkorrektur erfolgt. Als Fehlerkorrekturverfahren können bekannte Verfahren angewandt werden, wie das FEC-Verfahren (Forward Error Correction) oder das ARQ-Verfahren (Automatic Re-transmission Request) . Die Besonderheit besteht im vorliegenden Fall darin, daß für die Fehlerkorrektur die Inhalte der zeitsynchron übertragenen Symbolstellen der Subkanale eines Kanals benutzt werden, wobei in den Subkanälen voneinander völlig unabhängige Informations- inhalte fließen. Dies bedeutet, daß die Fehlerkorrektur anhand von Bits durchgeführt wird, die unterschiedlichen Informationen angehören und sich lediglich zufällig an den einander zeitgleichen Positionen im Kanal befinden.
Die Anwendung eines Fehlerkorrekturverfahrens ist erst dann sinnvoll, wenn eine Bitfehlerrate von etwa 10"3 unterschritten werden soll. Für höhere Bitfehlerraten ist eine bloße Fehlererkennung ausreichend, um zumindest Aufschluß über die Qualität der Verbindung zwischen den beiden beteiligten Stationen zu erhalten. Eine solche Fehlererkennung kann durch einen redundanten Sicherungsanhang (z.B. Paritätsbit) erfolgen, wobei dieser Sicherungsanhang den zeitsynchron übertragenen Symbolstellen sämtlicher Subkanale eines Kanals hinzugefügt wird. Alternativ hierzu oder zusätzlich ist es möglich, jeweils nach Übertragung einer vorgegebenen Anzahl von Symbolstellen eines Subkanals für jeden Subkanal ein Fehlererkennungsbit zu erzeugen, das den aufeinanderfolgenden Informationsinhalten dieses Subkanals entspricht, wobei in der empfangenden Station eine Fehlererkennung erfolgt .
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung eines Teiles des Datenübertragungssystem mit den verteilt angeordneten Stationen,
Fig. 2 ein Beispiel für eine Verbindung von einer Quellstation zu einer Zielstation,
Fig. 3 eine Koppelmatrix für die Frequenzumsetzung in jeder Station,
Fig. 4 ein Beispiel von Datenströmen, die die Koppel- matrix von Fig. 3 durchlaufen, und
Fig. 5 eine Darstellung der zeitlich aufeinanderfolgenden Symbolstellen in einem Kanal mit Fehlerkorrekturbits und Fehlererkennungsbits.
Das DatenubertragungsSystem besteht aus zahlreichen verteilt angeordneten Stationen S, wobei jede Station eine Teilnehmerstelle darstellt . Jede Station enthält eine Sende- und Empfangseinrichtung. Für die Funkübertragung der Daten stehen zwei Frequenzbänder von jeweils 12,8 MHz zur Verfügung. Beide Frequenzbänder sind durch einen Duplex-Abstand voneinander getrennt . Das eine Frequenzband wird als Uplink und das andere als Downlink bezeichnet . Für einen Verbindungsaufbau wird für die Verbindung in der einen Richtung ein Kanal im Uplink und in der Verbindung in der anderen Richtung ein Kanal im Downlink benutzt, so daß beide Richtungen frequenzmäßig voneinander völlig entkoppelt sind.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Frequenzbänder von jeweils 12,8 MHz Bandbreite aufgeteilt in insgesamt 1.280 Kanäle mit einem Abstand von 20 kHz. Von diesen Kanälen werden einige Kanäle als Informationskanal für den Verbindungsaufbau und andere Zwecke benutzt. Jede der Stationen kann auf jedem der verfügbaren Kanäle empfangen und auf jedem der verfügbaren Kanäle senden.
Gemäß Fig. 1 sei angenommen, daß eine Verbindung zwischen einer Quellstation S61 und einer Zielstation S65 hergestellt werden soll. Diese Verbindung läuft über die als Relaisstationen wirkenden Stationen S60 und S63. Zusätzlich wird über die Station S60 auch noch eine Verbindung von einer Station S62 zu einer Station S64 übertragen.
Das in Fig. 2 dargestellte Beispiel einer aufgebauten Verbindung sieht vor, daß die Informationsübertragung von S61 in dem Kanal Cl erfolgt, die Informationsübertragung von S60 nach S63 in einem Kanal C25 und die Informationsübertragung von S63 zur Zielstation S65 in einem Kanal C12. Die hier besonders betrachtete Station
560 sendet in dem Kanal C25 auch noch für die Stationen
561 und S64. Das Routing, d.h. die Auswahl der Stationen, über die die Verbindung hergestellt werden soll, und die Auswahl der Kanäle erfolgt im übrigen durch einen Dialog, den die beteiligten Stationen untereinander vornehmen. Das Routing (die Wegfindung) und der Verbindungsaufbau sind nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 3 ist eine Koppelmatrix KM dargestellt, die in jeder Station enthalten ist. Bei diesem Ausführungsbei- spiel ist aus Gründen der Einfachheit jede als Kästchen dargestellte Symbolstelle als aus einem Bit bestehend angenommen .
Jede Station enthält für jeden Kanal Cl ... Cn ein Kanal- register CR-1... CR-n. Das Kanalregister CR-1 enthält acht Informations-Symbolstellen 1...8, wobei jede dieser Symbolstellen einem Subkanal SC entspricht. Der Kanal Cl ist somit in acht Subkanale 1...8 unterteilt. Jeder Subkanal hat eine Bandbreite von 20 kHz, wobei die Frequenzen aller Subkanale 1-8 unmittelbar aufeinanderfolgen. Über einen Subkanal SC kann eine unidirek- tionale Datenverbindung laufen.
In Fig. 3 sind für die Subkanale 4 und 5 des Kanals Cl die Zeitraster dargestellt, in denen Symbole in das Kanalregister 1 übertragen werden. Die Übertragung erfolgt mit der Frequenz von 20 kHz in einem ununterbrochenen Symbolstrom.
Die zeitsynchron empfangenen Symbole (hier: Bits) der Subkanale eines Kanals gelangen in ein Empfangsregister ER1... ERn und sie werden von dort mit einer Verzögerung von zwei Symbolzeiten in das jeweilige Kanalregister CR-l...CR-n übertragen. Die Kanalregister CR-l...CR-n sind jeweils mit den Spalten der Koppelmatrix verbunden. Die Koppelmatrix enthält n Zeilen und m Spalten, wobei jede Zeile und jede Spalte einem anderen Subkanal bzw. einer anderen Frequenz zugeordnet ist. Die Zeilen der Koppelmatrix KM entsprechen jeweils einem Subkanal bzw. einer Sendefrequenz. Für jeweils einen Kanal ist ein Kanalregister CR-l...CR-n vorgesehen, das für jeden Subkanal 1...8 eine Symbolstelle enthält. Die Symbol- stellen aller sendeseitigen Kanalregister sind mit den Zeilen der Koppelmatrix KM verbunden. Jedem sendeseitigen Kanalregister CR-l...CR-n ist ein Senderegister SRl...SRn zugeordnet.
Die Koppelmatrix KM ist in integrierter Schaltungstechnik ausgebildet, wobei durch entsprechende Ansteuersi- gnale die Knotenpunkte an den Verbindungsstellen einer Zeile und einer Spalte durchgeschaltet werden können. Während einer Verbindung bleibt der betreffende Knotenpunkt durchgeschaltet .
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß diejenigen Informationen, die auf dem Subkanal No . 1 von Kanal Cl empfangen wurden, auf dem Subkanal No. 2 von Kanal 25 weitergesendet werden sollen. An dem betreffenden Schnittpunkt der Koppelmatrix befindet sich ein durchgeschalteter Knotenpunkt KP, so daß das an der Stelle No . 1 des empfangenden Kanalregisters CR- 1 stehende Bit in die Stelle No. 2 des sendenden Kanal- registers CR-25 für den Kanal C25 übertragen wird. In gleicher Weise werden die im Subkanal No . 4 des Kanals C2 empfangenen Signale auf den Subkanal No. 6 des Kanals C25 übertragen und in diesem Kanal ausgesendet.
In Fig. 4 ist ein Beispiel für den zeitlichen Verlauf von Signalen angegeben, die in den Subkanälen der Kanäle Cl, C2 und C3 empfangen werden. An der betreffenden Station, beispielsweise der Station S60 von Fig. 1 und 2, erfolgt die Umsetzung der dort empfangenen und für die Weiterleitung vorgesehenen Signale auf Kanal C25. Für die Station S60 wurde zuvor im Dialog mit den benachbarten Stationen ermittelt, daß der Kanal C25 für eine Datenübermittlung verfügbar ist .
Wie bei dem gewählten Ausführungsbeispiel nunmehr aus Fig. 2 hervorgeht, empfängt die Station S60 von der Station S61 im Kanal Cl diejenigen Daten, die sie an die Station S63 weitergeben soll. Demnach werden diese Daten in der Station S60 auf den Kanal C25 umgesetzt. In der Station S63 werden dieselben Daten auf einen anderen Kanal, beispielsweise C12, umgesetzt und an die Zielstation S65 übertragen.
Die hier betrachtete Station S60 empfängt im gewählten Beispiel von der Station S62 Signale im Kanal C2. Diese Signale sollen an die Station S64 weitergegeben werden. Hierfür wird ebenfalls der Kanal C25 ausgewählt. Schließlich sollen von der Station S60 noch Signale an die Station S61 übermittelt werden, wozu ein anderer Subkanal des Kanals C25 gewählt wird. Alles, was die Station S60 sendet, erfolgt auf dem Kanal C25, und zwar in unterschiedlichen Subkanälen. In Fig. 4 ist die Umsetzung der Daten in der Station S60 dargestellt, die von den Stationen S61 und S62 in den Kanälen Cl und C2 empfangen werden. Diese Daten werden auf den Kanal C25 umgesetzt, und zwar in unterschiedliche Subkanale. Dabei ist die Zeitachse jeweils mit t bezeichnet. Aus der oberen Zeile in Fig. 4 ist erkennbar, daß die Symbolstellen, die in den Kanälen Cl, C2 und C3 übertragen werden, gegeneinander zeitversetzt sind, und zwar maximal bis zur Dauer einer Symbolstelle. Daher werden die Daten jeweils in dem Kanal- register CR-l...CR-n (Fig. 3) so lange festgehalten, bis die betreffende Symbolstelle für alle Kanäle empfangen wurde. Danach erfolgt zeitgleich eine Umsetzung in der Koppelmatrix KM auf die ausgehenden Kanäle .
Zusätzlich zu den Symbolstellen der Subkanale 1...8, die die Informationen übertragen, sind jedem Kanal noch drei weitere Bitstellen für Fehlerkorrekturbits A,B,C hinzugefügt. Die Inhalte dieser weiteren Bitstellen werden in dem Empfangsregister ERl...ERn ausgewertet und zur Fehlerkorrektur der Informationsbits benutzt, die innerhalb eines Kanales zeitgleich empfangen wurden. In das entsprechende Kanalregister CR-l...CR-n werden nur die korrigierten Informationsbits eingegeben.
In den Senderegistern SRl...SRn werden den acht Informationssymbolen eines Kanals Fehlererkennungsbits A,B,C hinzugefügt, bevor die gesamte Bitmenge gesendet wird. Diese Fehlererkennungsbits werden entsprechend den Inhalten der Informationssymbolstellen nach einem Fehler- erkennungs-Algorithmus erzeugt. In gleicher Weise er- folgt nach Empfang des Gesamtsignals die Fehlerkorrektur unter Anwendung des Algorithmus .
In Fig. 5 sind für einen Kanal die einzelnen Symbol- stellen hinsichtlich ihrer zeitlichen Verläufe dargestellt, wobei die Nummern 1...8 die Informations-Symbolstellen bezeichnen und Subkanale darstellen. Diese Subkanale haben unterschiedliche Frequenzen. Die Fre- qzuenz f steigt mit zunehmender Ordnungszahl in Fig. 5 von links nach rechts. Dem letzten Subkanal (Kanal "8") sind die drei Fehlerkorrektur-Bitstellen A,B,C hinzugefügt .
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wird in dem Kanal nach insgesamt acht aufeinanderfolgenden Symbole eine weitere Symbolstelle P hinzugefügt, die ein ebenfalls der Fehlererkennung dienendes Pari- tätsbit für jeden Subkanal enthält. Das Hinzufügen der Fehlererkennungsbits und der Fehlerkorrekturbits sowie die Auswertung dieser Bits anhand der Informationsinhalte erfolgt jeweils für jede Übertragungsstrecke separat. An der Frequenzumsetzung nehmen diese Zusatzbits nicht teil .
Alternativ zu dem obigen Ausführungsbeispiel, bei dem die Zuordnung von Subkanälen zu den Frequenzen fest ist, kann die Zuordnung der Subkanale zu den Frequenzen nach jedem Symbolschritt verändert werden. Damit wird erreicht, daß ein Störer einen Subkanal nicht dauerhaft stören kann.

Claims

PATENT/ANSPRUCHE
Datenübertragungssystem mit verteilt angeordneten Stationen (S) , die jeweils auf auswählbaren Übertragungskanälen nur mit benachbarten Stationen einen direkten Datenverkehr durchführen können, wobei ein aus aufeinanderfolgenden Symbolen bestehender Symbolstrom über den Kanal übertragen wird und wobei zwischen einer Quellstation und einer Zielstation liegende Stationen die Funktion von Relaisstationen haben,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß in jeder Station (S) eine Umsetzung der empfangenen Signale von dem jeweiligen Empfangskanal auf einen hiervon verschiedenen Sendekanal erfolgt, wobei die Umsetzung des auf dem Empfangskanal ankommenden Symbolstromes auf den Sendekanal symbolweise erfolgt .
Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungskanäle in Subkanale (SC) unterteilt sind, von denen jeder zur Übertragung eines Symbolstromes geeignet ist, und daß die Symbole aller Subkanale (SC1...SC8) eines Übertragungskanals zeitsynchron übertragen werden.
Datenübertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß den zeitsynchron übertragenen Symbolstellen der Subkanale (SC1...SC8) eines Kanals entsprechend den Informationsinhalten dieser Symbolstellen Bits (A,B,C) hinzugefügt werden, wobei in der empfangenden Station eine Fehlererkennung und/oder Fehlerkorrektur erfolgt .
Datenübertragungssystem nach Anspruch 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet, daß eine Fehlererkennung und/oder Fehlerkorrektur über eine vorgegebene Anzahl von Symbolstellen in jedem einzelnen Subkanal erfolgt .
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