JPH0437335A - マルチフレーム同期復帰方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ 所定フレーム間隔をおいてフレーム上に離散的に分布し
たマルチフレームパターンを含むマルチフレーム構成の
信号伝送を行う通信装置のマルチフレーム同期復帰方式
に関し 同期回復時間を短縮することができるマルチフレーム同
期復帰方式を提供することを目的とし。

入力信号から抽出したクロック信号を計数して同期パタ
ーンのビット信号の発生間隔毎に出力を発生するマルチ
フレームタイミング発生手段と。

マルチフレームタイミング発生手段がらの出力のタイミ
ングで入力信号中のマルチフレーム信号の内容を格納す
る記憶保持手段と、供給される信号毎にマルチフレーム
パターンを構成するビットを順次発生するマルチフレー
ムパターン発生手段と。

記憶保持手段の出力とマルチフレームパターン発生手段
の出力を比較する比較手段と、比較手段の比較結果を入
力して、不一致の時上記クロック信号を選択し、一致の
時マルチフレームタイミング発生手段の出力信号を選択
してマルチフレームパターン発生手段に供給する選択手
段とを備えるよう構成する。

る場合、冗長信号としてフレームパターンが使用され２
通信装置はそのパターンを検出して同期をとることが必
要である。そして、パターン同期をとることは一般情報
または他の冗長信号を処理する上で不可欠となっている
。

さらに、マルチフレーム構成の信号を受信して同期をと
る場合、複数のフレームにまたがって１ビツトずつ離散
的に挿入されているので、その同期パターンを検出する
のに従来の方式では時間がかかるという欠点があり、そ
の改善が望まれている。

［産業上の利用分野］ 本発明は所定フレーム間隔をおいてフレーム上に離散的
に分布した同期パターンを含むマルチフレーム構成の信
号伝送を行う通信装置のマルチフレーム同期復帰方式に
関する。

電気的または光学的にディジタル信号を伝送する通信装
置では、伝送信号は一般情報と冗長信号とで構成されて
いる。そして多重化信号を伝送す［従来の技術］ 第４図はマルチフレームのフレーム構成の例。

第５図は従来例の構成図である。

第４図において９時分割多重化のディジタル信号を伝送
するマルチフレームは、複数のフレーム（ショートフレ
ームともいう）により構成され。

各フレームは先頭のオーバーヘッドビット（ＯＨＢ〕の
後に伝送される情報用のタイムスロットが順次配置され
、ｎ個のタイムスロットが設けられ次のフレームも同様
の構成になっている。

マルチフレーム構成では、予め決められた複数個のショ
ートフレームによりマルチフレームが構成されている。

マルチフレーム構成では、各フレーム内の予め決められ
たタイムスロットのビット位置にメンテナンス用（アラ
ーム情報やチエツク情報等）の制御情報を伝送するため
に予め各フレームの特定のビット位置に分散して割当て
られ１マルチフレームの周期で伝送される。

このようなマルチフレーム信号の各タイムスロットの情
報（音声等）を受信するには、まずフレーム信号の先頭
を検出する必要があり、そのためニフレーム同期信号が
各フレームのＯＨＢ内に付与されている。

フレーム同期信号は、特定のビットパターン例えばｒｌ
ｏｏＩＪが使用される。その場合、同期信号の付与の方
式として、各フレームのＯＨＢ内にビットパターンｒｌ
ｏ０１Ｊを各フレームの先頭に集中して配置する方式と
、ビットパターンの各ビットを各フレーム（この例では
４フレーム）の○ＨＢに１ビツトづつ分散して付与する
方式がある。

後者の各フレーム毎にまたは複数フレーム間隔毎に、１
ビツトずつ分散する方式のフレーム構成が第４図に示さ
れている。

上記のようなフレーム同期パターンにより各フレームの
先頭を検出する方式は従来公知の技術である。

次に２　マルチフレーム信号の中から制御信号を正確に
受信するには、連続するフレームの中からマルチフレー
ムの先頭フレームを検出する必要があり、そのためにマ
ルチフレーム同期信号がフレーム信号中に付加されてい
る。このマルチフレーム同期信号も、特定の予め決めら
れた複数ビットからなるパターンが用いられる。パター
ンを構成する各ビットは、各フレームまたは複数フレー
ムの間隔をおいて、フレーム中の特定のタイムスロット
内の特定ビット位置に配置され、それらのビット情報を
検出して、そのパターンが予め決められた特定のパター
ンであればマルチフレーム同期が回復したものと判定し
て受信処理を行う。

第４図に、そのマルチフレームの同期信号の例が示され
ている。この例では、各フレーム毎の特定ビット位置に
設けられ、フレームの先頭のタイムスロットからに番目
のタイムスロットの先頭ビットに設けられており、その
特定ビット位置の後に制御用のビットＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ等
が設定されているものとする。

マルチフレームの同期復帰を行うための従来例の構成を
第５図に示す。

第５図において、まず同軸ケーブルや、光ファイバ等の
伝送線からの受信信号が入力端子に入力され、クロック
回路５０は受信信号からクロック成分を抽出してクロッ
ク信号を発生する。フレーム同期回路５１は公知のフレ
ーム信号検出技術によりフレーム同期の検出を行い、フ
レーム同期信号（各フレームの先頭ビットで発生）の検
出信号を発生する。

マルチフレームタイミング回路５２は、フレーム同期の
検出信号により同期が取られ、クロック信号をカウント
してマルチフレーム同期信号が発生するタイミング（フ
レーム同期信号からフレーム同期信号検出までのクロッ
ク数は既知）になると、マルチフレームタイミング信号
を発生し、メモリ５３にその時の受信信号をセットする
。即ち。

受信信号中のマルチフレーム信号からマルチフレーム同
期用のビット信号が抽出される。メモリ５３の出力は比
較部５５に入力する。

また、マルチフレームタイミング信号は、禁止ゲート５
４を介してマルチフレームパターン発生回路５６に供給
される。禁止ゲート５４は、比較部５５の比較結果によ
り制御され、比較結果が「一致」の場合“０”を出力し
て、禁止ゲート５４の禁止機能を停止し、「不一致」の
場合“１”を出力して、禁止機能を実行させる。

最初メモリ５３の内容と、マルチフレームパターン発生
回路５６の出力が一致していると、マルチフレームタイ
ミング回路５２の出力は禁止ゲート５４を通過して、マ
ルチフレームパターン発生回路５６に供給される。マル
チフレームパターン発生回路５６は、マルチフレームタ
イミング信号が入力すると、特定のパターン内のあるビ
ット信号を出力した状態から、後続する次のビット信号
を出力する状態に変化する。例えば、パターンがｒｉｏ
ｏｏＪ　　（各フレームに１ビツトずつ付加され　４フ
レームでマルチフレームラミ構成する場合）である時、
以前の出力が“１”でメモリ５３の出力と一致していた
時、禁止ゲート５４を通過したマルチフレームタイミン
グ信号により０”の出力を発生する状態に変化する。

一致が得られると、比較部５５において、カウンタ５７
がカウントアツプし、不一致が発生すると、カウンタ５
７はリセットする。カウンタ５７は、マルチフレームの
パターンを構成するビット数だけ連続して一致出力が入
力すると、計数値がパターンのビット数に達して出力を
発生する。その出力はマルチフレーム同期がとれた状態
を表す。

比較部５５からの出力が不一致の場合、禁止ゲート５４
が禁止状態になるため、マルチフレームパターン発生回
路５６はパターンのビット出力が変化せず、以前のビッ
ト出力がそのまま保持される。こうして、マルチフレー
ムパターン発生回路５６の出力はそのまま保持されると
１次にマルチフレームタイミング回路５２から次の出力
信号が前回の出力信号の後の（ｎ＋１）個のクロック信
号を計数した時に発生して、メモリ５３にその時に受信
したマルチフレーム信号がセントされる。

この時、禁止ゲート５４に入力するマルチフレーム同期
信号は禁止されているのでマルチフレームパターン発生
回路５６に入力されないので、出力されるパターンのビ
ット信号は変化しない。

もし、一致が検出されると、比較部５５からの一致出力
により禁止ゲート５４は禁止制御を行わず５次のマルチ
フレームタイミング回路５２の出力は禁止されえず、マ
ルチフレームパターン発生回路５６はパターンの次のビ
ット信号を出力して比較部５５に供給する。

こうして、マルチフレームパターン発生回路５６の全パ
ターンと、複数フレームにわたるマルチフレーム同期ビ
ットとの一致を検出する（カウンタ５７から所定の計数
出力が発生する）まで検出動作が行われ、マルチフレー
ム同期が外れた場合。

同期回復のために同様の動作が行われる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した従来のマルチフレーム同期をとる（回復）動作
では、メモリ５３にセットされたマルチフレーム同期信
号と、マルチフレームパターン発生回路５６から発生す
るビット信号との比較が一致する場合は１次のマルチフ
レームパターンのビットについて比較が行われる。とこ
ろが、マルチフレームパターン発生回路５６から出力さ
れるビット信号と入力信号のマルチフレーム同期信号が
一致しない場合は、マルチフレームタイミング回路５２
からの次のタイミング信号が到来しても禁止ゲート５４
により禁止されて、入力信号のマルチフレーム同期信号
と比較が行われる。

即ち、マルチフレームのパターンの存在する時間的間隔
を、Ｘ秒とすれば、従来技術ではパターンの比較はＸ秒
間隔でしか行なわれないため、不一致によりＸ秒間停止
した後、再び比較を行なうので、再び不一致の場合は、
更にＸ秒間の停止とその後の比較が必要となる。

このような、同期方式において、最悪の事態。

即ち同期引き込みの時間が最大となる状態において１一
般に引き込みが完了するまでに。

（マルチフレームの分布個所数−１）個の不一致発生を
必要とする。以後、この数をＳと呼ぶ。

従って、従来技術では１周期の引き込みに要する時間は
、少なくとも、Ｘ−Ｓ秒を要する。

また、ｆｌ立的に引き込みに要する時間は、各比較過程
で、不一致となる確立を１／２として。

２Ｘ−３秒となり、比較的長い時間を要する。

ところが、ディジタル通信装置において、同期の復帰は
、信号処理上不可欠であり、このように時間がかかると
従来技術によっては処理に支障を来たすという問題があ
った。

本発明は同期回復時間を短縮することができるマルチフ
レーム同期復帰方式を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理説明図である。

第１図のＡ、に原理構成、Ｂ、に各部の信号波形を示す
。

Ａ、の原理構成において、１０は入力信号中のマルチフ
レームタイミングを抽出して保持する記憶保持手段、１
１は記憶保持手段の出力とマルチフレームパターン発生
手段の出力を比較する比較手段、１２はマルチフレーム
タイミング発生手段。

１３は比較手段１１の出力により切替えられる選択手段
２１４はマルチフレームパターンが設定され、入力信号
によりパターンを構成するビット出力が順次切替えられ
るマルチフレームパターン発生手段である。

本発明は入力信号中のマルチフレームパターン信号をマ
ルチフレームタイミングで抽出して記憶保持し、その保
持信号とマルチフレームパターン発生手段から発生して
いるパターン信号と比較して一致している場合は１次の
マルチフレームタイミングでマルチフレームパターン信
号の比較を行イ、　不一致の場合は、マルチフレームパ
ターン発生手段の出力位相をクロック信号を入力してパ
ターンの位相を進めて、保持信号と一致するとクロ７ク
の入力を停止するものである。

［作用］ Ａ、の作用を以下に説明する。

入力信号ＩＮは記憶保持手段１０にデータとして入力す
る。マルチフレームタイミング発生手段１２には、入力
信号ＩＮから抽出したクロック信号ＣＫが入力され、こ
れを分周してマルチフレームタイミング信号ｍｆが発生
する。記憶保持手段１０はそのマルチフレームタイミン
グ信号ｍｆにより入力信号ＩＮのマルチフレームパター
ンの１ビツトを記憶保持する。

記憶保持手段１０に記憶保持された信号出力１００は、
比較手段１１の一方の入力に供給され。

他方の入力に供給されたマルチフレームパターン発生手
段１４のパターン出力と比較される。

比較手段１１において、一致がとれた場合は比較出力１
１０として一致信号が選択手段１３に与えられ２選択手
段１３に入力されているクロック信号ＣＫとマルチフレ
ームタイミング信号ｍｆの中からマルチフレームタイミ
ング信号ｍｆを選択する。この場合、比較手段１１は９
次に発生するマルチフレームタイミング信号ｍｆにおい
て。

入力信号ＩＮの次のマルチフレーム信号（記憶保持手段
１０の出力）とマルチフレームパターン発生手段１４か
ら発生する次のパターン信号との比較を行う。

比較手段１１において、不一致が検出されると不一致を
表す出力信号が選択手段１３に供給される。この時１選
択手段１３はクロック信号ＣＫを選択してマルチフレー
ムパターン発生手段１４に入力する。マルチフレームパ
ターン発生手段１４は、信号が入力される毎にマルチフ
レームパターンの出力位相を進めて、対応する出力を比
較手段１１に出力する。こうして、順番にパターンのビ
ット信号の出力が進められて比較手段１１から一致を表
す信号が発生すると９選択手段１３は切替えられてクロ
ック信号ＣＫからマルチフレームタイミング信号ｍｆへ
切替えられ、上記の比較手段１１において、一致が検出
された時と同様の動作が行われる。

次にＢ、に示す波形について説明すると、■の入力信号
ＩＮの例では、マルチフレームパターンは、各フレーム
毎にＡ乃至Ｚまでの各ビット位置の合計２６個所（ビッ
ト）に配置されているものとすると、２６フレームで１
マルチフレームを構成する。この時の、マルチフレーム
パターンが。

Ａ−Ｙ−“１″で、２＝″０″である（ｒｉｌｌｌｌ・
・１１１０」のパターン）ものとする。

そのような入力信号ＩＮが■のように入力して。

■に示すマルチフレーム信号ｍｆにより記憶保持手段１
０に、２６回番目のマルチフレームパターンである“Ｚ
″　（＝“０″）が保持され■のように″０″信号が出
力される。

この時、マルチフレームパターン発生手段１４から■に
示すようにのようにマルチフレームパターンの先頭位置
“Ａ″　（＝“１”）のパターンが発生した状態である
と、比較手段１１がらは、■に示すような不一致出力が
発生する。この不一致出力は選択手段１３に入力されて
■に示すようにクロック信号ＣＫを入力するよう切替え
られ、マルチフレームパターン発生手段１４が順次駆動
され、パターン信号が“Ａ”から“Ｂ”Ｃ”・・と位相
が進められる。この場合、Ａ−Ｙまでのパターン信号は
“１”であるから、比較手段１１の出力は不一致出力を
発生しているが、“°Ｚ”に達すると、比較部の出力は
■に示すように一致出力が発生し５選択手段１３はクロ
ック信号の入力を停止する。この後は、入力信号のマル
チフレーム信号のパターンとマルチフレームパターン発
生手段１４との同期がとられ（比較手段の一致出力を計
数して特定側の一致が得られればよい）。

同期の引き込みが完了する。

この場合、マルチフレーム信号の間隔時間をＸ秒、この
間に存在するデータの数をＮ（＝ｎ＋１ビット）とする
と、２５ＸＸ／Ｎ秒で、引き込みが完了したことになる
。

確率論により、最悪の場合の平均値を求めると不一致の
確立を１／２として。

（１＋１／Ｎ）Ｘ−Ｓ秒 となり、従来技術より同期回復時間が速くなることがわ
かる。但し、Ｓは（マルチフレームの分布個所数−１）
を表す。

［実施例コ 第２図は実施例の構成図、第３図は実施例のタイムチャ
ートを示す。

第２図において、２０〜２４は第１図Ａ、に示す原理構
成の１０〜１４の各部に対応し、２０は入力信号からシ
グナリングパターンの１ビットの信号をラッチするラッ
チ回路、２１は排他的論理和により構成する比較回路、
２２は１／３８６分周回路で構成するマルチフレームタ
イミング発生回路、２３は選択回路、２４はマルチフレ
ームパターンを発生するシグナリングパターン発生回路
を表す。

なお、この実施例では、北米で採用されている１次群体
号に適用した場合の構成が示されている。

すなわち、１次群体号として、スーパーフレーム（ＳＦ
）構成をとり、ＩＳＦは１２フレームからなり、各フレ
ームの先頭にフレームビットと称するフレーム同期用及
びマルチフレーム用のビット信号が設けられ、第１．第
３．第５・・第１１の奇数フレームのフレームビットは
、フレーム同期用のターミナルパターンが設けられ、第
２．第４、第６・・・第１２の偶数フレームのフレーム
ビットは、制御信号用のシグナリングパターンが設定さ
れている。

従って、該北米の１次群ではフレーム同期用のターミナ
ルパターンを、シッートフレーム信号とし、シグナリン
グパターンをマルチフレームパターンとみなして、実施
例の構成により動作が行われる。ここで、ターミナルパ
ターン（フレーム同期用のパターン）によるフレーム単
位の引き込みが完了しているものとする。

シグナリングパターンは、全部で６個あり、この例では
、パターンを構成する各ビットをＭ１〜Ｍ６とすると、
パターンはＭ１＝“Ｏ”、Ｍ２−“０”、Ｍ３＝　”１
”、Ｍ４＝“１”９Ｍ５＝″１″、Ｍ６−　”Ｏ″の例
である。

また、各パターン間のビット数は、　　３８６　（２フ
レーム毎）である、最悪の状１１ｉ（パターンの位相が
最もずれている状態）は、ラッチ回路２ｏの出力がＭ６
で、シグナリングパターン発生回路２４のパターン出力
がＭｌの出力状態の場合である。

第３図に示すタイムチャートはこの最悪の状態を起点と
する動作を示す。

まず、最初は、マルチフレームタイミング発生回路２２
から出力された■に示すタイミングパルスによりラッチ
回路２０にビット信号Ｍ６　（−０″）がラッチされて
いる時、シグナリングパターン発生回路２４のパターン
出力はＭ６（＝“０″）のパターンを出力している。こ
のため。

比較回路２１から、”ｏ”が出力される。

この結果９選択回路２３はマルチフレームタイミング発
生回路２２の出力を選択しており、マルチフレームタイ
ミングパルスが■に示すように発生する・と、この時の
入力信号中のシグナリングパターンＭ１がラッチ回路２
０にラッチされる。

同時に、このマルチフレームタイミング信号（パルス信
号）は選択回路２３を介してシグナリングパターン発生
回路２４に供給され、１クロツタ分動作してパターン出
力は■に示すようにＭ２（＝”Ｏ”）となる。

この結果、比較回路２１に入力する信号は共に“０”と
なって１選択回路２３は依然としてマルチフレームタイ
ミング発生回路２２を選択する。

次のマルチフレームタイミングパルスでは、ラッチ回路
２０がＭ２　（＝　”０”　）を発生し、シグナリング
パターン発生回路２４がＭ３（＝“ｌ”）を発生するの
で、比較回路２１から“１”が発生する。すると３選択
回路２３は、クロック信号を選択するので、クロック信
号が１個シグナリングパターン発生回路２４に供給され
る。

すると、シグナリングパターン発生回路２４は。

パターンＭ４（＝“ｌ”）を発生して比較回路２１に供
給する。このため、比較回路２１は依然として“１”を
発生し１選択回路２３は次のクロック信号を選択する。

こうして２図に示すように、シグナリングパターン発生
回路２４がパターンＭ６（＝“０”）を発生するまで順
次位相が前進されると、比較回路２１は一致出力である
“０”を発生する。この後９マルチフレームタイミング
パルスにより、ランチ回路２０がＭ３（＝”１”）にな
り、シグナリングパターン発生回路２４のパターンがＭ
ｌ　（＝“０”）になると、比較回路２１から不一致を
表す“ビが発生して９選択回路２３は再びクロック信号
を選択し、シグナリングパターン発生回路２４の位相が
前進する。こうして、シグナリングパターン発生回路２
４がパターンＭ３の位相まで前進すると、比較回路２１
から一致出力が発生して１選択回路２３はクロック信号
の入力を停止する。こうしてマルチフレームの同期の引
き込みが完了する。

［発明の効果］ 本発明によればマルチフレームの同期の復帰において、
復帰時間を短縮することができる。これにより、伝送信
号不通状態からの復旧における復旧時間を短縮すること
ができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の原理説明図、第２図は実施例の構成図
、第３図は実施例のタイムチャート第４図はマルチフレ
ームのフレーム構成の例、第５図は従来例の構成図であ
る。 第１図中。 ｌＯ：記憶保持手段 １１：比較手段 １２：マルチフレームタイミング発生手段１３：選択手
段 １４：マルチフレームパターン発生手段炙　托　什１／
ｌ　　檎　八　ｍ ＄２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定フレーム間隔をおいてフレーム上に離散的に分布し
   たマルチフレームパターンを含むマルチフレーム構成の
   信号伝送を行う通信装置のマルチフレーム同期復帰方式
   において、 入力信号から抽出したクロック信号を計数して同期パタ
   ーンのビット信号の発生間隔毎に出力を発生するマルチ
   フレームタイミング発生手段と、前記マルチフレームタ
   イミング発生手段からの出力のタイミングで入力信号中
   のマルチフレーム信号の内容を格納する記憶保持手段と
   、 供給される信号毎にマルチフレームパターンを構成する
   ビットを順次発生するマルチフレームパターン発生手段
   と、 記憶保持手段の出力とマルチフレームパターン発生手段
   の出力を比較する比較手段と、 前記比較手段の比較結果を入力して、不一致の時上記ク
   ロック信号を選択し、一致の時マルチフレームタイミン
   グ発生手段の出力信号を選択してマルチフレームパター
   ン発生手段に供給する選択手段とを備えることを特徴と
   するマルチフレーム同期復帰方式。