JPH0472423B2 - - Google Patents

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JPH0472423B2
JPH0472423B2 JP57099704A JP9970482A JPH0472423B2 JP H0472423 B2 JPH0472423 B2 JP H0472423B2 JP 57099704 A JP57099704 A JP 57099704A JP 9970482 A JP9970482 A JP 9970482A JP H0472423 B2 JPH0472423 B2 JP H0472423B2
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JP
Japan
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state
frame
pulse
output
hunting
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JP57099704A
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Japanese (ja)
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JPS58215841A (en
Inventor
Botaro Hirosaki
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP83105664A priority patent/EP0096854B1/en
Priority to CA000430005A priority patent/CA1195007A/en
Publication of JPS58215841A publication Critical patent/JPS58215841A/en
Publication of JPH0472423B2 publication Critical patent/JPH0472423B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00Time-division multiplex systems
    • H04J3/02Details
    • H04J3/06Synchronising arrangements
    • H04J3/0602Systems characterised by the synchronising information used
    • H04J3/0605Special codes used as synchronising signal

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、nビツト長のフレーム同期パターン
とmビツト長の情報とでなる総計(n+m)ビツ
ト長のフレーム構成をとるクロツク周期T秒の2
値信号系列に対するフレーム同期方式に関し、特
にNフレーム分の前方保護機能およびMフレーム
分の後方保護機能を具備するフレーム同期方式に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a frame structure having a total length of (n+m) bits, consisting of a frame synchronization pattern of n bit length and information of m bit length.
The present invention relates to a frame synchronization method for value signal sequences, and particularly relates to a frame synchronization method having a forward protection function for N frames and a backward protection function for M frames.

一般にこのようなフレーム同期方式において
は、入力された2値信号系列のビツトクロツクを
1フレーム分計数する法(n+m)の計数手段を
用い、この計数手段の計数値が一定値Kに達する
毎にフレームパルスを発生させ、こうして発生さ
れたフレームパルス位置が常に入力2値信号系列
のフレームの先頭位置あるいは先頭から一定のビ
ツト長だけずれた位置に来るよう該計数手段を制
御するものである。この制御は、例えば入力され
た2値信号系列のうちのnビツト長のパターン
(P1,P2…Po)を前記のフレームパターン位置毎
に観測し、これが予め定められたフレーム同期パ
ターン(r1,r2…ro)と一致しているか不一致で
あるかに応じて実行される。即ち、もし(P1
P2…Ph)と(r1,r2…ro)とが一致していれば現
在のフレームパルスは正しいとし前記計数手段を
そのまま自走させる。(この自走している状態を
定常状態と呼ぶことにする。)もし(P1,P2
Po)と(r1,r2…ro)とが不一致であれば現在の
フレームパルスは非同期状態にあるとして正しい
フレームパルスを探索する過程(これをハンチン
グ過程と略称する)に入る。しかし、このような
単純な制御では、仮に入力された2値系列が伝送
路等で符号誤りを起こしている場合に重大な欠陥
を生ずる。即ち、フレームパルスが本来正しい位
置を示しているにもかかわらず符号誤りのために
これを非同期状態とみなしてしまう危険性を生ず
る。またハンチング過程では伝送路誤りがなくて
も情報パターンの中にフレーム同期パターンを見
出してしまい誤つて正しいフレーム位置だと判定
して新たにフレームパルスを生成する危険性があ
る。こうした危険性を軽減するためには、一旦不
一致を検出してもすぐにはハンチング過程に入ら
ずその後複数回不一致を検出して初めてハンチン
グ過程に入るようにすればよい。これを前方保護
機能と呼び、前方保護のフレーム数はハンチング
過程に入るに要する連続した不一致の回数であ
る。一方、後方保護と呼ばれる機能はこれとは逆
にハンチング過程にて一致を検出してもこの一致
がその後連続して複数フレームが続かない限り再
びハンチング過程に移行させる機能であり、前記
計数手段が定常状態に復帰するために必要な連続
した一致の数が後方保護のフレーム数である。
Generally, in such a frame synchronization method, a counting means of the method (n+m) that counts the bit clock of the input binary signal sequence for one frame is used, and each time the count value of this counting means reaches a certain value K, a frame is A pulse is generated, and the counting means is controlled so that the position of the frame pulse thus generated is always at the beginning position of the frame of the input binary signal sequence or at a position shifted by a certain bit length from the beginning. In this control, for example, an n-bit length pattern (P 1 , P 2 . . . P o ) of the input binary signal sequence is observed at each frame pattern position, and this is determined by a predetermined frame synchronization pattern ( r 1 , r 2 ... r o ) is matched or mismatched. That is, if (P 1 ,
If P 2 . . . P h ) and (r 1 , r 2 . (This self-propelled state will be called the steady state.) If (P 1 , P 2 ...
If P o ) and (r 1 , r 2 . . . r o ) do not match, it is assumed that the current frame pulse is in an asynchronous state and a process of searching for a correct frame pulse (this process is abbreviated as a hunting process) is started. However, such simple control will cause a serious defect if the input binary sequence has a code error in the transmission path or the like. That is, even though the frame pulse originally indicates the correct position, there is a risk that the frame pulse will be regarded as an asynchronous state due to a code error. Furthermore, in the hunting process, even if there is no transmission path error, there is a risk of finding a frame synchronization pattern in the information pattern, erroneously determining the correct frame position, and generating a new frame pulse. In order to reduce this risk, the hunting process may not be started immediately after a mismatch is detected, but only after the mismatch is detected multiple times. This is called a forward protection function, and the number of forward protection frames is the number of consecutive mismatches required to enter the hunting process. On the other hand, a function called backward protection is a function in which, even if a match is detected during the hunting process, the process returns to the hunting process unless this match continues for a plurality of consecutive frames. The number of consecutive matches required to return to steady state is the number of backward protection frames.

このようなフレーム同期方式の設計指針は、従
来、非同期状態から同期状態への復帰時間即ち同
期復帰時間を所要値以下に抑えた上で定常状態を
できるだけ長く保持させ、且つ伝送効率を低下さ
せないためにはn,N,Mとして如何なる値を選
ぶ可きかということであつた。こうした従来のフ
レーム同期方式の設計に際しては、特にPCM基
幹伝送系などでは、(1)突起的な同期はずれ(例え
ばビツトタイミングの1ビツトずれ)は極めて稀
にしか起こらないこと(2)定常状態の平均継続時間
を十分大きくとつておけば、ハンチング過程は実
際上初期の同期引込み過程でしか現れず、従つて
ハンチング過程でのフレームパルスの喪失、重複
は問題とはならないことなどが前提とされてい
た。
Conventionally, the design guidelines for such frame synchronization methods have been to keep the steady state as long as possible while keeping the time for returning from an asynchronous state to a synchronous state, that is, the time for returning synchronization to a required value or less, and to avoid reducing transmission efficiency. The question was what values should be chosen for n, N, and M. When designing such conventional frame synchronization systems, especially in PCM backbone transmission systems, it is important to remember that (1) sudden synchronization loss (for example, a one-bit shift in bit timing) occurs extremely rarely, and (2) steady state It is assumed that if the average duration is set sufficiently large, the hunting process will actually only appear in the initial synchronization pull-in process, and therefore the loss or duplication of frame pulses during the hunting process will not be a problem. Ta.

しかし乍ら、近年、デイジタル通信方式が民生
用機器等に応用されてくるに従い、前記の前提条
件が必ずしも成り立たない状況が散見されるよう
になつている。即ち、厳しい使用環境の下では、
突発的な同期はずれが比較的高い確率で発生し易
い。更に、こうした劣悪な環境下では、現2進情
報を正確に復元するために数フレームに亘つて相
関を有する誤り訂正符号が用いられる事が多い
が、この場合は、ハンチング過程でのフレームパ
ルスの喪失、重複が重大な復号誤りを引起こすこ
とになりかねない。
However, in recent years, as digital communication systems have been applied to consumer equipment and the like, situations have come to be seen where the above prerequisites do not necessarily hold true. In other words, under harsh usage environments,
Sudden loss of synchronization tends to occur with a relatively high probability. Furthermore, under such poor environments, error correction codes that are correlated over several frames are often used to accurately restore the current binary information; Loss or duplication can cause serious decoding errors.

本発明は上記の如き状況を鑑み、劣悪な信号受
信環境下においてもなお且つ適正なフレームパル
スを得る事のできるフレーム同期方式を提供する
ものである。
In view of the above-mentioned circumstances, the present invention provides a frame synchronization method that can obtain a proper frame pulse even under a poor signal reception environment.

以下図面を用いて本発明の原理を説明する。 The principle of the present invention will be explained below using the drawings.

第1図は競合計数形フレーム同期方式として知
られている最も汎用性のある従来のフレーム同期
方式の例を示したブロツク図であり、第2図はそ
の動作波形を示した波形図である。第1図の端子
1から入力された2進データ系列は第2図Aで示
されるようにnビツト長のフレーム同期パターン
とこれに続くmビツトの情報系列とでフレームが
構成されている。第1図において一致不一致検出
回路4は、ある観測時点までに到来したnビツト
のデータを観測し、これがもしフレーム同期パタ
ーンに一致すれば状態制御回路5に一致パルスを
供給し、もしフレーム同期パターンと一致してい
なければ状態制御回路に不一致パルスを供給す
る。カウンタ6は端子2から供給されるクロツク
パルスを法(n+m)にて計数しその計数結果が
一定値Kに達するとフレームパルスを発生する。
前記の一致不一致検出回路4の観測時点は前記状
態制御回路から出力されるハンチング指示信号と
前記フレームパルスとの論理和をとつた信号でゲ
ートされたクロツクパルスにて指定されるもので
ありゲート回路7の出力にて定められる。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the most versatile conventional frame synchronization method known as the contention counting type frame synchronization method, and FIG. 2 is a waveform diagram showing its operating waveforms. As shown in FIG. 2A, the binary data series inputted from terminal 1 in FIG. 1 consists of a frame consisting of an n-bit frame synchronization pattern followed by an m-bit information series. In FIG. 1, a coincidence/mismatch detection circuit 4 observes n bits of data that have arrived up to a certain observation point, and if this matches the frame synchronization pattern, it supplies a coincidence pulse to the state control circuit 5, and if the frame synchronization pattern If they do not match, a mismatch pulse is supplied to the state control circuit. The counter 6 counts the clock pulses supplied from the terminal 2 by the modulus (n+m), and when the counting result reaches a certain value K, generates a frame pulse.
The observation time point of the coincidence/mismatch detection circuit 4 is specified by a clock pulse gated with a signal obtained by calculating the logical sum of the hunting instruction signal outputted from the state control circuit and the frame pulse. It is determined by the output of

いま状態制御回路の内部状態として次のものを
定義する。即ち S(x,y):定常状態にて不一致検出回数がx
で一致検出回数がyである状態 H(z):ハンチング状態にあつて一致検出回数
がzである状態 さて競合計数形フレーム同期方式においては、
S(x,y)のxが規定値N1に達すると状態は
Hoに移行する。またS(x,y)のyが先に規定
値N2に達すると状態はS(o,o)にリセツトさ
れる。更に、ハンチング指示信号は状態Hoの場
合のみハイレベルとなる。また状態Hzのzが規
定値Mに達すると状態は再びS(o,o)にリセ
ツトされる。更に状態Hzにて不一致が検出され
ると状態はHoにもどる。従つて規定値N1が前方
保護の長さを定め、規定値Mが後方保護の長さを
決めることになる。カウンタ6は状態制御回路5
によつて制御されるがこの制御方法としては例え
ば状態Hoにてカウンタを止め状態H1に転じた時
点でカウンタにKをロードして再び自走を開始さ
せる方法が考えられる。ここでN1=4,N2
2,M=2として第1図に示した従来の競合計数
形フレーム同期方式の動作を説明する。
The following is now defined as the internal state of the state control circuit. That is, S(x, y): The number of mismatch detections in steady state is x
H(z): A state in which the number of match detections is y in the hunting state. Now, in the contention counting type frame synchronization method,
When x of S(x, y) reaches the specified value N 1 , the state is
Transition to Ho. Furthermore, if y of S(x,y) reaches the specified value N2 first, the state is reset to S(o,o). Furthermore, the hunting instruction signal is at a high level only in state Ho. Further, when z of the state Hz reaches the specified value M, the state is reset to S(o, o) again. Further, if a mismatch is detected in the state Hz , the state returns to Ho. Therefore, the specified value N 1 determines the length of the front protection, and the specified value M determines the length of the rear protection. Counter 6 is state control circuit 5
As a control method, for example, a method can be considered in which the counter is stopped in state Ho, and when the state changes to state H1 , K is loaded into the counter and the self-running is started again. Here N 1 = 4, N 2 =
The operation of the conventional contention counting type frame synchronization method shown in FIG. 1 with M=2 and M=2 will be explained.

第2図のAは前述のように、入力された2進デ
ータ系列を表わす。またBは不一致パルスを表わ
しCは一致パルスを表わす。更にDはフレームパ
ルスを表わしEはハンチング指示信号を表わす。
第2図において21,22で示される不一致パル
スは、2進データ系列がランダム誤りを受けて生
じた不一致パルスであるとする。また、23,2
4,25,26の不一致パルスは真の同期はずれ
の結果生じた不一致パルスであるとする。ランダ
ムな誤りによる不一致パルスが生じても状態制御
回路の内部状態がS(4,0)又はS(4,1)に
達しない限りカウンタは自走しているので正しい
フレームパルスが保持される。真の同期はずれを
生じた場合は逆に前方保護のかかつている4フレ
ームの間は前のフレームパルス位置が保持されて
いる。不一致パルス26が生じた時点で系は27
で示されるハンチング状態に入り、この状態では
入力クロツクを禁止する等して前記カウンタの計
数動作を停止するとともに観測時点を1ビツトず
つシフトさせながら一致パターンの検出を試み
る。いま28の時点で一致パルスが発生したとす
るとこの時点を仮のフレーム位置と考え上記のハ
ンチング状態を一旦解除させ、状態制御回路の内
部状態をH1とする。また、この時、前記カウン
タには所定の計数値Kがロードされ、その結果該
カウンタは現在得られている仮のフレーム位置に
てフレームパルスを発生し以後クロツクの計数動
作を再開する。このフレームパルスによつて定め
られる次の観測時点にて一致パルス29が検出さ
れると前記状態制御回路の内部状態はS(o,o)
にリセツトされ系は再び前記の定常状態に復帰す
る。しかしながら上記の従来例においては次のよ
うな問題を生ずる。即ち、前記のハンチング過程
において、本来新たなフレーム位置を示すはずの
一致パルス28が伝送路誤りにより消失してしま
うと、前記のカウンタはフレームパルスを発生せ
ず従つてフレームパルスの欠落が起こる。こうし
たフレームパルスの欠落は、例えば入力データが
数フレームに亘る相関を持つた誤り訂正符号とな
つている場合等に、このフレーム数だけ復号不能
状態を持続させる原因となる。また、前記ハンチ
ング過程で一致パルスを検出して同期復帰しても
これを直ちにフレームパルスとした時、この同期
復帰時点までのフレームパルスと同期復帰後のフ
レームパルスとが部分的に重複することが起こり
得る。いま、同期復帰前の現在持続中のフレーム
パルスに順次、第1フレームパルス、第2フレー
ムパルス、…、第nフレームパルスと番号をつ
け、nフレームに亘り誤り訂正などの符号処理を
施す必要があるものとする。n個のフレームは通
常、フレームカウンタにて計数される。ここで第
2フレーム目で同期はずれが検出されハンチング
過程を終えた後、第3フレームパルスから数ビツ
ト遅れた時点で同期復帰後のフレームパルスが発
生したとする。このフレームパルスは現在第3フ
レームパルスとして得られているものが本来ある
べき正しい位置に発生したものであるから、これ
を第3′フレームパルスと称する。第4フレームパ
ルス以降は全て新しく得られた第4′フレームパル
ス以降のフレームパルスで更新される。しかしな
がら、第3フレームパルスと第3′フレームパルス
とは3番目のフレーム位置を表わすパルスとして
重複することになり、前記フレームカウンタの計
数値に1パルス分のずれを生じてしまう。このた
め前記の如きnフレームに亘る符号処理は全て誤
つた計数値に基づいて行われることになる。
As mentioned above, A in FIG. 2 represents the input binary data series. Further, B represents a mismatch pulse, and C represents a match pulse. Furthermore, D represents a frame pulse and E represents a hunting instruction signal.
It is assumed that the mismatch pulses indicated by 21 and 22 in FIG. 2 are mismatch pulses that are generated when the binary data sequence undergoes random errors. Also, 23,2
It is assumed that the mismatched pulses 4, 25, and 26 are mismatched pulses resulting from true out-of-synchronization. Even if a mismatch pulse occurs due to a random error, as long as the internal state of the state control circuit does not reach S (4, 0) or S (4, 1), the counter runs free, so the correct frame pulse is maintained. When true synchronization occurs, on the other hand, the previous frame pulse position is held during the four frames in which forward protection is applied. At the time the mismatch pulse 26 occurs, the system is 27
In this state, the counting operation of the counter is stopped by inhibiting the input clock, etc., and a matching pattern is attempted to be detected while shifting the observation point one bit at a time. Assuming that a coincidence pulse is generated at time 28, this time is considered to be a temporary frame position, the above-mentioned hunting state is temporarily released, and the internal state of the state control circuit is set to H1 . Also, at this time, a predetermined count value K is loaded into the counter, and as a result, the counter generates a frame pulse at the currently obtained temporary frame position and thereafter restarts the clock counting operation. When a coincidence pulse 29 is detected at the next observation point determined by this frame pulse, the internal state of the state control circuit becomes S(o,o).
The system is reset to the above-mentioned steady state again. However, the above conventional example causes the following problems. That is, in the hunting process, if the coincidence pulse 28, which should originally indicate a new frame position, disappears due to a transmission line error, the counter does not generate a frame pulse, resulting in frame pulse dropout. Such missing frame pulses cause the undecodable state to continue for the number of frames, for example, when the input data is an error correction code that has a correlation over several frames. Furthermore, even if a matching pulse is detected in the hunting process and synchronization is restored, if this is immediately used as a frame pulse, the frame pulse up to the point of synchronization restoration and the frame pulse after synchronization restoration may partially overlap. It can happen. Now, it is necessary to sequentially number the frame pulses that are currently continuing before synchronization is restored as the first frame pulse, second frame pulse, ..., nth frame pulse, and perform code processing such as error correction over the n frames. Assume that there is. The n frames are usually counted in a frame counter. Assume here that after synchronization is detected in the second frame and the hunting process is completed, a frame pulse after synchronization is restored occurs several bits later than the third frame pulse. Since this frame pulse, which is currently obtained as the third frame pulse, is generated at the correct position, it is called the 3'-th frame pulse. All the fourth frame pulses and subsequent ones are updated with newly obtained frame pulses after the 4'th frame pulse. However, the third frame pulse and the 3'-th frame pulse overlap as pulses representing the third frame position, resulting in a difference of one pulse in the count value of the frame counter. Therefore, the above-mentioned encoding processing over n frames is all performed based on erroneous count values.

本発明はこうした欠点を解消する新規なるフレ
ーム同期方式を提供するものであり、まず、ハン
チング時のフレームパルス欠落を無くした上で、
フレームパルスが半フレーム内に2個重複した場
合はその先頭のパルスのみ取出すことにより、欠
落も重複も無い正規のフレームパルスを得ること
を特徴としている。
The present invention provides a new frame synchronization method that eliminates these drawbacks. First, after eliminating the frame pulse dropout during hunting,
The present invention is characterized in that when two frame pulses overlap in a half frame, only the first pulse is extracted, thereby obtaining a regular frame pulse with no omissions or overlaps.

即ち、本発明の目的はnビツト長のフレーム同
期パターンとmビツト長の情報とでなる総計(n
+m)ビツト長のフレーム構成をとるクロツク周
期T秒の2値信号系列に対するフレーム同期方式
であつてNフレーム分の前方保護機能およびMフ
レーム分の後方保護機能(ただしNおよびMは1
以上の正整数)を有するフレーム同期方式におい
て、クロツクパルスの数を法(n+m)にて計数
しその計数値が規定の値Kに達する毎に擬似フレ
ームパルスを発生する計数手段と、ある観測時点
tkまでに到来したn′ビツト(但しn′はn以下の正
整数)のビツトパターン(PkPk+1,……,
Pk+o-1)を観察しこうして得られた被観測ビツ
トパターンと予め定められたn′ビツトの基準パタ
ーンとの相関をとる相関検出手段と、前記計数手
段を系の状態に応じて制御する状態制御手段と、
前記擬似フレームパルスが半フレームの間に2個
発生した場合は時間的に後で生起した方のパルス
を禁止するフレームパルス重複出力禁止手段とを
含み、該状態制御手段の内部状態が初期状態にあ
れば(n+m)T秒毎に出現する前記擬似フレー
ムパルスの発生時点を以て前記観測時刻とし、該
状態制御手段の内部状態がハンチング状態にある
時はT秒毎のビツトタイミング時刻を全て前記観
測時刻とし、前記初期状態では前記相関検出手段
の出力が一定値以下である状態がN回連続した時
に前記状態制御手段の内部状態をハンチング状態
に転じさせ、前記ハンチング状態では前記相関検
出手段の出力が一定値以上である状態がM回連続
した時に前記状態制御手段の内部状態を初期状態
に転じさせると共に前記計数手段の計数値を強制
的にKとし、前記フレームパルス重複出力禁止手
段の出力を以てフレームパルスであるとすること
を特徴とするフレーム同期方式を提供することに
ある。
That is, an object of the present invention is to obtain a total sum (n
+m) This is a frame synchronization method for a binary signal sequence with a clock cycle of T seconds, which has a bit length frame structure, and has a forward protection function for N frames and a backward protection function for M frames (however, N and M are 1
In a frame synchronization method having a positive integer equal to or more than
The bit pattern (P k P k+1 ,..., where n' is a positive integer less than or equal to n) that has arrived by t k is
P k+o-1 ) and detecting the correlation between the observed bit pattern thus obtained and a predetermined reference pattern of n′ bits; state control means for controlling;
frame pulse overlapping output prohibition means for prohibiting the pulse that occurs later in time when two pseudo frame pulses occur during a half frame, and the internal state of the state control means is returned to an initial state. If so, the generation time of the pseudo frame pulse that appears every (n+m) T seconds is set as the observation time, and when the internal state of the state control means is in the hunting state, the bit timing time every T seconds is set as the observation time. In the initial state, when the output of the correlation detection means is below a certain value N times in a row, the internal state of the state control means is changed to a hunting state, and in the hunting state, the output of the correlation detection means is When the state in which the value is equal to or higher than a certain value continues M times, the internal state of the state control means is changed to the initial state, the count value of the counting means is forcibly set to K, and the output of the frame pulse duplication output inhibiting means is used to prevent the frame from being generated. An object of the present invention is to provide a frame synchronization method characterized by using pulses.

第3図は本発明になるフレーム同期方式の一般
的な実施例を示すブロツク図であり、31はデー
タの入力端、32はクロツクの入力端、33は正
規のフレームパルスの出力端、34は相関検出手
段、35は状態制御手段、36は計数手段、37
はフレームパルス重複出力禁止回路である。い
ま、状態制御手段35の内部状態が初期状態にあ
るものとすると、この状態では計数手段36は、
クロツクパルスを計数しその計数結果が規定値K
に達する毎に擬似フレームパルスを発生する状態
で自走している。この擬似フレームパルスは相関
検出手段34の定常状態でのパターン観測時刻を
定めている。相関検出手段34はこの観測時刻ま
で到来したn′ビツト長(但しn′はn′≦nなる正整
数)のパターン(P1,P2,…Po′)を観測し、こ
の観測パターンと予め定められた基準パターン
(r1,r2,…ro′)との相関をとり、相関値が一定
値以上であれば一致情報を状態制御手段35に供
給し該相関値が一定値以下であれば不一致情報を
状態制御手段35に供給する。不一致情報が規定
の前方保護フレーム数N1に達すると状態制御手
段35の内部状態は状態Hoとなる。このとき状
態制御手段35は、ハンチング指示信号39を出
力し、相関検出手段34に、フレーム同期パター
ンの観測時点を1ビツトずつシフトさせながらパ
ターンの一致検出を行なわせる。逆に一致情報が
規定数N2に達すると状態制御手段35の内部状
態は初期状態にリセツトされる。状態制御手段3
5の内部状態がハンチング状態Hoに転ずると、
相関検出手段34は全てのビツトタイミング時刻
を観測時点とする。ここで規定の後方保護フレー
ム数をMとする。M=1の時は、前記のハンチン
グ状態Hoにて一旦一致情報を検出すると状態制
御手段35の内部状態は直ちに初期状態にリセツ
トされる。このとき、状態制御手段35は、ロー
ド信号40を出力し、計数手段36には規定値K
が強制的にロードされる。M≧2の時は、前記の
ハンチング状態にて一致情報を検出すると状態制
御手段35は計数手段36にKを強制的にロード
すると共に計数手段36から発生される擬似フレ
ームパルスにて相関検出34の観測時点を定め
る。この状態にて引続いて(M−1)個の一致情
報が検出されれば状態制御手段35は初期状態に
リセツトされる。もし(M−1)個の一致情報が
得られなければ再びハンチング状態に転ずる。計
数手段36から発生される擬似フレームパルスは
フレームパルスの欠落を生じることはしかしなが
ら、擬似フレームパルスが計数手段36から出力
後に、本来のフレーム同期パターンが相関検出手
段34で検出されると、フレーム同期パターンの
周期よりも短い時間内に2個の擬似フレームパル
スが、計数手段36から出力されることがある。
この擬似フレームパルスの重複出力は、入力2進
データ系列の最大変化周波数よりも端子32から
供給されるクロツクの周波数が高いときに起こり
うる。この場合には、計数手段36の値が一定値
Kとなつて擬似フレームパルスを出力し、その後
計数手段の値がKより大となつてから相関検出手
段34がフレーム同期パターンを検出する。この
結果、計数手段36はロード信号40によりKに
セツトされ再び擬似フレームパルスを出力する。
この擬似フレームパルスは、フレームパルス重複
出力禁止回路37に入力され、重複したパルスの
最初のみが出力され、後続のフレームパルスの出
力は禁止される。
FIG. 3 is a block diagram showing a general embodiment of the frame synchronization system according to the present invention, in which 31 is a data input terminal, 32 is a clock input terminal, 33 is a regular frame pulse output terminal, and 34 is a normal frame pulse output terminal. Correlation detection means, 35 state control means, 36 counting means, 37
is a frame pulse duplicate output prohibition circuit. Now, assuming that the internal state of the state control means 35 is in the initial state, in this state, the counting means 36 is
The clock pulses are counted and the counting result is the specified value K.
It runs on its own, generating a pseudo frame pulse every time it reaches . This pseudo frame pulse determines the pattern observation time of the correlation detection means 34 in a steady state. The correlation detection means 34 observes a pattern (P 1 , P 2 , ... P o ') of n' bit length (where n' is a positive integer such that n'≦n) that has arrived up to this observation time, and compares it with this observed pattern. Correlation with predetermined reference patterns (r 1 , r 2 , ... r o ') is taken, and if the correlation value is above a certain value, matching information is supplied to the state control means 35, and if the correlation value is below a certain value If so, mismatch information is supplied to the state control means 35. When the mismatch information reaches the predetermined number N1 of forward protection frames, the internal state of the state control means 35 becomes state Ho. At this time, the state control means 35 outputs a hunting instruction signal 39, and causes the correlation detection means 34 to perform pattern matching detection while shifting the observation time point of the frame synchronization pattern one bit at a time. Conversely, when the matching information reaches the specified number N2 , the internal state of the state control means 35 is reset to the initial state. State control means 3
When the internal state of 5 changes to the hunting state Ho,
The correlation detection means 34 uses all bit timing times as observation points. Here, the specified number of backward protection frames is assumed to be M. When M=1, once matching information is detected in the hunting state Ho, the internal state of the state control means 35 is immediately reset to the initial state. At this time, the state control means 35 outputs the load signal 40, and the counting means 36 receives the specified value K.
is forced to load. When M≧2, when matching information is detected in the hunting state, the state control means 35 forcibly loads K into the counting means 36 and performs correlation detection 34 using the pseudo frame pulse generated from the counting means 36. Determine the observation point. If (M-1) pieces of matching information are successively detected in this state, the state control means 35 is reset to the initial state. If (M-1) pieces of matching information are not obtained, the hunting state reverts. However, if the original frame synchronization pattern is detected by the correlation detection means 34 after the pseudo frame pulse is output from the counting means 36, the frame synchronization is detected. Two pseudo frame pulses may be output from the counting means 36 within a time period shorter than the period of the pattern.
This duplicate output of pseudo frame pulses can occur when the frequency of the clock supplied from terminal 32 is higher than the maximum change frequency of the input binary data sequence. In this case, the value of the counting means 36 becomes a constant value K and a pseudo frame pulse is output, and after the value of the counting means becomes larger than K, the correlation detecting means 34 detects a frame synchronization pattern. As a result, the counting means 36 is set to K by the load signal 40 and outputs the pseudo frame pulse again.
This pseudo frame pulse is input to a frame pulse duplicate output prohibition circuit 37, where only the first of the duplicate pulses is output, and the output of subsequent frame pulses is prohibited.

ここでフレームパルス重複出力禁止回路37に
おいて最初のパルスが出力されてから後続のフレ
ームパルスの出力を禁止する区間は半フレーム程
度としておけばよい。すでに述べたように、擬似
フレームパルスの重複は、入力2進データ系列の
最大変化周波数fsよりも、クロツクの周波数fcが
高いときに発生するので、半フレームの間隔で2
個の擬似フレームパルスが重複出力するというこ
とは、fs≒2fcであることを意味する。現実には、
このような極端なケースが生起することはなく、
重複パルスの間隔は、半フレームよりもはるかに
短かい時間となる。したがつて、この禁止区間の
長さは半フレームとしておけば、実用上充分であ
る。
Here, the period in which the output of subsequent frame pulses is prohibited after the first pulse is output in the frame pulse duplication output prohibition circuit 37 may be set to about half a frame. As already mentioned, duplication of pseudo-frame pulses occurs when the clock frequency fc is higher than the maximum change frequency fs of the input binary data sequence, so that
The fact that these pseudo frame pulses are outputted repeatedly means that fs≈2fc. In reality,
Such extreme cases will never occur,
The interval between overlapping pulses is much shorter than half a frame. Therefore, it is practically sufficient to set the length of this prohibited section to half a frame.

この禁止区間の長さを半フレームとしたときの
フレームパルス重複出力禁止回路は例えば第4図
のように構成される。
When the length of this prohibition section is set to half a frame, a frame pulse duplication output prohibition circuit is configured as shown in FIG. 4, for example.

即ち第4図は本発明になるフレーム同期方式に
て用いられるフレームパルス重複出力禁止回路の
具体的な一実現例を示した回路図であつて、41
は前記擬似フレームパルスの入力される入力端、
42はクロツク入力端、43は正規のフレームパ
ルスが出力される出力端、44および48はイン
バータ、45,46,49および50はアンドゲ
ート、47は半フレーム分のクロツク数を計数す
るカウンタである。
That is, FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific implementation example of the frame pulse duplicate output prohibition circuit used in the frame synchronization method according to the present invention.
is an input terminal to which the pseudo frame pulse is input,
42 is a clock input terminal, 43 is an output terminal from which a regular frame pulse is output, 44 and 48 are inverters, 45, 46, 49 and 50 are AND gates, and 47 is a counter that counts the number of clocks for half a frame. .

第5図は、第4図の回路の動作を説明するため
のタイミングチヤートである。この第5図をも参
照して第4図のフレームパルス重複出力禁止回路
の動作を説明する。
FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the circuit shown in FIG. 4. The operation of the frame pulse duplicate output prohibition circuit shown in FIG. 4 will be explained with reference to FIG. 5 as well.

第5図Aは第3図に示す計数手段36よりフレー
ムパルス重複出力禁止回路37に供給される疑似
フレームパルスの例を示している。例えば前方保
護が2フレーム分であるとすれば、52,53は
フレーム同期はずれを検出している前方保護期間
に、51以前の過去のフレームパルスと同一周期
で出力されるフレームパルスを表わしている。5
4,55はハンチング動作にて新たに捕捉された
フレーム同期位置を示すフレームパルスであつ
て、新たなフレーム同期位置がこれまでのフレー
ム同期位置よりプラス方向に2ビツトずれてしま
つたことを示している。なお、前記と逆に、マイ
ナス方向に2ビツトずれた場合は54に相当する
フレームパルスは発生しない。第5図Aではフレ
ーム同期位置がプラス方向にずれているためにフ
レームパルスの重複が現われている例を示してい
る。第5図Bは第4図の端子42から供給される
クロツクパルスであつて、第4図のアンドゲート
45にて、そのインバート出力と前記疑似フレー
ムパルスとの論理積がとられ、その出力は、アン
ドゲート50にてカウンタ47の出力との間で論
理積がとられる。第5図Cはこうして得られたア
ンドゲート50の出力を表わし、この出力が前記
カウンタ47に対するリセツトパルスとして供給
される。カウンタ47は、リセツト時点より予め
定められた個数のクロツクを計数し(第5図の例
では半フレーム分)、その計数期間中はカウンタ
出力がローレベルにあるため、前記のリセツトパ
ルスはCに示すように、フレームパルス54に対
応するパルスの消去されたパルスとなる。第5図
Dはこうして得られたカウンタ47の出力をしめ
しており、この出力と、第5図Aの疑似フレーム
パルスとの論理積をとればEに示すような重複の
ない所望のフレームパルスが得られる。
FIG. 5A shows an example of a pseudo frame pulse supplied from the counting means 36 shown in FIG. 3 to the frame pulse duplication output prohibition circuit 37. For example, if the forward protection is for two frames, 52 and 53 represent frame pulses that are output at the same period as the past frame pulses before 51 during the forward protection period when frame synchronization is detected. . 5
4 and 55 are frame pulses indicating the frame synchronization position newly captured by the hunting operation, indicating that the new frame synchronization position has shifted by 2 bits in the positive direction from the previous frame synchronization position. There is. Note that, contrary to the above, when there is a two-bit shift in the negative direction, a frame pulse corresponding to 54 is not generated. FIG. 5A shows an example in which frame pulses overlap because the frame synchronization position is shifted in the positive direction. FIG. 5B is a clock pulse supplied from the terminal 42 in FIG. 4, and the inverted output and the pseudo frame pulse are ANDed by the AND gate 45 in FIG. 4, and the output is: An AND gate 50 performs a logical product with the output of the counter 47. FIG. 5C shows the output of the AND gate 50 thus obtained, which output is supplied as a reset pulse to the counter 47. The counter 47 counts a predetermined number of clocks from the time of reset (half a frame in the example of FIG. 5), and since the counter output is at a low level during the counting period, the reset pulse is As shown, the pulse corresponding to frame pulse 54 is erased. FIG. 5D shows the output of the counter 47 obtained in this way, and if this output is ANDed with the pseudo frame pulse of FIG. 5A, a desired frame pulse with no overlap as shown in E is obtained. can get.

ここで、フレームパルスとして出力されるパル
ス53は本来のフレームパルスではなく、消去さ
れたパルス54が本来のフレームパルスである。
しかしながら、計数手段36は、本来のフレーム
パルス(パルス54)のタイミングで一定値Kに
設定されて動作しているので、この後続パルス5
4の消去は、次のフレーム同期パターンの検出タ
イミング(第5図Aのパルス55がハイレベルと
なつている期間)の発生には何ら影響を与えな
い。
Here, the pulse 53 output as a frame pulse is not the original frame pulse, but the erased pulse 54 is the original frame pulse.
However, since the counting means 36 is set to a constant value K and operates at the timing of the original frame pulse (pulse 54), this subsequent pulse 5
4 has no effect on the occurrence of the next frame synchronization pattern detection timing (the period during which the pulse 55 in FIG. 5A is at a high level).

以上述べたように本発明によれば劣悪なる環境
下でもパルスの欠落、重複の全く無いフレーム同
期方式が得られる。なお、前記の説明において、
状態制御手段、または状態制御手段と相関検出手
段の両方をリードオンリメモリによつてフアーム
ウエア化しても本発明の主旨は何ら変わることは
ない。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a frame synchronization method with no pulse dropout or duplication even under poor environments. In addition, in the above explanation,
Even if the state control means or both the state control means and the correlation detection means are implemented as firmware using a read-only memory, the gist of the present invention does not change in any way.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のフレーム同期方式の例を示した
ブロツク図であり、4は一致不一致検出回路、5
は状態制御回路、6はカウンタである。第2図は
第1図に示したフレーム同期方式の動作を説明す
るための波形図であり、Aは入力された2進デー
タ系列を表わし、Bは不一致オパルスを表わし、
Cは一致パルスを表わし、Dはフレームパルスを
表わし、Eはハンチング指示信号を表わす。第3
図は本発明になるフレーム同期方式の一般的な実
施例を示すブロツク図であり、34は相関検出手
段、35は状態制御手段、36は計数手段、37
はフレームパルス重複出力禁止回路である。第4
図は、本発明にて用いられるパルス重複禁止手段
の具体的な一実施例を示した回路図であつて、4
4,48はインバータ、45,46,49および
50はアンドゲート、47は半フレーム分のクロ
ツク数を計数するカウンタである。第5図A〜E
は第4図に示した回路の動作を説明するための波
形図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a conventional frame synchronization method, in which 4 is a coincidence/mismatch detection circuit, 5
is a state control circuit, and 6 is a counter. FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the frame synchronization method shown in FIG. 1, where A represents an input binary data sequence, B represents a mismatched opulse,
C represents a coincidence pulse, D represents a frame pulse, and E represents a hunting instruction signal. Third
The figure is a block diagram showing a general embodiment of the frame synchronization method according to the present invention, in which 34 is a correlation detection means, 35 is a state control means, 36 is a counting means, and 37 is a correlation detection means.
is a frame pulse duplicate output prohibition circuit. Fourth
The figure is a circuit diagram showing a specific embodiment of the pulse duplication prohibition means used in the present invention.
4 and 48 are inverters, 45, 46, 49 and 50 are AND gates, and 47 is a counter for counting the number of clocks for half a frame. Figure 5 A-E
4 is a waveform diagram for explaining the operation of the circuit shown in FIG. 4. FIG.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 nビツト長のフレーム同期パターンとmビツ
ト長の情報とでなる総計(n+m)ビツト長のフ
レーム構成をとるクロツク周期T秒の2値信号系
列に対するフレーム同期方式であつてNフレーム
分の前方保護機能およびMフレーム分の後方保護
機能(ただしNおよびMは正整数)を有するフレ
ーム同期方式において、クロツクパルスの数を法
(n+m)にて計数しその計数値が規定の値Kに
達する毎に擬似フレームパルスを発生する計数手
段と、ある観測時点tkまでに到来したn′ビツト
(但しn′はn以下の正整数)のビツトパタン
(Pk-o+1,……,Pk-1,1Pk)を観測しこうして
得られた被観測ビツトパターンと予め定められた
n′ビツトの基準パターンとの相関をとる相関検出
手段と、前記計数手段を系の状態に応じて制御す
る状態制御手段と、前記擬似フレームパルスが
略々半フレームの間に2個発生した場合は時間的
に後で生起した方のパルスを禁止するフレームパ
ルス重複出力禁止手段とを含み、該状態制御手段
の内部状態が初期状態にあれば(n+m)T秒毎
に出現する前記擬似フレームパルスの発生時点を
以て前記観測時刻とし、該状態制御手段の内部状
態がハンチング状態にある時はT秒毎のビツトタ
インミング時刻を全て前記観測時刻とし、前記初
期状態では前記相関検出手段の出力が一定値以下
である状態がN回連続した時に前記状態制御手段
の内部状態をハンチング状態に転じさせ、前記ハ
ンチング状態では前記相関検出手段の出力が一定
値以上である状態がM回連続した時に前記状態制
御手段の内部状態を初期状態に転じさせると共に
前記計数手段の計数値を強制的にKとし、前記フ
レームパルス重複出力禁止手段の出力を以てフレ
ーム周期パルスであるとすることを特徴とするフ
レーム同期方式。
1 A frame synchronization method for a binary signal sequence with a clock cycle of T seconds, which has a frame structure with a total (n+m) bit length consisting of an n-bit length frame synchronization pattern and m-bit length information, and forward protection for N frames. In the frame synchronization method, which has a backward protection function for M frames (N and M are positive integers), the number of clock pulses is counted modulo (n+m), and each time the counted value reaches a specified value K, a pseudo A counting means for generating frame pulses and a bit pattern (P ko+1 , ... , P k-1 , 1P k ) and the observed bit pattern obtained in this way and the predetermined
correlation detecting means for determining the correlation with the reference pattern of n'bits; state control means for controlling the counting means according to the state of the system; includes frame pulse duplication output prohibition means for prohibiting a pulse that occurs later in time, and if the internal state of the state control means is in the initial state, the pseudo frame pulse appears every (n+m) T seconds. When the internal state of the state control means is in the hunting state, all bit timing times every T seconds are taken as the observation time, and in the initial state, the output of the correlation detection means is constant. The internal state of the state control means is changed to a hunting state when the state in which the output is equal to or less than a certain value continues N times, and in the hunting state, when the state in which the output of the correlation detection means is equal to or greater than a certain value continues M times, the state is changed to the hunting state. A frame synchronization method characterized in that the internal state of the control means is changed to an initial state, the count value of the counting means is forcibly set to K, and the output of the frame pulse duplication output inhibiting means is set as a frame periodic pulse. .
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