Beschreibung

Verfahren, Vorrichtung und System zur Verarbeitung einer Dateneinheit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung sowie ein System zur Verarbeitung einer Dateneinheit.

Eine Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen bzw. Kommunikationssystemen übertragen Daten von einem Sender zu einem Empfänger in Form von (Daten-) Telegrammen oder Dateneinheiten mit fester oder veränderlicher Länge.

Vorzugsweise weist eine derartige Dateneinheit einen Dateikopf oder Header auf, der Metadaten umfasst betreffend z.B. einen Typ der Dateneinheit, einen übertragungsmodus, ein Dateiformat oder eine Länge der Dateneinheit.

Insbesondere weil der Header generische Metadaten umfasst, die für mehrere Teile, z.B. Datenblöcke, der Dateneinheit maßgeblich sind, ist es wichtig, dass der Header möglichst fehlerfrei von dem Empfänger erkannt werden kann.

Insofern werden bei der übertragung von Dateneinheiten mit variablen Formaten der Header sowie weitere Datenblöcke der Dateneinheit jeweils mit einer eigenen Prüfzeichenfolge übertragen. Beim Empfänger wird anhand der empfangenen Daten eine Prüfzeichenfolge gemäß einer vorgegebenen Berechnungsvorschrift ermittelt und mit der empfangenen Prüfzeichenfolge verglichen. Stimmen die beiden

Prüfzeichenfolgen nicht überein, wird die Dateneinheit verworfen .

Hierbei ist es jedoch von Nachteil, dass mindestens ein Fehler in der Dateneinheit unerkannt bleiben kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere einen Vorschlag anzugeben, anhand dessen ein Fehler in einer empfangenen Dateneinheit mit hoher Sicherheit erkannt werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zur Verarbeitung einer Dateneinheit, die mindestens zwei Datenblöcke umfasst, angegeben,

- wobei die Dateneinheit mindestens zwei Prüfzeichenfolgen umfasst;

- wobei mindestens eine der Prüfzeichenfolgen basierend auf mindestens zwei Datenblöcken bestimmt wird.

Hierdurch kann eine Restfehlerwahrscheinlichkeit für eine übertragene bzw. empfangene Dateneinheit reduziert werden, ohne dass dabei die Datenmenge für die Dateneinheit selbst vergrößert wird.

Eine Weiterbildung besteht darin, dass mindestens zwei der mindestens zwei Datenblöcke je eine Prüfzeichenfolge umfassen .

Somit kann insbesondere jeder Datenblock eine Prüfzeichenfolge umfassen.

Auch ist es eine Weiterbildung, dass die mindestens zwei Prüfzeichenfolgen und/oder die mindestens zwei Datenblöcke in der Dateneinheit verteilt sind.

Die Prüfzeichenfolgen sowie die Datenblöcke können flexibel und nach vielfältigen Mustern oder Regeln in der

Dateneinheit verteilt angeordnet sein. Insbesondere kann eine Dateneinheit und/oder eine Prüfzeichenfolge auch in Einzelteile zerlegt werden und diese Einzelteile können nach einem vorgegebenen Muster bzw. nach einer vorgegebenen Vorschrift innerhalb der Dateneinheit verteilt werden bzw. verteilt angeordnet sein.

Insbesondere ist es somit eine Weiterbildung, dass eine Prüfzeichenfolge unterteilt wird.

Eine andere Ausgestaltung besteht darin, dass die mindestens zwei Prüfzeichenfolgen und die mindestens zwei Datenblöcke gemäß einer vorgegebenen Regel in der Dateneinheit verteilt sind/werden.

Somit kann der hierin beschriebene Ansatz als ein Kryptographieverfahren, insbesondere als ein Verfahren zur Verschlüsselung und/oder zur Entschlüsselung eingesetzt werden. Die vorgegebene Regel ist vorzugsweise auf der Seite eines Senders sowie auf der Seite eines Empfängers bekannt und ermöglicht bei dem Empfänger eine korrekte Zusammensetzung der Daten der Dateneinheit. Diesbezüglich ist auch möglich, die Regel zur Verschlüsselung (Verwürfelung) der Komponenten der Dateneinheit von dem Sender zu dem Empfänger (oder umgekehrt) zu übertragen. Dies kann auf demselben oder auf einem separaten Kanal erfolgen .

Insbesondere können symmetrische Verschlüsselungsverfahren als auch asymmetrische Verschlüsselungsverfahren realisiert werden .

Eine Weiterbildung ist es, dass die Prüfzeichenfolge basierend auf Daten des zu der Prüfzeichenfolge gehörigen Datenblocks sowie auf Daten mindestens eines weiteren Datenblocks ermittelt wird.

Eine andere Weiterbildung ist es, dass die Prüfzeichenfolge basierend auf den Datenblöcken der Dateneinheit ermittelt wird.

So kann beispielsweise die Prüfzeichenfolge basierend auf allen (vorhergehenden) Datenblöcken der Dateneinheit bestimmt werden.

Insbesondere ist es eine Weiterbildung, dass die Dateneinheit ein Datentelegramm ist.

Auch ist es eine Weiterbildung, dass ein Datenblock einen Informationsblock und die Prüfzeichenfolge umfasst, wobei die Prüfzeichenfolge basierend auf dem Informationsblock des jeweiligen Datenblocks bestimmt wird.

Ferner ist es eine Weiterbildung, dass die Verarbeitung der Dateneinheit eine Detektion oder einen Empfang der Dateneinheit und/oder eine Vervielfältigung der Dateneinheit umfasst.

Insbesondere kann anhand des hier vorgeschlagenen Ansatzes eine Speicherung von Information, eine Verschlüsselung, eine Entschlüsselung und/oder eine Vervielfältigung von Information erfolgen.

Es ist eine Ausgestaltung, dass die Dateneinheit detektiert wird, nachdem diese vollständig empfangen wurde.

Im Rahmen einer zusätzlichen Weiterbildung umfasst die Verarbeitung der Dateneinheit eine Erzeugung oder eine übertragung der Dateneinheit.

Somit ist es möglich, dass das beschriebene Verfahren sowohl auf der Seite eines Empfängers, einem Messgerät oder einer Vorrichtung zur Informationsgewinnung durchgeführt wird.

Weiterhin kann das Verfahren auch auf einem Generator, z.B. einem Sender ablaufen.

Eine nächste Weiterbildung besteht darin, dass zur Ermittlung der Prüfzeichenfolge ein

Blockcodierungsverfahren, ein Faltungscodierungsverfahren oder ein sonstiges Codierungsverfahren, insbesondere ein CRC-Verfahren, eingesetzt wird.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Vorrichtung zur Verarbeitung einer Dateneinheit umfassend eine Prozessoreinheit und/oder eine zumindest teilweise festverdrahtete Schaltungsanordnung, die derart eingerichtet ist, dass das Verfahren wie hierin beschrieben durchführbar ist.

Besagte Prozessoreinheit kann jede Art von Prozessor oder Rechner oder Computer mit entsprechend notwendiger Peripherie (Speicher, Input/Output-Schnittstellen, EinAusgabe-Geräte, etc.) sein oder umfassen. Eine solche Prozessoreinheit kann insbesondere in einem

Kommunikationsgerät vorgesehen sein, das insbesondere einen Empfänger (Receiver) oder einen Transceiver aufweist.

Weiterhin kann eine festverdrahtete Schaltungseinheit, z.B. ein FPGA oder ein ASIC oder eine sonstige integrierte Schaltung vorgesehen sein. Insbesondere können elektronische, elektromagnetische, akustische oder sonstige Elemente vorgesehen sein, um unterschiedliche Signale zu erkennen und/oder zu verarbeiten.

Insbesondere kann die Vorrichtung somit eine Einheit zur parallelen Verarbeitung von Signalen und/oder eine Einheit zur seriellen Verarbeitung von Signalen umfassen.

Die Vorrichtung kann umfassen oder ausgeführt sein als ein Messgerät, ein Diagnosegerät, ein Zähler, ein Informationsgewinnungsgerät, ein Regelungs- oder Steuerungsgerät und/oder ein entsprechendes System.

Die Vorrichtung kann in der Energietechnik eingesetzt werden .

Es ist eine Weiterbildung, dass die Vorrichtung ein Kommunikationsgerät ist, wobei das Kommunikationsgerät mit einem weiteren Kommunikationsgerät Signale über eine Kommunikationsverbindung, die zumindest teilweise ein Stromnetz umfasst, austauscht.

Weiterhin wird zur Lösung der Aufgabe ein System angegeben umfassend eine Vorrichtung wie hierin beschrieben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen dargestellt und erläutert.

Fig.l zeigt eine Dateneinheit mit mehreren Datenblöcken, wobei jeder Datenblock eine Informationseinheit und eine Prüfzeichenfolge umfasst;

Fig.2 zeigt eine Dateneinheit mit mehreren Datenblöcken und mehreren Prüfzeichenfolgen, wobei die Datenblöcke und die Prüfzeichenfolgen innerhalb der Dateneinheit verteilt angeordnet sind.

Fig.l zeigt eine Dateneinheit 101 oder ein Datentelegramm umfassend mehrere Datenblöcke 102, 103 und 104.

Jeder Datenblock 102, 103 und 104 umfasst beispielhaft einen Informationsblock und eine Prüfzeichenfolge.

So umfasst die Dateneinheit 101 in Fig.l - den Datenblock 102 umfassend

- einen Informationsblock 105 und eine Prüfzeichenfolge 106

- den Datenblock 103 umfassend

- einen Informationsblock 107 und eine Prüfzeichenfolge 108

- den Datenblock 104 umfassend

- einen Informationsblock 109 und eine Prüfzeichenfolge 110.

Entsprechend können zwischen dem Datenblock 103 und dem Datenblock 104 eine beliebige Anzahl weitere Datenblöcke vorgesehen sein.

Die jeweilige Prüfzeichenfolge kann anhand verschiedener Regeln ermittelt werden.

Ein Beispiel für die Bestimmung einer Prüfzeichenfolge ist eine zyklische Redundanzprüfung (CRC - Cylcic Redundancy Check) .

Insbesondere zur Reduzierung möglicher unerkannter Fehler in der Dateneinheit werden redundante Prüfzeichenfolgen vorgeschlagen, wobei jeder Datenblock eine Prüfzeichenfolge umfasst, die sich auf alle oder einen Teil der Informationsblöcke und/oder auf alle oder einen Teil der Datenblöcke vorheriger Datenblöcke bezieht.

In dem Beispiel gemäß Fig.l bezieht sich die Prüfzeichenfolge 106 auf den Informationsblock 105, die Prüfzeichenfolge 108 wird basierend auf den

Informationsblöcken 105 und 107 bestimmt und die Prüfzeichenfolge 110 beruht auf den Informationsblöcken 105, 107, 109 und ggf. zusätzlichen Informationsblöcken, die zwischen dem Informationsblock 107 und dem Informationsblock 109 vorgesehen sind.

Ein weiteres Beispiel für die Anordnung von Datenblöcken 102 bis 104 sowie von Prüfzeichenfolgen 106, 108 und 110 in einer Dateneinheit 101 ist in Fig.2 dargestellt.

In Fig.2 sind die Datenblöcke 102 bis 104 von den

Prüfzeichenblöcken 106, 108 und 110 getrennt angeordnet. Mindestens eine der Prüfzeichenfolgen 106, 108 und 110 wird bzw. wurde basierend auf zwei der Datenblöcke 102 bis 104 bestimmt. Dies ermöglicht, wie vorstehend ausgeführt wurde, eine höhere Sicherheit bei der Erkennung einer fehlerhaften übertragung.

Fig.2 zeigt ein Beispiel für eine mögliche Verteilung der Datenblöcke 102 bis 104 und der Prüfzeichenfolgen 106, 108 und 110 innerhalb der Dateneinheit 101. Diese Verteilung kann gemäß einem beliebigem vorgegebenen Muster erfolgen. Insbesondere können die Datenblöcke 102 bis 104 und/oder die Prüfzeichenfolgen 106, 108 und 110 in kleinere Einheiten unterteilt werden, die dann jeweils dem vorgegebenen Muster folgend innerhalb der Dateneinheit verteilt angeordnet werden/sind.

Die Vorschrift zur Verteilung der einzelnen Einheiten kann als ein Schlüssel für ein Verfahren zur Verschlüsselung auf Senderseite bzw. zur Entschlüsselung auf Empfängerseite dienen. Somit ermöglicht der hierin vorgestellte Ansatz eine effiziente Möglichkeit der Ver- und Entschlüsselung von Daten der Dateneinheit.

Der Schlüssel, also die Vorschrift zur Verteilung bzw. Anordnung der Datenelemente (sei es basierend auf den Datenblöcken, den Prüfzeichenfolgen, oder Teilen davon) innerhalb der Dateneinheit kann auf dem gleichen oder auf einem anderen Kommunikationskanal (verschlüsselt) übertragen werden. Alternativ kann mindestens ein derartiger Schlüssel fest in einem Sender bzw. Empfänger abgespeichert sein.

Beim Empfang einer derartigen Dateneinheit werden für jeden Datenblock die Prüfzeichenfolgen bestimmt und mit den übertragenen Prüfzeichenfolgen verglichen. Durch die erweiterte Berücksichtigung vorhergehender

Informationsblöcke bei der Bestimmung der jeweiligen Prüfzeichenfolge kann die Wahrscheinlichkeit dafür, dass ein Fehler in der Dateneinheit unerkannt bleibt, deutlich reduziert werden.

Ein Vorteil des hier vorgestellten Ansatzes besteht darin, dass eine Restfehlerwahrscheinlichkeit für eine übertragene bzw. empfangene Dateneinheit reduziert werden kann ohne dass dabei die Datenmenge für die Dateneinheit selbst vergrößert wird.

Ein anderer Vorteil besteht darin, dass ein Fehler detektiert werden kann und abhängig von der Detektion eine selektive Anforderung der fehlerhaften Information erfolgen kann und somit nicht die gesamte Dateneinheit erneut übertragen werden muss.