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Title:
PROCESS FOR DETERMINING QUALITY PARAMETERS IN A TRANSMISSION PATH FOR DIGITAL-DATA STREAMS WITH A CELLULAR STRUCTURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1991/016777
Kind Code:
A1
Abstract:
In order to determine quality parameters for a transmission path (SUT), a measurement signal (DSS) is injected into a data stream (1) with a cellular structure in which each cell has a usable zone (20) which can be occupied by data, the measurement signal being evaluated after having passed through the transmission path (SUT). The invention calls for a series of test cells (T11, T12, T13, T14, T15) to be used as the measurement signal, the usable zone (20) of each test cell being occupied by a test pattern (19) consisting of a number of bits, the auto-correlation function of the test pattern (19) approximating to a Dirac pulse and the position of the test pattern (19) in the usable zones (20) of the test cells (T11, T12, T13, T14, T15) is varied within the series of test cells (T11, T12, T13, T14, T15) without repetition. Each cell of the data stream (1) is correlated, after passing through the transmission path (SUT), with a reference pattern (34) which is identical with the test pattern (19) or is the inverse of the test pattern (19). The maximum (M) in the cross-correlation function obtained is evaluated for its position (n) with respect to the start (A) of the respective cell and with respect to its height (h).

Inventors:
WOLF ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/DE1991/000323
Publication Date:
October 31, 1991
Filing Date:
April 18, 1991
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H04L1/00; H04L1/24; H04L12/26; H04L12/70; (IPC1-7): H04L1/24; H04L12/26
Foreign References:
US4486877A1984-12-04
US4441192A1984-04-03
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (M�nchen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Ermitteln von Qualitätsparametern einer Ubertragungsstrecke für digitale Datenströme mit Zellenstruktur, wobei jede Zelle ein frei mit Daten belegbares Nutzfeld auf¬ weist, bei dem ein Meßsignal auf die Ubertragungsstrecke ge¬ geben und nach Durchlaufen der Ubertragungsstrecke ausgewertet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Meßsignal (DSS) eine Folge von Testzellen (Tl,T2,T3,T4,T5) verwendet wird, deren Nutzfelder (20) jeweils teilweise mit einem aus einer Anzahl von Binärdaten (Bits) bestehenden Testmuster (19) belegt sind, wobei die AutoKorrelations funktioπ des Testmusters (19) annähernd einem DiracImpuls entspricht und wobei innerhalb der Folge der Testzellen (Tl,T2,T3,T4,T5) die Lage des Testmusters (19) in den Nutzfelderπ (20) der Testzellen (Tl,T2,T3,T4,T5) wiederholungsfrei variiert ist, daß jede Zelle des Datenstroms (1) nach Durchlaufen der Ubertragungsstrecke (SUT) mit einem mit dem Testmuster (19) identischen (34) oder zu dem Testmuster (19) inversen Referenzmuster korreliert wird und daß das Maximum (M) der erhaltenen Kreuzkorrelations funktioπ bezüglich seiner Lage (n) in bezug auf den Anfang (A) der jeweiligen Zelle und bezüglich seiner Höhe (n) aus¬ gewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der jeweils übrige Bereich (22) der Nutzfelder (20) der Test¬ zellen (T1,T2,T3,T4,T5) mit identischen Binärwerten belegt wird (Fig. 6).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lage der Testmuster (19) in aufeinanderfolgenden Testzellen (T1,T2,T3,T4,T5) um jeweils einen gleichen Abstand (AB) wiederholungsfrei variiert.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Meßsignal (DSS) durch weitere Testzellen ergänzt wird, deren Nutzfelder (20) jeweils teilweise mit einem zu dem Testmuster (19) inversen Testmuster (191) belegt sind.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Testzellen (TU, T12, T13, T14, T15) außer dem jeweils in einem Teil (3) ihrer Nutzfelder (2) vorgesehenen Testmuster (4) in einem weiteren Teil (6) ihrer Nutzfelder (2) mit einem aus einer Anzahl von Binärdateπ (Bits) bestehenden weiteren Testmuster (5) belegt werden, wobei die Autokorrelations funktion des weiteren Testmusters (5) annähernd einem DiracImpuls entspricht, innerhalb der Folge der Testzellen (TU, T12, T13, T14, T15) die Lage des weiteren Testmusters (5) im weiteren Teil (6) der Nutzfelder (2) der Testzellen (TU, T12, T13, T14, T15) verändert wird, wenn die wiederholuπgsfreie Variation der Lage des einen Testmusters (4) in dem einen Teil (3) der Nutzfelder (2) in der Folge der Testzellen (TU, T12, T13, T14, T15) erschöpft ist, jede Zelle des Datenstroms nach Durchlaufen der Übertra gungsstrecke (SUT) mit einem mit dem weiteren Testmuster (5) identischen oder zu dem weiteren Testmuster (5) inver¬ sen Referenzmuster korreliert wird und das Maximum (M2) der erhaltenden Kreuzkorrelationsfunktion bezüglich seiner Lage (n2) in Bezug auf den Anfang (A) der jeweiligen Zelle und bezüglich seiner Höhe (m2) ausgewertet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lage des weiteren Testmusters (5) nach jeweils einer Erschöpfung der wiederholungsfreien Variation der Lage des einen Testmusters (4) in dem einen Teil (3) der Nutzfelder (2) in der Folge der Testzellen (TU, T12, T13, T14, T15) um jeweils einen gleichen Abstand (AB2) wiederholungsfrei vari¬ iert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Meßsignal (DSS) durch weitere Testzellen ergänzt wird, die in dem weiteren Teil (6) ihrer Nutzfelder (2) jeweils teil¬ weise mit einem zu dem weiteren Testmuster (5) inversen Testmuster belegt sind.
Description:
Verfahren zum Ermitteln von Qualitätsparametern einer Ubertra¬ gungsstrecke für digitale Datenströme mit Zellenstruktur

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln von Quali¬ tätsparametern einer Ubertragungsstrecke für digitale Daten¬ ströme mit Zellenstruktur, wobei jede Zelle ein frei mit Daten belegbares Nutzfeld aufweist, bei dem ein Meßsignal auf die Ubertragungsstrecke gegeben und nach Durchlaufen der Ubertra¬ gungsstrecke ausgewertet wird.

Ubertragungsstrecken für digitale Datenströme weisen neben physikalischen Übertragungsleitungen weitere Bestandteile, wie beispielsweise Vermittlungseinrichtungen, genormte An¬ schlußstellen, Adapter für die Anschlußstellen sowie Endgeräte (z.B. Telefone oder Fax-Geräte) auf. Über die Ubertragungs¬ strecken bei digitalen Kommunikationssystemen werden in hoher Geschwindigkeit in organisierter Form digitale Datenströme geleitet. Zur Beurteilung eines digitalen Kommunikationssyste¬ ms ist es wesentlich, Qualitätsparameter einer derartigen Ubertragungsstrecke zu kennen. Als Qualitätskriterien gilt beispielsweise, ob Teile des Datenstromes auf der Ubertra¬ gungsstrecke verlorengegangen sind, welche Laufzeit die Daten auf der Ubertragungsstrecke benötigt haben, ob die Reihenfolge der Daten erhalten geblieben ist und ob einzelne Binärdaten (Bits) fehlerhaft übertragen wurden.

Aus der Kommunikationstechnik ist bekannt, Übertragungs¬ strecken dadurch zu testen, daß eingangsseitig ein Meßsigπal eingegeben wird und daß das Meßsignal nach Durchlaufen der Ubertragungsstrecke ausgewertet wird. Dabei kann das Test¬ signal vorzugsweise in Leerbereiche eines betriebsmäßig zu übertragenden digitalen Datenstromes eingeschleust werden. Dabei ist jedoch eine zuverlässige Erkennung des in den digitalen Datenstrom eingeschleusten Meßsignals erforderlich.

Erfindungsgemäß ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, daß

- als Meßsignal eine Folge von Testzellen verwendet wird, deren Nutzfelder jeweils teilweise mit einem aus einer Anzahl von Binärdaten (Bits) bestehenden Testmuster belegt sind, wobei die Auto-Korrelationsfunktion des Testmusters annähernd einem Dirac-Impuls entspricht und wobei innerhalb der Folge der Testzellen die Lage des Testmusters in den Nutzfeldern der Testzellen wiederholungsfrei variiert ist, - daß jede Zelle des Datenstroms nach Durchlaufen der Uber¬ tragungsstrecke mit einem mit dem Testmuster identischen oder zu dem Testmuster inversen Referenzmuster korreliert wird

- und daß das Maximum der erhaltenen Kreuzkorrelationsfunktion bezüglich seiner Lage in bezug auf den Anfang der jeweiligen

Zelle und bezüglich seiner Höhe ausgewertet wird.

Unter Dirac-Impuls ist ein theoretischer Impuls mit einer un¬ endlich hohen Amplitude und einer unendlich geringen Dauer mit der Fläche 1 zu verstehen (vgl. z. B. Otto Mildenberger "Grund¬ lagen der Systemtheorie für Nachrichtentechniker", Hansa-Ver¬ lag, 1981, Seiten 48 bis 50). Ein Vorteil des erfindungsge¬ mäßen Verfahrens ist, daß eine Testzelle als solche in einem betriebsmäßigen digitalen Datenstrom erkannt werden kann, ohne daß es zusätzlicher Daten - die in dem Datenstrom mitzu- transportieren wären - bedarf. Auf diese Weise ist - je nach Aufbau der Zellen - im besten Fall die gesamte Zelle über¬ prüfbar, weil für derartige, das Testmuster kennzeichnende Daten keine reservierten Zellenplätze erforderlich sind. Durch die Auswertung des Maximums der erhaltenen Kreuzkorrelations¬ funktion bezüglich seiner Höhe können ferner Bitfehler bei der Übertragung festgestellt werden. In einem verhältnismäßig wei¬ ten Bereich besteht nämlich ein umgekehrt proportionaler line¬ arer Zusammenhang zwischen der Höhe des Maximums und der An- zahl der Bitfehler. Je nach Schwellwert für die Höhe des Maximums sind somit auch Testmuster erkennbar, die einen

oder mehrere Bitfehler aufweisen. Allerdings wächst damit die Gefahr - sofern der digitale Datenstrom auch betriebsgemäß übertragene Zellen aufweist -, daß eine korrekt übertragene betriebsgemäße Zelle in ihrem Nutzfeld ein dem Testmuster bzw. dem durch Bitfehler verfälschten Testmuster entsprechendes Datenmuster enthält. Diese Gefahr kann durch zunehmende Länge der Testmuster jedoch erheblich minimiert werden. Durch Auswertung der Lage des Maximums in bezug auf den Anfang der ausgewerteten Zelle läßt sich zudem die Nummer der Testzelle ermitteln, ohne daß dafür zusätzlich zu übertragene - und daher nicht prüfbare und das Nutzfeld verringernde - Daten für die Nummer der Testzelle erforderlich sind. Durch das jeweils in bezug auf den Testzellenanfang verschobene Testmuster sind systematische Fehler in vorteilhafter Weise zusätzlich erkenn¬ bar; wenn sämtliche Variationen der Testmuster in den Nutz¬ feldern der Testzellen zusammengenommen das gesamte Nutzfeld der Testzelle bedecken, wird jeder Platz in dem Nutzfeld mindestens einmal mit einem Binärdatum des Testmusters belegt.

Weitere vorteilhafte Fortbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteraπsprüchen enthalten.

Soll eine besonders hohe Anzahl von Testzellen verwendet wer¬ den, so wird erfindungsgemäß das Meßsignal durch weitere Test¬ zellen ergänzt, deren Nutzfelder jeweils teilweise mit einem zu dem Testmuster inversen Testmuster belegt sind. Damit wird die ohne zusätzliche Daten erkennbare Anzahl von Testzellen verdoppelt. Ist eine noch weitere Erhöhung der Anzahl von Testzellen erwünscht, so kann diese durch Verwendung einer zusätzlichen Sequenz- Nummer erfolgen, die in dem Nutzfeld binär eingeschrieben ist. Diese Sequenz-Nummer sollte vorzugs¬ weise eine Exponentenfunktion haben. Darunter ist zu verste¬ hen, daß nach Erreichen einer bestimmten Anzahl (beispiels¬ weise 100) von Testzellen, deren Nummer durch die Kreuz¬ korrelation erkennbar ist, der Exponent gesetzt wird und die Variation der Testzellen wieder von vorne beginnt. Damit

wäre im Beispiel die Anzahl der Testzellen auf 200 erhöht.

Um das erfiπdungsgemäße Verfahren mit einem Meßsigπal mit einer sehr hohen Anzahl unterschiedlicher Testzellen durch- geführen zu können, werden gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens

- die Testzellen außer dem jeweils in einem Teil ihrer Nutzfelder vorgesehenen Testmuster in einem weiteren Teil ihrer Nutzfelder mit einem aus einer Anzahl von Binärdaten (Bits) bestehenden weiteren Testmuster belegt, wobei die Autokorrelation des weiteren Testmusters annähernd einem Dirac-Impuls entspricht,

- wird innerhalb der Folge der Testzellen die Lage des weiteren Testmusters im weiteren Teil der Nutzfelder der Testzellen verändert, wenn die wiederholungsfreie Variation der Lage des einen Testmusters in dem einen Teil der Nutzfelder in der Folge der Teststellen erschöpft ist,

- wird jede Zelle des Datenstroms nach Durchlaufen der Uber¬ tragungsstrecke mit einem mit dem weiteren Testmuster iden- tischen oder zu dem weiteren Testmuster inversen Referenz¬ muster korreliert, und

- wird das Maximum der erhaltenden Kreuzkorrelationsfunktion bezüglich seiner Lage in Bezug auf den Anfang der jeweiligen Zelle und bezüglich seiner Höhe ausgewertet.

Der wesentliche Vorteil dieser Ausführungsform des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens besteht darin, daß mit einem Meßsignal mit einer sehr hohen Anzahl unterschiedlicher Testzellen gearbei¬ tet werden kann, ohne daß zur Kennzeichnung der jeweiligen Testzelle eine Nummer für sich in den Kopf oder in das Nutz¬ feld der jeweiligen Testzelle eingeschrieben werden muß. Dabei ist die gleichzeitige Erkennung von Bitfehlern durch die Aus¬ wertung des Maximums der erhaltenden Kreuzkorrelationsfunktion nach wie vor möglich.

Damit durch das weitere Testmuster die Zahl der im Meßsignal

verwendeten Testzellen nach einer Exponentialfunktion erhöht werden kann, ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausge¬ staltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Lage des wei¬ teren Testmusters nach jeweils einer Erschöpfung der wieder- holungsfreien Variation der Lage des einen Testmusters in dem einen Teil der Nutzfelder in der Folge der Testzellen um je¬ weils einen gleichen Abstand wiederholungsfrei variiert. Ist also eine bestimmte Anzahl von Testzellen durch erschöpfende wiederholungsfreie Veränderung der Lage des einen Testmusters in dem einen Teil der Nutzfelder in der Folge der Testzellen erreicht, dann läßt sich durch Änderung der Lage des weiteren Testmusters eine gleich große Anzahl von Testzellen durch wie¬ derum wiederholungsfreie Variation der Lage des einen Test¬ musters in dem einen Teil der Nutzfelder erzielen. Eine weite- re Verdopplung des Umfangs der zur Verfügung stehenden Anzahl unterschiedlicher Testzellen läßt sich in vorteilhafter Weise dadurch erreichen, daß das Meßsignal durch weitere Testzellen ergänzt wird, die in dem weiteren Teil ihrer Nutzfelder je¬ weils mit einem zu dem weiteren Testmuster inversen Testmuster belegt sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand ihrer Anwendung bei einem Breitband-Kommunikationssystem (D-ISDN) anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen Figur 1 zur Verdeutlichung der Unterschiede zwischen dem Asynchronen TransferModus und dem Syn¬ chronen TransferModus das zeitliche Auf¬ treten bestimmter Zellen bestimmter Datenströme; Figur 2 schematisch eine Anordnung zur

Durchführung des erfindungsgemäßeπ Verfahrens; Figur 3 eine mögliche Struktur einer Zelle eines digitalen Datenstroms; Figur 4 eine Testzellenstruktur; Figur 5 die Verschiebung eines Testmusters in dem verfügbaren Nutzfeld in Abhängigkeit von der

Testzellennummer; schematisch die Auswertung der Kreuzkorrelationsfunktion; den Aufbau des in der Figur 2 gezeigten ATM Analysators, die Verhältnisse bei Verwendung weiterer Test¬ zellen, deren Nutzfelder jeweils teilweise mit einem zu dem Testmuster inversen Testmuster belegt sind, Figur 9 verschiedene Testzellen eines Meßsignals mit unterschiedlich verschobenen Testmustern sowie unterschiedlich verschobenen weiteren Test¬ mustern und Figur 10 ein Ausführungsbeispiel eines Analysators dazu.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere bei dem soge¬ nannten Asynchronen Übertragungsmodus (Asynchronous Transfer Mode, ATM) für das Breitband-ISDN Verfahren anwendbar. Die ATM-Technik scheint eine Universallösung für die Übertra¬ gung unterschiedlicher Dienste mit einem breiten Spektrum von Bitraten zu sein.

Durch die immer höheren Anforderungen an die Kommunikations- netze durch die unterschiedlichen Dienste, die über eine Ver¬ bindung zeitgleich abgewickelt werden müssen, ist die Ent¬ wicklung einer neuen Übertragungstechnologie notwendig gewor¬ den. Der Vorteil eines neuen Netzes sollte in der Flexibilität der Übertragungsrate liegen und auch niedrigen Übertragungs- raten offenstehen. Mit einer Übertragungskapazität von 140

MBit/s eignet sich das Breitband-ISDN für die Bildübertragung; z. B. für Videokonferenzen oder zur Übertragung von großen Datenmengen, wie sie zur Herstellung von Zeitschriften notwen¬ dig sind. Das ATM-Übertragungsverfahren ist in der B-ISDN- Technik vorteilhaft anwendbar für alle heute bekannten

Dienste und bietet aufgrund seiner flexiblen Bitrate eine

große Systemoffenheit für zukünftige Dienste.

Als Erweiterung des bisherigen ISDN (Integrated Service Digital Network) wird zukünftig das B-ISDN eingeführt. Wesent- licher Unterschied zum ISDN und SONET (Synchrones optisches Netz) ist ein asynchroner Übertragungsmodus.

Figur 1 zeigt ein unregelmäßiges Auftreten von Zellen der Datenströme 1,2,3,4 beim Asynchronen Transfer Modus ATM des B-ISDN im Unterschied zum regelmäßigen zeitlichen Auftreten beim Synchronen Transfer Modus. Von besonderer Bedeutung ist, daß - im Unterschied zu dem Synchronen Transfer Modus (STM) - einem Übertragungskanal nicht ein bestimmter Zeitschlitz zugeordnet ist. Beim Asynchronen Transfer Modus ist die Reihenfolge der Zellen, die dem jeweiligen Kanal 1,2,3,4 usw. zugeordnet sind, nicht vorgegeben.

Durch die Anordnung der Zellen (Häufigkeitsverteilung) lassen sich zur Erzielung einer vollen Ausnutzung der Kanalkapazi- tat praktisch beliebige Bitraten im ATM-Modus für den Benutzer implementieren. Dieses Verfahren ist daher offen für künftige Entwicklungen der Übertragungsraten. Es lassen sich alle anfallenden Datenübertragungen (Telefon, Bewegtbildübertra¬ gung, Rechnervernetzung usw.) in einem Übertragungssystem integrieren.

Eine entsprechende Anordnung zur Durchführung des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens zeigt Figur 2. Eine im Hinblick auf Qualitätsparameter zu untersuchende Ubertragungsstrecke SUT wird mittels eines ATM-Generators ATG gezielt mit einem als Meßsignal dienenden Datenstrom DSS stimuliert und ein empfangener Datenstrom DSR wird mittels eines ATM-Analysators ATA auf eventuelle Störeinflüsse seitens der Übertragungs- strecke SUT hin untersucht.

Aus einer Empfehlung der CCITT (Comitä Consultatif Internatio-

nal Tέlέgraphique et Tέlέphonique) ist eine ATM-Zellstruktur, die nach Nutzfeld (Payload) und Kopf (Header) mit einer Länge von 48 bzw. 5 Oktetts (8 Bit-Wort) unterteilt ist, bekannt (Figur 3).

Wesentliche Informationen, die man der Testzelle entnehmen will, sind die Testzelleπnummer und die Bit-Fehler-Rate in dem Nutzfeld. Des weiteren ist es wichtig zu erkennen, ob es sich überhaupt um eine Testzelle handelt. Diese Informationen sind in den bisherigen Vorschlägen in separaten Datenfeldern im Nutzfeld enthalten (Testzellennummer, Bit-Fehler-Feld und Testzellenkennung).

Wie Figur 4 zeigt kann man jede Testzelle 10 in einen Kopf 11, ein für interne Daten vewendetes Nutzfeld 12 (z. B. Test¬ zellennummer, Testzellenkennung, Zeitstempel) und ein für eine Bit-Fehlermessung verfügbares Nutzfeld 13 unterteilen.

Der für die Bitfehlermessung verbleibende Platz in dem ver- fügbaren Nutzfeld 13 ist relativ gering. Ein Zweck der Erfin¬ dung ist es, möglichst viele Informationen der Testzelle in einem Signal zusammenzufassen, welches gleichzeitig die Bit¬ fehlermessung ermöglicht. Dazu werden erfindungsgemäß die Daten für die Bitfehlermessung, die Testzellenkennung sowie die Testzelleπnummer zusammengefaßt.

Der ATM-Generator ATG (Figur 2) produziert eine Folge von Testzellen Tl,T2,T3,T4,T5, deren für die Bit-Fehler-Messung verfügbares Nutzfeld mit einem Testmuster beschrieben wird, welches die Eigenschaft besitzt, daß seine Autokorrela¬ tionsfunktion AKF idealerweise ein Dirac-Impuls ist. M-se- quencen, pseudozufällige Zahlenfolgen und der Barker Code erfüllen z. B. diese Bedinung hinreichend.

Figur 5 zeigt weiter den zu einem Feld 21 zusammengefaßten Kopf 11 und das für interne Daten verwendete Nutzfeld 12

(vgl. Figur 4). Die Länge 1 eines Testmusters ist kürzer als die Länge L des verfügbaren 20. Dieses ermöglicht, daß die Lage des Testmusters von Testzelle zu Testzelle vorzugsweise jeweils um einen gleichen Abstand AB, insbesondere um ein bit nach rechts (oder nach links), versetzt wird, bis das Muster das gesamte verfügbare Nutzfeld 20 überstrichen hat; dies wird dann ggf. zyklisch wiederholt. Der nicht mit dem Testmuster 19 beschriebene Bereich 22 des verfügbaren Nutzfeldes 20 wird entweder nur mit dem Binärwert "1" oder nur mit dem Binärwert "0" belegt.

Der ATM-Analysator ATA (Figur 2) bildet nun über jede empfangene Zelle die Kreuzkorrelationsfunktion KKF mit einem erzeugten oder zugeführten Referenzmuster, das einen bekannten Phasenbezug zum Anfang der Zellen hat. Man erhält für das verfügbare Nutzfeld 20 ein Maximum M, welches in seiner Lage in Abhängigkeit von der aktuellen Testzellennummer variiert.

Die erhaltende Kreuzkorrelationsfunktioπ KKF für den Bereich des verfügbaren Nutzfeldes wird gemäß Figur 6 ausgewertet. Die Höhe m des Maximums der erhaltenen Kreuzkorrelationsfunktion KKF bestimmt die Ähnlichkeit des empfangenen Testmusters mit dem Referenzmuster und ermöglicht damit eine Erkennung der Testzelle sowie eine Aussage über die Bit-Fehler-Rate. Die relative Lage n des Maximums der Kreuzkorrelationsfunktion KKF zum Anfang A der jeweiligen Zelle bestimmt die Testzellen¬ nummer.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat folgende wesentliche Vorteile:

Größtmöglicher Testbereich zur Bit-Fehler-Rateπ-Messuπg in dem verfügbaren Nutzfeld; die Bit-Fehler-Rate ist bestimmt durch Höhe m des Maximums. Es ist zur Mustererkennung keine Synchro¬ nisierung auf das ausgesendete Testmuster notwendig. Die Erkennung der Testzelle erfolgt über die Keuzkorrelations- funktion KKF des Testmusters (keine zusätzlichen Daten notwen-

dig). Die Testzellennummer ist durch die Lage n des Maximums der Kreuzkorrelationsfunktion KKF bestimmt; es werden keine gesonderten Daten hierfür benötigt. Durch die variable Posi¬ tion des Testmusters wird die Erkennung systematischer Bit-Fehler möglich.

Der Signalfluß für den ATM-Analysator ATA ist Figur 7 zu ent¬ nehmen. Eine empfangene Zelle 30 wird von einem Empfänger 31 einem Korrelatior 32 zugeführt, welcher das verfügbare Nutz- feld 33, in dem sich das Testmuster befindet, mit einem zell- und bit-synchronem Referenzmuster 34 (oder mit dem binär invertierten Referenzmuster) aus einem Referenz-Generator 35 korreliert.

Die im allgemeinen unipolaren, digitalen Signale der Zelle 30 sowie des digitalen Referenz Generators 35 werden durch Addition einer Offsetgröße in bipolare Signale umgeformt, da die bekannten Testmuster, deren Autokorrelationsfunktion AKF ein einzelner Impuls ist, in der Regel bipolare Signale sind. Wird dieses nicht beachtet, geht die Eindeutigkeit der

Amplitude der Kreuzkorrelationsfunktion KKF für die Ähnlich¬ keitsbetrachtung verloren.

Ein Detektor 36 bestimmt aus der so erhaltenden Kreuzkorrela- tionsfunktion KKF Höhe m und Lage n des Maximums M. Hieraus lassen sich wie oben ausgeführt die Testzellennummer, die Testzellenkennung sowie die Bit-Fehler-Rate bestimmen.

Eine Verdopplung des Umfanges der zur Verfügung stehenden Testzellennummern läßt sich dadurch erreichen, daß der ATM- Generator ATG einmal das Testmuster 19 und einmal das inverse Testmuster 19' (d. h. die Binärwerte "1" bzw. "0" des Testmusters 19 sind in die Binärwerte "0" bzw. "1" des inver¬ sen Testmusters 19' konvertiert) aussendet. Die Kreuzkorrela- tionsfunktion KKF weist dann abhängig davon, ob das ausgesen¬ dete Testmuster invertiert ist oder nicht, idealerweise ein

positives 40 oder ein negatives 40' Maximum auf, wie es Figur 8 zu entnehmen ist.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver- fahrens erzeugt der ATM-Generator ATG gemäß Figur 2 als Meßsignal eine Folge von Testzellen TU, T12, T13, T14 und T15, wie sie ausschnittsweise in Figur 9 gezeigt sind. Jede Testzelle besteht aus einem Kopf 1 und einem Nutzfeld 2; Kopf und Nutzfeld haben beispielsweise eine Länge von 5 bzw. 48 Oktetts (8 Bit-Wort). Jede der Testzellen TU bis T15 ist in einem ersten Teil 3 ihres Nutzfeldes 2 mit einem ersten Testmuster 4 beschrieben, welches die Eigenschaft besitzt, daß seine Autokorrelationsfunktion idealerweise ein Dirac-Impuls ist. Testmuster mit derartigen Eigenschaften sind M-Sequenzen, pseudozufällige Zahlenfolgen oder beispielsweise der Barker-Code.

Wie der Figur 9 ferner zu entnehmen ist, ist jedes Testmuster 4 kürzer als der eine Teil 3 des Nutzfeldes der jeweiligen Testzellen. Dadurch ist es möglich, die Lage des einen

Testmusters 4 von Testzelle zu Testzelle vorzugsweise jeweils um einen gleichen Abstand ABI, insbesondere um ein Bit nach rechts (oder nach links) versetzt anzuordnen, bis das eine Testmuster 4 den gesamten verfügbaren Teil 3 des Nutzfeldes 2 überstrichen hat. Bis dahin stimmt diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem nach den Figuren 5 bis 7 überein.

In Abweichung von dem weiter vorn beschriebenen Verfahren ist hier jede Testzelle noch durch ein weiteres Testmuster 5 er¬ gänzt, das in einen weiteren Teil 6 des Nutzfeldes 2 einge¬ schrieben ist. Diese weitere Testmuster 5 behält in den Testzellen TU bis T13 eine feste Lage bei. Der nicht mit dem Testmuster 4 und 5 beschriebene Bereich 7 des Nutzfeldes 2 wird entweder mit dem Binärwert "1" oder mit dem Binärwert "0" belegt.

Der ATM-Analysator ATA gemäß Figur 2 bildet nun für jede empfangene Zelle TU bis T13 getrennt für die Teile 3 und 6 des Nutzfeldes 2 jeweils die Kreuzkorrelationsfunktion mit einem erzeugten oder zugeführten Referenzmuster, das einen bekannten Bezug zum Anfang der Zellen hat. Man erhält dann - wie der rechte Teil der Figur 2 zeigt - für jeden Teil 3 bzw. 6 des Nutzfeldes 2 jeweils einen Maximalwert Ml bzw. M2, der in seiner Lage in Abhängigkeit von der aktuellen Testzellen¬ nummer variiert. Die gemeinsame Berücksichtigung der Lage der beiden Maxima in den Teilen 3 und 6 jedes Nutzfeldes 2 ergibt eine eindeutige Aussage über die Testzellennummer.

Nachdem entsprechend dem dargestellten Beispiel nach Figur 9 mit der Testzelle T13 eine wiederholungsfreie Variation der Lage des einen Testmusters 4 in dem einen Teil 3 des Nutz¬ feldes 2 nicht mehr möglich ist, wird zur Kennzeichnung der weiteren Testzellen T14 und T15 das weitere Testmuster 5 in dem weiteren Teil 6 des Nutzfeldes 2 in seiner Lage um einen Abstand AB2, vorzugsweise ein Bit, verändert und gleichzeitig das Testmuster 4 in dem einen Teil 3 des Nutzfeldes 2 in seine Ausgangslage gebracht. Unter Beibehaltung der Lage des weite¬ ren Testmusters 5 läßt sich dann durch Variation der Lage des einen Testmusters 4 in dem einen Teil 3 des Nutzfeldes 2 eine weitere Anzahl von Testzellen im Meßsignal kennzeichnen. Die durch Kreuzkorrelation sich ergebenden Maxima mit ihrer unter¬ schiedlichen Lage sind wiederum im rechten Teil der Figur 2 wiedergegeben.

Die Kreuzkorrelation mit der Gewinnung der Maxima Ml und M2 erfolgt in einem ATM-Analysator ATA, der den in Figur 10 gezeigten Aufbau aufweisen kann. Der Analysator ATA enthält eingangsseitig einen Empfänger 110, dem das über die zu untersuchende Ubertragungsstrecke SUT geführte Meßsignal in Form von Testzellen TU ... T15 zugeführt wird. Dem Empfänger 110 ist ein Korrelator 112 nachgeordnet, der das Nutzfeld jeder empfangenen Testzelle des Meßsignals mit einem zell-

und bit-synchronem Referenzmuster 113 korreliert, das von einem Referenzgenerator 114 erzeugt wird. Die Synchronisation erfolgt über eine Verbindung 115 vom Empfänger 110 aus.

Von dem Korrelator 112 wird an einen nachgeordneten Detektor

116 ein Signal CCF(T) abgegeben, das der Kreuzkorrelations- fuπktion entspricht. Der Detektor 116 bestimmt aus dem ihm zugeführten Signal die Höhe ml und Lage nl des Maximums Ml entsprechend dem einen Testmuster 4 in einem Teil 3 des Nutz- feldes 2 der jeweiligen Testzelle und die Höhe m2 und die Lage n2 des Maximums M2 entsprechend dem weiteren Testmuster 5 im weiteren Teil 6 des Nutzfeldes 2 der jeweils empfangenen Test¬ zelle. Daraus wird in einer nachgeordneten Auswerteschaltung

117 die Testzellennummer der jeweils empfangenen Testzelle des Meßsignals ermittelt. Außerdem ist an den Detektor 116 eine weitere Auswerteschaltung 118 angeschlossen, die aus der Höhe ml unc m2 der Maxima Ml und M2 den Bitfehler errechnet.

Eine zusätzliche Verdopplung des Umfaπgs der zur Verfügung stehenden Testzellennummern läßt sich dadurch erreichen, daß der ATM-Generator ATG einmal das weitere Testmuster 5 und einmal das dazu iπverse Testmuster aussendet. Die Kreuzkor- relatioπsfunktion weist dann abhängig davon, ob das ausge¬ sendete weitere Testmuster 5 invertiert ist oder nicht, idealerweise ein positives oder ein negatives Maximum auf.