JPS58215841A - フレ−ム同期方式 - 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】 不発明は、ｎビ、ト長のフレーム同期パターンとｍビ、
ト長の情報とでなる総計（ｎ　十ｍ　）ビット長のフレ
ーム購成をとるクロック周Ｊす」１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＋７＜’１　機
能を具備するフレーム同期方式に関するっ 一般にこり）ようなフレーム同期方式においては、入力
さＵ、た２値信号系列のビ、ｙｌ−クロックを１フレ一
ム分計数する法（ｎ−１−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１こフレームパルス位
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ッ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α〕うちのｎビット長のパターン
（］ＦＩＰ２・・・・・・ｐｎ　）　；２　前記のフレ
ームパターン位置毎にＭ　ｉ＋＋し、これが予め定めら
れたフレーム同期パターン（口ｒ２．ｂ・・・・・ｒｎ
）と一致しているか不一致であるかに応じて実行される
っ即ち、もしくＰＩＰ２・・・・・・Ｐｎ）と（ｒ＋ｒ
ｚ・・・・・・ｒｎ）とが一致していイ１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
するっ）もしく　ＰＩＰ２・・・・・・Ｐｎ）と（ｒ’
＋ｒ２・・・・・・ｒ・）とが不一致であイ１４ば現在
のフレームパルスは非同期状りにあるとして正シイフレ
ームパルスを探索する過程（こｑｃｒｔｒハ／）ノブ過
程と略称する）に入る。しかし、このような単純な制御
では、仮に入力さイ１．た２値系列が伝送路等で符゛号
誤りを起こしている場８１こ重大な欠陥を生ずる。即ち
、フレームパルスが本来上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
しまう危険性をを見出してしまい誤って正しいフレーム
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。こうした危険性ヲ軽減するために（ま、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
の後腹２り回不一致を検出して初めてハンチング過程に
入るようにすイ１．ばよい。こイ９．を前方保護機能と
呼び、・４ｉＩ方保護のフレーノ、数はハンチング過程
に入る番こ要する連続した不一致の回数である。一方、
後方１呆穫と呼ばれる１畿能はこれとは逆にハンチング
過程にて一致を検出し−Ｃもこ（υ−七）゛ 致がその後連続して複数フレーム続かない限り再びハン
チング過程に移行させる濃１１目でありｋ　ＭｉＪ記計
数手段が定常状Ｃ，ｌ旧こｒ’ｌ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。

このようなフレーム同期方式の設計指針は、従来、非同
期人頭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っ
た。こうした従来のフレート同回力式の設計に際しては
、竹にＰＣＭ基幹伝送系ｆｆとでは、（１）突発的な同
期はず？’ｌ、　（例えばヒツトタイミングの１ヒツト
ずれ）は極めて稀にしか起こらないこと（２）定常状憚
の平均、妹続時間を十分大きくとっておけば、ハンチン
グ過程（ま実際上初期の同期引込み過程でしか現われず
、従っ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ｆｆら４ｆいことなどが１１１１提とされ
ていたつしｆ））シ乍ら、近年、ディジタル通信方式が
民生なっている。即ち、厳しい使用り１境の下では、突
発的な同Ｍはずわ、が比較的高い確率で発生し易いっ更
に、こうした劣悪な環境下では、現２進情報を１Ｅ４ｉ
ｆｆｌに復元するために数フレームに亘って相関を有す
る誤り訂正符号が用いら７する事が多いが、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力）ねない。

本発明は上記の如き状況を鑑み、劣悪な信号受信ＬＩ　
Ｊ！ｉ下においてもなお且つ適正なフレームパルスを得
る事Ｑ）できるフレーム同期方式を提供するものである
。

１状下１ツ１而を用いて本発明の詳細な説明するっ丑１
図（ま・ざへ合計数形フレーム同明方式として知られて
いる最も汎用性のある従来（リフレーム同期方式の例を
示しＴニブロック図であり、第２図はそり）動作波形を
示した波形図である。哨１図の端子１から入力された２
進データ系列（ま男２図（５）で示さイ］、ろようにｎ
ビット長０）フレーム四朋ノ々ター／とこれに続くｍビ
ットの情報系列とでフレームが（・′り成されている。

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ビット（ノンデータを四側し、これが
もしフレーム同期パターンに一致す旧、ば状態制御回路
５に一致〕々ルスを供給し、もしフレーム同期バタ　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カ）ら供給さイするクロンクパルス
を法（ｎ−１−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つ前配り）一致不
一致険出回路４の観測時点（ま前記状態制ｔ、＋Ｖ回路
から出力される／・ンチング指示信号とｆｎＪ記フレー
ドパＪレスとの論理和をとった信号でゲートさη、ムニ
クロックパルス（こて指定六スｑろものであり′メート
回路７の出力にて定めらイ１、る。

いま状態制御回路の内部状態、Ｊｌ：（７て次のものを
定義する。即ち Ｓ（ｘ、ｙ）：定常状シ、り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って一致検出回数
が２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に達すると伏聾は１−１　（ｏ）
に移行する。またＳ（Ｘ、Ｙ）のｙが先に規定値Ｎ２に
避すると状態はＳ　（０、Ｏ）にリセットサレろう更に
、ハンチング指示信号（ま状態Ｈ（ｏｌの場合のみハイ
レベルとなる。また状態Ｈ（ｚ）の２が規定値Ｍに達す
ると状態は再びＳ（ｏ、ｏ）にリセットされる。更に状
態Ｈ（ｚ）にて不一致が検出され゛ると状態はＨ（０）
にもどろう従って規定値Ｎ＋カＳ前方保獲の長さを定め
、規定値Ｍが後方採掘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によって制量されるがこの制御
方法としては例えば状態用０）にてカウンタを止め状Ｉ
Ｎ　）（（１）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ｈ（考えられる。ここでＮ
＋＝４゜Ｎ２　＝２　、　Ｍ＝　２として第１図（こ示
した従来の競合計数形フレート同期方式の動作ｆＮＱ明
する。

第２図の穴は前述のように、入力された２イ（データ系
列を表わす。また（均は不一致パルスを表わしくｑは一
致パルスを表わすっ更（こ（Ｄ）Ｇまフレームパルスを
表わしの）はハンＦング指示信号を表わす。

鷹２図において２１．２２で示さイする不一致パルスは
、２位データ系列がランダム誤りを受けて生じ１こ不一
致パルスであるとする。また、２３．２４＋２５．２６
０）不一致パルスは真の同期はずれの結果中じた不一致
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８　（４、ｏ）
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旧、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（ま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ックを禁
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′・′状態を一旦解除させ、状態制御回路の内
う４（９状態を１−１（１）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
核力・クノ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ックの計数動作を再開
する。このフレームパルスによっ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）＋こリセットされ系は再び
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って
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
を持った誤り訂正符号となっている場合等に、このフレ
ーム数だけ復号不能状岬を持続させる原因となる。

不発明（ま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Ｃ１ハンｆ−ノブ時０
）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
のみ嘔出すことにより、欠落も重複も無いＩＦ現のフレ
ームパルスを得ることを特徴としＣいる。

即ち、不発明の目的はｍビット長のフレーム同期パター
ンとｍビット長の情報とでなる総計（ｎ−１−ｍ）ビッ
ト長Ｑ）フレーム構成をとるクロック周期Ｔ秒の２値信
号系列に対するフレーム同期方式であって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ａ機能（た
だしＮおよびＭは１１状上の正整数）を有するフレーム
同期方式において、クロックパルスの数を法（ｎ＋ｍ）
にて計数しその計数値が規定の値Ｋに達する毎（こ擬似
フレームパルス欠落生する計数手段と、ある観測時点ｔ
ｈまでに到来したｎビット（但しｎはｎ１ｇ下の正整数
）のビットパターン（Ｐｋ、ｌ’％＋ｔ　、・・・・・
・、　Ｐｈ＋ｎ′−１）を；視測しこうして得られた被
観測ビットパターンと予め定められたｎビットの基準パ
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−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重複禁止手段
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十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／＋３ハンチング状態にある時はＴ秒毎のビッ
トタイミング時刻を全て前記観測時刻とし、１１前記初
期状態では前記相関検出手段の出力が所定の閾値以下で
ある状態がＮ回連続した時に前記状態制御手段０）内部
状？ｊＬｆハンチン々状態に転じさせ、前記ハンチング
状態では前記相関検出手段の出力が所定の閾値以上であ
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ＩＩ；ｌこ前記計数手段の計
数値を強制的にＫとし、前記重複禁止手段の出力として
正規のフレームパルスを得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。

第３図は不発明になるフレーム同期方式の一般的な実施
例を示すブロック図であり、３１はデータの入力端、３
２はり０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、３
６は計数手段、３７はパルス重複禁止手段である。いま
、状態制御手段３５υ）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、クロックパル
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７１ノ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３
４はこの観測時刻までに到来したｎ′ビット長（但しｎ
はｎ≦ｎなる正整数）のパターン（ＰＩＰ２・・・・・
・Ｐｎ）を観測し、この観測パターンと予め定めらｎ、
た基準パターン（ｒ＋ｒｚ・・・・・・ｒｎ′）トの相
関をとり、相関値が一定値以上であ第１．ば−数情報を
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に供給するっ不一致情
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の内部状態はハンチング状態に転する。逆に一
致情報が規定数Ｎ２１こ達すると状態制御手段３５の内
部状態（ば初期状態にリセットされる。状態匍珪１１１
手段３５の内部状態がハンチング状態に転すると、相関
検出手段３４は全てのビットタイミング時刻ヲ観側時点
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
状態にリセットさイ１６と共に計数手段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−致情報を検出すると状態制御手段３５
は計数手段３６１こＫを強制的にロードすると共に計数
手段３６から発生さ旧、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７１ば状態制御手段３
５（・ま初期状態にリセットされる。もしく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す
る。計数手段３６７：ｌ）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ヲ生じること１まないが
半フレーム内に重複することがあり得る。しかしこの擬
似フレームパルス（まパルス重複禁止手段３７に入力さ
れ、半フレーム内に２個のパルスを生じた場合（まその
先頭のものだけ敗り出さｎｉＥ規（υフレームパルスに
変換される。

ここでパルス重複禁止手段は例えば第４図のように溝成
さイ１．るっ 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
れるパルス重複禁止手段の具体的な一実現例を示した回
路図であって、４１は前記擬似］１／−ムパルスの入力
される入力端、４２はクロ。

り入力端、４３は１Ｆ規（Ｄフレームパルスが出力さレ
ーム分のクロック数を計数する力・′７ンタである。

いま、入力端４１に第５図四に示したような擬似フレー
ムパルスが入力され、入力端４２には（均にく表わされ
、この信号にてカウンタ４７がリセットされる。カウン
タ４７は、このリセット時点よりり０ツクの計数を開始
し、半７１／−ム分のクロｙりを計数するとその出力を
ハイレベルに転する。

即ち（ト）に示される信号を出力するっ従ってこの半フ
レームの間はカウンタにはりセット信号が人力されず、
更に、このカウンタの出力と、入力された擬似フレーム
パルスとのアンドをとることにより、出力端４３にはの
）に示すごとく欠落も重複も　□ない正規のフレームパ
ルスが得らイすることになる。

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
で・ま状態制御手段と相関検出手段の両方をリードオン
リメ−１′：りによってファームウェア化し−Ｃも本発
明の主旨は何ら変わることは４Ｃい。

【図面の簡単な説明】

９１図は従来のフレ−ム同期方式の例を示したブロック
図でカリ、４は一致不一致検出回路、５（ま状態側−回
路、６はカウンタである９４７２図は４１図に示した）
Ｌ・−ム同期方式の動作を説明する１こめの波形図であ
り、（５）は人力され、た２進データ系列を表わし、（
Ｂ）は不一致パルスを表わし、（Ｃ’１（ま一致パルス
を表わし、（Ｑはフレームパルスを表わし、（均（まハ
ンチング指示信号を表わす。哨３図は本発明になるフ）
／−ム同期方式の一般的な実施例を示すブロック図で１
シ３す、３４は相関検出手段、３５げ状態制御手段、３
６は計数手段、３７はパルス重複禁止手段である。第４
図は、本発明にて用いらイｔ６パルス重複禁止手段の具
体的な一実施例を示した回路１図であ−５で、４４．４
８はインバータ、４５，４６．４９および５０はアンド
ゲート、４７明す６ための波形図である。 −−−ヘ　　　ヘ　　　覇 ３　　巴　　８　８　　巴　　ギ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｎビット長のフレーム同期パターンと１ｎビツト長の情
   報とてなる総計（ｎ＋ｍ）ビット長のフレーム構成をと
   るクロック周期Ｔ秒の２値信号系列に対するフレーム同
   期方式であってＮフレーム分の前方保誇機能および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（こおいて、クロックパルス
   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ｔｈまでに到来したｎビット（但しｎ′
   はｎ以下の正整数）のビットバタン（Ｐｋｎ　’＋１゜
   ・・・・・・、Ｐｋ−ｚ、Ｐｋ）を観測しこうして得ら
   れた被観測ビットパターンと予め定められたｎビットの
   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重
   複禁止手段とを含み、核状態制御手段の内部状態が初期
   状態にあれば（ｎ−ｌ−ｍ’）’１’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ｆａｌ１手段の内部状態がハンチング状態
   にある時は１秒毎のビッ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
   が所定の閾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ｉ■こ転じさせ、
   前記ハンチング状態では前記相関検出手段の出力が所定
   の閾値以下である状態が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、前記重複禁止手段の出
   力を以て正規のフレーム同期パルスとすることを特徴と
   するフレーム同期方式。