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Verfahren zur Prüfung von Datenübertragungen auf Störungsfreiheit
Auf übertragungskanälen treten additive Störungen sowie multiplikative Störungen
in Form von Pegelschwankungen statistisch verteilt auf. Werden diese Kanäle zur
Datenübertragung verwendet, dann verursachen die Störungen übertragungsfehler. Ist
eine sehr kleine Fehlerwahrscheinlichkeit gefordert, dann müssen technische Mittel
vorgesehen werden, die diese Fehler erkennen und eventuell korrigieren. Zu diesem
Zweck setzt man die bekannten fehlererkennenden oder korrigierenden Code ein.
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Diese Code können aber nur bestimmte Fehlerkonfigurationen erkennen
und verlieren schnell ihre Wirksamkeit, sobald eine bestimmte Anzahl von Fehlern
in einer vorgegebenen Informationsmenge überschritten wird. Es ist bekannt, in diesem
Fall am Empfangsort eine Erkennung der Störungen durchzuführen und bei Auftreten
einer Störung die Wiederholung der Information zu fordern, die in der gestörten
Zeit am Empfangsort eintraf; dies kann beispielsweise geschehen, indem die empfangenen
Signale mit zwei Schwellwerten verglichen werden, bei deren Unter- bzw. überschreiten
eine Störungsanzeige ausgelöst und damit eine Wiederholung der Information herbeigeführt
wird.
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Ein derartiger Stördetektor ist vor allem in den Fällen anwendbar,
in denen Phasenumtastung als Modulationsart der Datenübertragung gewählt wird. Die
Schwankungen der Impulsamplituden, die durch lineare Verzerrungen der Filter und
des übertragungskanals entstehen, sind bei dieser Modulationsart relativ gering,
so daß keine besonders großen Schwellenabstände gewählt werden müssen und der Stördetektor
damit eine große Anzeigeempfindlichkeit für additive und multiplikative Störungen
aufweist.
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Ein derartiger Stördetektor ist jedoch für den Fall nicht ohne weiteres
anwendbar, daß die Informationsübertragung durch geträgerte Impulse erfolgt, wobei
die Information in der Frequenz der Impulsträger liegt. Bei der Datenübertragung
auf Fernsprechkanälen ist nämlich damit zu rechnen, daß für die beiden Signalfrequenzen
- bei einer Zweifrequenzumtastung - hohe Dämpfungsun ' terschiede
in der Größenordnung von 10 db und mehr auftreten können. Damit ist aber
eine starke Schwankung der Amplituden des Empfangssignals verbunden. Man müßte daher
sehr große Schwellenabstände bei dem Stördetektor wählen, da sonst auch ohne das
Auftreten von additiven oder multiplikativen Störungen eine Störanzeige erfolgen
würde. Große Schwellenabstände wiederum bedeuten aber eine geringe Empfindlichkeit
der Störanzeige. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einem Verfahren
zur Prüfung von Datenübertragungen auf Störungsfreiheit, bei dem die empfangenen
Signale mit einer unteren und einer oberen Schwelle verglichen werden, bei deren
Unter-bzw. überschreiten eine Störungsanzeige ausgelöst wird, ein Verfahren zu schaffen,
das auch bei einer Datenübertragung mittels Frequenzumtastung eine Störungsanzeige
mit hoher Empfindlichkeit erlaubt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß bei einer Datenübertragung mittels Frequenzumtastung die Gesamtempfangsenergie
in einzelnen Teilfrequenzbändern getrennt empfangen wird und daß eine Störungsanzeige
ausgelöst wird, wenn in einem der Frequenzbänder die Empfangsenergie die obere Schwelle
überschreitet oder wenn in allen Frequenzbändem gleichzeitig die Empfangsenergie
die untere Schwelle unterschreitet.
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Dabei hat es sich als günstig erwiesen, daß der Vergleich der empfangenen
Signale mit den Schwellwerten nur innerhalb bestimmter festgelegter Zeitintervalle
erfolgt. Weiterhin hat es sich, insbesondere bei Datenübertragungen mittels Wählverbindungen
über Fernsprechleitungen, als günstig erwiesen, daß die Schwellen jeweils aus dem
zeitlichen Mittelwert des Empfangspegels in den einzelnen Teilfrequenzbändern abgeleitet
werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren soll im folgenden an Hand der in den
F i g. 1 bis 3 gezeigten Darstellungen näher erläutert werden.
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In der F i g. 1 ist der Dämpfungsverlauf eines übertragungskanals
über der Frequenz dargestellt. Die Frequenzumtastung erfolgt zwischen den Frequenzen
f, und f, für die in dem gezeigten Beispiel der übertragungskanal einen Dämpfungsunterschied
von 10 db aufweist. Auf der Empfangsseite wird
demnach eine
Impulsfolge als Empfangssignal E aufgenommen, deren Spannungsverlauf in der
F i g. 2 a dargestellt ist. Dabei sind die Impulsamplituden der zu den Zeiten
t3 und t. empfangenen, mit der Frequenz fl geträgerten Impulse wesentlich höher
als die der zu den Zeiten t" t2 und t4 empfangenen, -mit der Frequenz f2 geträgerten
Impulse. Wie aus der F i g. 2 a ersichtlich, müßtenin diesem Fall hohe Schwellenabstände
gewählt werden, um nicht schon bei'Ab-,rungsanzeige wesenheit von echten Störungeii.eine
Stö durch die unterschiedlichen Impulsamplituden zu erzielen. Wird jedoch erfindungsgemäß
die Empfangsenergie in zwei Teilfrequenzbändern getrennt empfangen und eine getrennte
Prüfung auf Störungsfreiheit in den beiden Teilfrequenzbändem vorge-nommen,
wobei das Ergebnis durch eine anschließende logische Schaltung analysiert wird,
so ist es auch in äiesem Fall möglich, durch Vergleich der empfangenen Signale
mit einer unteren und einer oberen eine sehr empfindliche Störungsanzeige durchzuführen.
Wie die F i g. 2 b und 2 c zeigen, erfolgt eine getrennte Prüfung
auf Störungsfreiheit für die Impulse der Frequenz fl und die der Frequenz f2. Dabei
werden'die demodulierten Empfangssignale E,1 der Frequenz f, mit der oberen Schwelle
S, , und mit der unteren Schwelle S" , verglichen, während die demodulierten
Empfangssignale E,' der Frequenz f2 mit der oberen Schwelle S" und mit der
unteren Schwelle S" , verglichen werden. Eine Störungsanzeige wird immer dann ausgelöst,
wenn entweder die Schwelle S" , oder die Schwelle S, 2 überschritten
wird oder wenn gleichzeitig die Schwelle S" , und die Schwelle S. 2 unterschritten
-werden.
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In der F i g. 3 ist eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens dargestellt. Das geträgerte Empfangssignal E gelangt einerseits
zum Eingang des Datenempfängers 1 und andererseits auf die Eingänge eines
Bandfilters 2 mit der Frequenz fl als Mittenfrequenz und eines Bandfilters
5 mit der Frequenz f2 als Mittenfrequenz. Vom Ausgang des Bandfilters 2 gelangt
das gefilterte Empfangssignal über einen Gleichrichter 3 zur Demodulation
und nach einer eventuell notwendigen Verstärkung als Empfangssignal Ei-' auf den
Eingang eines Komparators 4, in dem das Empfangssignal mit einer oberen und einer
unteren Schwelle verglichen werden kann. Dabei werden die Schwellen mittels eines
Regelgliedes 8 aus dem zeitlichen Mittelwert des EmpfangspegeIs abgeleitet.
Ein Vergleich des Signals Ei mit den Schwellwerten wird nur zu be stimmten,
durch einen von dem Datenempfänger 1
gegebenen Takt zu festgelegten Zeiten
durchgeführt. Ganz analog wird das gefilterte Ausgangssignal des Filters
5 über einen Gleichrichter 6 nach einer eventueR notwendigen Verstärkung
einem Komparator 7
als Empfangssignal E.' zugeführt, wobei eine Regelung der
Schwellen mittels des Regelgliedes 9 entsprechend dem zeitlichen Mittelwert
des Empfangspegels erfolgt. Ein zum Vergleich der empfangenen Signale-mit den SchweRwerten
geeigneter Komparator ist -beispielsweise in der deutschen Patentschrift
1174 361 beschrieben. Ein solcher Komparator besitzt einen Ausgang
0 und einen Ausgang U, an denen Signale abgreifbar sind, falls die
obere Schwelle überschritten bzw. die untere Schwelle unterschritten wird. Die Ausgänge
U der Komparatoren 4 und 7 sind über eine Und-Schaltung mit einem
Eingang einer nachfolgenden Oder-Schaltung verbunden, deren beide andere Eingänge
mit den Ausgängen 0 der Komparatoren 4 und 7 verbunden sind. Auf diese
Weise ist am Ausgang der Oder-Schaltung ein Wiederholsignal abgreifbar, wenn in
einem der Frequenzbänder die Empfangsenergie die obere Schwelle überschreitet oder
wenn in beiden Frequenzbändem gleichzeitig die Einpfangsenergie die untere Schwelle
unterschreitet.