JPS6369418A - サンプリング信号同期方式 - Google Patents

サンプリング信号同期方式

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JPS6369418A
JPS6369418A JP61212103A JP21210386A JPS6369418A JP S6369418 A JPS6369418 A JP S6369418A JP 61212103 A JP61212103 A JP 61212103A JP 21210386 A JP21210386 A JP 21210386A JP S6369418 A JPS6369418 A JP S6369418A
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transmission
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は1例えば送電線り〕保護継電装置直に利用す
るサンプリング信号同期方式に関するものである。
〔従来の技術〕
デジタル保護継電装置Eこおいては、両端電流をPCM
 (Pulse Code Modulation)化
して互いに比較するキャリヤリレーが用いられるように
なった。
この比較式保護継電装置では、送電線の両端局の電流の
瞬時値を一定周期でサンプリングしてA/D変換した後
1例えば、マイクロ回線を用いて相互に相手局へ伝送し
、各々自局の値と比較することfこより送電線の系統故
障を監視している。
この場合1両端局でのサンプリングタイミングは共fこ
同一時刻でなければならず、また、データを送出してか
ら相手局が受信するまでの時間、すなわち伝送遅延時間
は、サンプリング周期より大きくその数倍となるのが普
通であるからサンプリングタイミングには、一連の繰り
返し番号を付して両端局で同一時刻にサンプリングした
データlこは、同じ番号を付して伝送し合わなければな
らない。そしてこ力様な方式の保護継電装置では、サン
プリングタイミングとサンプリング番号との同期手段が
非常fv−重要な課題となっている。
従来この種の信号同期方式としては、すでに特開昭50
−49645号等が提案されている。この従来方式につ
いて簡単に説明する。
第4図は従来方式の原理を示す説明図である。
ここで、同期の主導権を握る側の端局を「主局」。
従属同期する側り端局を従局と呼ぶこととする。
特定のサンプリング番号のデータ(以下主属から従局へ
送信するものをSum従局から送信するものをS、と略
称する。)の送受信に関する時間的な関係を描いたもの
で、主局から出1こS、が従局に着くまでの時間と、従
局から出た52が主局に青くまでの時間とが事実と無視
できる程度で互いに等しいものとし、これを伝送遅延時
間Tdとする。
この様に上下方向の伝送遅延時間が等しい伝送路ハ、実
際に構成できる。また、Sl及びS2り】送信周期Tは
、変動分を考慮しmTdの最大値の少なくとも2倍以上
にするという前提条件がある。
そして第4図において、主局におけるSlの送信から5
2の受信までの時間をTIとして、この時間を主局にて
計測し。従局におけるS2の送信から、3−1の受信ま
での時間をTzとして、従局にてこの時間T2を計測す
る。そして、主局は、上記時間T1をデータ伝送フォー
マットJHjこ乗せ込み、従局へ送出し、従局ではこの
T18受信する。また、逆Eこ従局は、上記時間T2を
主局へ送出し、主局でこれを受信する。
この時、第4図における(a)は、主局からのSlの伝
送を示す下向きの斜線と、従局からのS、の伝送を示す
丘向きの斜線とが互いfζ交差する場合で。
TI+ T、 −2Taとなる関係が成立している場合
を示す。
この第4図の(a)は、従局からの82の送信が、主局
からのS、ニア)送信よりも時間的に遅れている場合で
あり、従局送信部のクロックパルスの位相(タイミング
)を少し進めて、従局からの送信を全体に図の矢印のよ
うに左方向へ移動させなければならない事がわかる。す
なわちh T+> T2ならば従局からの送信を早め、
まf:T、<T、ならば、従局からの送4gを遅らせる
必要があると判定できる。
、’、ttは4士貯−2治牒いずれh)の片嫁届の入−
ネたは両端局で、各々クロックパルスの位相制御を行な
いTI−T、とする様に制御してもよい。そして。
T、swT、となった場合は、Slと82かまった(同
時刻に送信されたことになり、従って、その他のサンプ
リング番号のデータを含めたすべての動作が主局と従局
とで同一時刻に行なわれる事fこなり、サンプリング信
号の同期が完全となる。
を記の方法ζこて、あらかじめ定められ1こ特定の同一
サンプリング番号のデータSl 、 S2の送信タイミ
ングを合わせて、主局と従局のサンプリング・タイミン
グを一致させる。この時、主局または従局のいずれかで
、サンプリング・タイミングを合わせる為に、クロック
パルスの位相を進めるか。
遅らせるかして合わせていくかうこの調整時間幅は、特
定のサンプリング番号のデータSL 、 $2の、送信
する周期Tの、最大1/2の時間となる。このサンプリ
ングタイミングがずれている時間、すなわち、調整時間
幅を一度にずらしてしまうと、データ伝送と送信するタ
イミングをいきない液化させる事になり、受信端側にて
受信データエラーとなる為、実際とは受信データエラー
を生じない範囲の極めて短い時間だけサンプリング・タ
イミングをずらして、これを複数回繰返して最終的な調
整時間幅をずらして行く。この為、サンプリング信号の
同期をとるのに長時間を要していた。また。
サンプリング同期をとる為に計測する時間、すなわち自
局が、特定サンプリング番号のデータs1またはS2を
送信してから、相手局の同一サンプリング番号のデータ
S2またはSlを受信するまでの時間は、特定サンプリ
ング番号のデータを送信する周期Tの時間を計測できる
ものである事が必要である。時間計測精度にもよるが、
比較的大きいビット数の時間計測カウンタが必要である
従って、相手局へ送信する時間データ(TlまたはT2
)のビット数も多く、伝送フォーマットJ:lこ多くの
ビット数を占有する。
さらに、上記特開50−49645号公報による方式で
は、主局と従局の各々で、サンプリング同期をとる為の
時間を計測する事と、その計測した時間データを主局か
ら従局、従局から主局へとお互に伝送し合う事が必須条
件となっている。
この為、相手局への伝送データに、に記の時間計測デー
タを乗せ込まなくてはならず、伝送フォーマット上に制
約を受け、伝送効率を悪いものとしている。第4図(b
)はSlと82とが交差してない場合であるが、第4図
(a)と同様に81と82とが全く同時刻に送信される
ようにする必要があり、と述の81とSlが交差してい
る場合と同様の問題点がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
特開昭50−49645号公報によるサンプリング同期
方式では、サンプリングタイミングを一致させるのに、
特定データの送信周期Tの最大1/2の時間ずらしてい
く必要があり同期をとるのに長時間を要していた。また
、同期調整用の計測時間もと記送信局期Tの分だけ必要
で、ビット数も多く時間計測の為の回路、ハードウェア
を多く必要としていた。
さらに、同期調整の為の計測し1こ時間データを相手局
との間で相互に伝送し合わなければならず。
システムの伝送効率を悪くし、伝送フォーマットJ:E
こも多くのデータ長を設けなければならず、伝送効率が
良(ない等の問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解決する為になされ
たもので、主局および従局のサンプリングタイミングを
、短時間で一致させるとともに。
同期調整を行なう対向局間での1時間データの伝送をま
ったく不要とし、伝送効率を極めて良いものとし、かつ
、同期調整を行なう局での時間計測も、短時間でよく時
間データのビット数を短かくして、ハードウェア量を少
なく01時間データの相互伝送なしで行なえるサンプリ
ング同期制御方式を得ることを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明によるサンプリング信号同期方式は。
主局または従局〔こおいて、特定サンプリング番号のデ
ータを受信した時、その受信を示すフラグ情報を一定サ
ンプリング間隔後に、相手局に対して返信し、主局また
は従局のいずれかでiホ近のサンプリングタイミングか
ら上記フラグ情報を受信するまでの時間を計測し、自局
が特定サンプリング番号のデータを送信してから、上記
フラグ情報を受信するまでの時間を認識する事で、相手
局との伝送遅延時間を算出し、自局のサンプリングタイ
ミングを移動させてサンプリングタイミングを同期させ
、サンプリング番号をも一致させる様に制御する事とし
たものである。
〔作用〕
この発明におけるサンプリング信号同期方式では、従局
から主局に対して特定サンプリング番号を示すデータを
送信し、主局ではこの特定サンプリング番号のデータを
受信すると、主局のサンプリングタイミングと従局から
の受信タイミングが一致していない場合は、従局に対し
て、「進み制御、またはr遅れ制御、を示すフラグ情報
を、k。
記特定サンプリング番号のデータ受信直後の主局サンプ
リングタイミングfこて従局へ返信する。主局サンプリ
ングタイミングと従局からの受信タイミングが完全に一
致すれば、主局は従局に対して1一致、を示すフラグ情
報を、主局の次のサンプリングタイミングにて返信する
。すなわち、一定サンプリング間隔(この場合は、1サ
ンプリングタイミング)後に相手局へ′タイミング一致
、を示すフラグ情報を返信する。
従局では、この′タイミング一致、を示すフラグ情報を
受信するが、この時従局の直近のサンプリングタイミン
グからと化フラグ情報を受信するまでの時間を計測し、
この計測時間の1/2時間だけ、自局(ここでは従局)
のサンプリングタイミングをずらす様制御して、主局と
従局のサンプリングタイミングのみを一致させる。
この時、従局の送信タイミングは変化させず固定とし、
従局のサンプリングタイミングのみ変化させるものとす
る。
そして、従局が特定サンプリング番号のデータを送信し
てから、相手局がこの特定サンプリング番号のデータ受
信8表わすフラグ情報を返信してくるまでの自局サンプ
リングタイミングの数(すなわちサンプリング周期数)
8計測し、認識する事暑こより自局から相手局までの伝
送路でり〕伝送遅延時間Tdを知ることが出来、相手局
とのサンプリング番号の差を知る事が出来る。従って、
自局で相手局とのサンプリング番号差を無くする様に自
局サンプリング番号を変更し、サンプリング番号とサン
プリングタイミングの両者を一致させ両端局のサンプリ
ング信号を同期させる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、Tはサンプリング番号の周期を表わし、こ
こでは電力系統の周波数(50H2または60H2)に
おけるlサイクル(電気角360度相当)である。To
はサンプリングタイミングの周期で、ここでは電気角8
0度とする。特定のサンプリング番号のデータは、従局
から主局へ送信するものを82とする。そして、第1図
においてはと記特定サンプリング番号を「O」としてい
る。
Tsは従局fこおいて、相手局である主局から特定サン
プリング番号のデータS2を受信した事を示すフラグ情
報Fmが乗せられたデータを受信し1こ時の。
直前のサンプリングタイミングからの時間である。
フラグ情報Fmは、主局において相手局からの特定サン
プリング番号のデータS2を受信した事と。
その受信タイミングが自局すなわち主局のサンプリング
タイミングと完全に一致していたか、またはずれていた
かのを示す意味を、あわせ持ったフラグ情報である。
第1図は本発明の原理を示す説明図であり、主局および
従局におけるデータの送受信に関する時間的な関係を描
いたもので、従局から出たデータS2が主局fこ着くま
での時間と、主局から出たフラグ情報Fmが主局に着(
までの時間とが事実上無視できる程度で互いに等しいも
のとし、これを伝送遅延時11]Tdとする。
第1図において、動作から説明すると。
主局および従局でのサンプリングタイミングは電気角8
0度間隔としている。従って、サンプリング番号は各サ
ンプリングタイミングに割付けられており、サンプリン
グ番号は0,1,2.ill、・・・9、No、11と
12個の数値で表現される。主局と従局lこおけるサン
プリングタイミングの間隔Toは互従局からは、一定周
期(T = T、x 12 )毎に特定サンプリング番
号のデータS2が送信される。従局から送信された82
は、伝送遅延時間Td後fこ主局に着信する。この時、
主局では自局のサンプリングタイミングとデータS2が
着信する受信タイミングが完全に一致しているかをチェ
ックし判定する。
そして主局では、従局からの82を受信すると必らず次
のサンプリングタイミングの従局への送信データlζl
’−52受信」を表わすフラグ情報Ftn(以下略して
フラグFmとする)を乗せて主局から従局ヘデータを送
信する。第1図の例では、主局がサンプリング番号“9
”の時E7−従局からの82が着信しており、主局では
サンプリング番号″lO″の送信データにフラグFmを
乗せ込んで、主局から従局へ返信する。従局では、主局
からのフラグFmを受信するとともlこ、自局がデータ
S2を送信してから、フラグFmを受信するまでの時間
を知るために、フラグFm受信タイミングが自局のサン
プリング番号“7”であることを認知する。そして、各
サンプリンゲタi  :  ・l )−fn) A  
f:、  −7−’l  /y”−Ai 啓r室−a−
ス 1丁 1m  σ)せ ・ノ ゴリングタイミング
からフラグFmを受信するまでの時間をTsとして計測
する。
ここでまず、主局と従局のサンプリングタイミング同期
制御の第1段階について第1図、第2図に基づいて説明
する。
従局から発信されたデータS2が主局fζ到着し。
受信するタイミングが主局のサンプリングタイミング(
30°間隔)すなわち主局の送信タイミングと完全Iζ
一致すると主局では′タイミング一致、を示すフラグF
Oを従局に対して1次の主局の送信タイミングにて送信
する。
すなわち、データS2受信タイミングから必らず。
lサンプリングタイミングの10時間だけ遅れたタイミ
ングでフラグFOを従局へ対して返信する事になる。
次に、従局からのデータS2の受信タイミングが主局の
送信タイミングとずれていた場合、主局は従局に対し、
′進み制御ノまたは1遅れ制御、のフラグ情報、それぞ
れFl 、、F2を次の送信タイミングで返信する。
以との様な主局の動作fこ応じて、従局では主局から′
進み制御、またはr遅れ制御JのフラグFlまたはF2
を受信すると、従局の送信タイミングを従局送信部のク
ロックパルスの位相(タイミング)を少し進めるか、遅
らせるかの制御を、主局からのフラグFlまたはF2の
指示どうりに行なう。
これにより、従局からのデータS2の送信タイミングが
第1図の例では矢印Aの方向に少しずつ。
ずれて移動して行き、ある時間経過すると主局fこおけ
るデータS2’7)受信タイミングと主局の送信タイミ
ング言いかえるとサンプリングタイミングとが完全に一
致する時が来る。この主局でのデータS2の受信タイミ
ングと主局送信タイミングが完全に一致した時、主局は
、従局に対して′タイミング一致Jを示すフラグFOを
送信する。
従局ではフラグFOを受信すると、従局送信部の位相制
御を止めて、送信タイミングをその時点で固定する。
そして再び、主局からフラグF1またはF2を受信する
まで、従局送信タイミングを固定し動かさない。このフ
ラグFOが送信されている期間は、主局と従局の各々の
送信タイミングには一定の関係が成立っている。
従局では、さらEζ従局がデータS2を送出してから、
フラグFOを受信するまでの時間を知る為に。
フラグFOが着信する直前のサンプリングタイミングか
ら、フラグFOを受信するまでの時間をTsとして計測
する。
第2図は、従局からのデータS2の受信タイミングが主
局の送信タイミング、いいかえると主局のサイブリング
タイミングと完全に一致して、主局からフラグFOが従
局へ送信されている状態を示したもので、主局と従局が
、一定の関係が成立っている状態である。
この状態において、主局と従局のサンプリングタイミン
グを合致させる制御を行なう、第2図より明らかな様に
、伝送遅延時間Tdと、主局峠従局間のサンプリングタ
イミング差Δ【と、各サンプリング周期T(+と計測時
間Tsとの間には次式の関係が成立する。
O≦Ts≦To    ・・・・・・・・・・・・・・
・・ (1)式Tkl −m X T6+Ts (但し
mは整数)・・・(2)式Tkz −2Td + To
  ・・・・・・・・・・・・・・・・ (3) 式T
d = nT+1+△t ・・・・・・・・・・・・・
・・・ (4)式m=2n+1    (但しm、nは
整数)(5)式り記(2)式、(3)式、(4)式、(
5)式からサンプリングタイミング差Δ【を求めると(
6)式の値となる。従っTk、 −Tk冨 (2n+1)To+Ts= 2 (nT、)+Δt)+
T。
Δを露−Ts   ・・・・・・・・・・・・ φ)式
て△tを零にする為Cζは、従局にて計測し1こ時間T
sの1の値だけ、従局側のサンプリングタイミングを調
整すればよいことになる。しかし、この1/2T3の値
だけ従局の送信タイミングを移動させると。
従局から主局へ送信しているデータS2の送信タイミン
グが変化する為、主局側でのデータS2の着信タイミン
グも変化しゝタイミング一致、のフラグFOを送信でき
なくなる。従って、従局では、従局から主局へのデータ
送信タイミングは変化させず蚤こ、 1/2Tsの値t
ごけ、従局の内部サンプリングタイミングをずらす制御
を行なう。
すなわち、主局ではデータ送信タイミングとサンプリン
グタイミングは同一タイミングであるが、従局ではデー
タ送信タイミングとサンプリングタイミングは異なって
くる。
しかし1本来の目的は主局と従局の間のサンプリングタ
イミングを完全に一致させ同期させる事であるので、従
局で送信タイミングとサンプリングタイミングが一致し
なくても何ら問題とはならない。
次いで、主局と従局のサンプリング番号を合致させる制
御を行なう。第1図では、上記のサンプリングタイミン
グ差を零にする制御を施こした後の状態も示しており、
従局の特定サンプリング番号“0″のデータS1を主局
が受信し、直後のサンプリングタイミングlO”にて「
S1受信」を示すフラグFmを乗せ込み従局へ送信する
。従局では、このフラグFmが着信し1こ時の、自局の
サンプリング番号RA“7″金記憶すると共に、フラグ
Fmを乗せ込んでき1こ主局からの送信データのサンプ
リング番号SA“10″を認知する。
従局Dサンプリング番号″7″で、主局からのフラグF
mが到着しにということは(2)式9(3)式、(4)
式Eこより、主局−従局間の伝送遅延時間TdがTd−
Ftnを乗せ込んで、送信してきにデータのサンプリン
グ番号が“10″ということは、従局のサンプリング番
号が主局のそれと比較して6だけ進んでいる(6だけ遅
れている)ことがわかる。この状態を数式で表わすと、
(7)式となる。εは従局に対する主局のサンプリング
番号の遅れ数を示す。
RA+1 tmsh−□ ・・・・・・・・・・・(7)式第1図
の例では、 SAAlO2RA謬7よりε:6となり、
従局が主局に対して6サンプル番号分だけ遅れているこ
とを示している。(7)式中SAはθ〜11の整数値、
臥は1〜11の奇数値をとる。ε値と主局−従局間のサ
ンプリング番号関係を第3図に示す。
従局では、に記ε値により主局との間のサンプリング番
号差を知ることができ、自局で相手局とのサンプリング
番号差を無くすよう憂こサンプリング番号を変更する。
第2図の例では、サンプリング番号8を6サンプリング
分だけ進めて、サンプリング番号が2となる。変更の方
法は、従局のサンプリング番号にε値を加えて12を越
えた時のみその剰余を、それ以外はそのままの値を新し
い従局のサンプリング番号とする。
なお、h記実施例では、従局に於いて、サンプリングタ
イミング及びサンプリング番号を制御したが、これとは
逆に主局に於いて同様の演算・制御を実施することによ
り、土泥実施例と同様の効果を奏する。
と記実施例では、従局に於いてサンプリングタイミング
及びサンプリング番号を制御したが、主局・従局、両局
Eこ於いて、サンプリングタイミングを合わせるためf
こ、従局からのデータの受信タイミングと主局σ〕送信
タイミングを一致させる為の自局送信タイミングの位相
調整(変化させる為の制御〕を行なうと、サンプリング
タイミングのが計れる。サンプリング番号の同期につい
ては、主局または従局いずれか一方fこおいて制al1
8行なう必要があるが、いずれで行なっても上記実施例
と同様の効果がある。
また上記実施例では、特定サンプリング番号のデータを
受信した直後の主局送1信タイミングで、フラグ情報を
返信しているが、上記データ受信後一定サンプリング間
隔後または、変化しない固定遅延後であれば、どの様な
時間後で返信しても上記実施例と同様の効果がある。
上記実施例では、主局・従局の2局間の場合憂こついて
説明したが、3局間以上の場合であってもよく、例えば
8局間では、まず2局間に於いて実施例と同一制御によ
り同期をとる。次いで残りの1局と上記同期のとれた2
局の内、1局との間で実施例と同一制御により同期をと
れば、上記実施例と同様の効果を奏する。
また、上記実施例では保護継電装置の場合について説明
し1こが、距離がある地点間で、同時刻性の必要な例え
ば地震計、標準時計等であってもよく上記実施例と同様
の効果を奏する。
また、に、記実施例では特定サンプリング番号を受信し
た事を示すフラグ情報とデータの着信タイミングと自局
送信タイミングの時間的一致を示すフラグ情報を合わせ
持つにフラグ情報としているが、この両者の意味を別々
のフラグ情報に分離しても同様の効果がある。
〔発明の効果〕
以上の様に1本発明Cζよれば、従局から主局へ特定サ
ンプリング番号を受信した時に、相手局へ返信する単一
ビット情報のみ、でサンプリングタイミングの一致制御
を行なう事が出来る。計測する時間データも従局の1局
のみの時間データ1Jif7)みで行なう事が出来る。
従って従局では時間計測カウンタl量のみのハードウェ
アがあればよく。
主局では受信タイミングと送信タイミングの一致のみを
チェックすればよく、これもハードウェアは極めて簡単
なものとなり、安価で信頼性の高いシステムが構成でき
る。さらに時間データの伝送が不要となる為、伝送効率
を高いものとする事が出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は1本発明の一実施例によるサンプリング信号同
期方式の原理を示す説明図、@2図は。 主局での受信タイミングと送信タイミングが一致した時
の送受信信号を示すタイムチャート、第3図はサンプリ
ング番号差と、主局−従局間のサンプリング番号関係を
示す図、第4図は、従来のサンプリング信号同期方式の
原理を示す説明図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 対向する伝送路を使用して、一定周期で繰返すサンプリ
    ング番号を付加した、同じサイクリツクな伝送フォーマ
    ットでデータの送受信をA局、B局間で行なう伝送方式
    において、同じサンプリング番号が発生する周期Tを各
    々の伝送遅延時間の2倍より大きくしたとき、A局から
    一定周期で伝送フォーマット上のある特定のサンプリン
    グ番号の信号を送信し、相手局であるB局では、A局か
    らの上記特定サンプリング番号の信号の着信タイミング
    と、自局(B局)の送信タイミングとの時間的一致を比
    較し、その一致または不一致を知らせる事と、上記特定
    サンプリング番号の信号を受信した事を示すフラグ情報
    を、上記特定サンプリング番号の信号を受信した直後ま
    たは、一定時間遅延後の自局(B局)の送信タイミング
    にて返信し、A局では、B局から返信されてくる上記フ
    ラグ情報を基に、相手局であるB局からの「タイミング
    一致」を知らせるフラグ情報が返信されて来るまで、自
    局(A局)の送信タイミングを変化・調整し、B局にお
    いてデータ着信タイミングとB局の送信タイミングが時
    間的に一致している状態において、A局側で、A局の直
    近の送信タイミングから上記フラグ情報を受信するまで
    の時間を測定し、A局で上記フラグ情報を受信した時の
    、自局送信タイミングを示すサンプリング番号と、フラ
    グ情報を送り出した相手局のサンプリング番号と、上記
    測定した1量の測定時間から、自局と相手局の同一サン
    プリング番号が発生するタイミング差を求めるとともに
    、上記タイミング差を“0”にする為、A局のサンプリ
    ングタイミングを調整する事を特徴とするサンプリング
    信号同期方式。
JP61212103A 1986-09-08 1986-09-08 サンプリング信号同期方式 Granted JPS6369418A (ja)

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JPH0542210B2 JPH0542210B2 (ja) 1993-06-25

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009268259A (ja) * 2008-04-25 2009-11-12 Meidensha Corp ディジタル形保護継電器のデータ同期制御方式
WO2023286145A1 (ja) * 2021-07-13 2023-01-19 株式会社東芝 保護制御監視システム、および保護制御監視装置

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JPH0542210B2 (ja) 1993-06-25

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