JP4809628B2 - Communications system - Google Patents
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本発明は、送信装置から受信装置にデータを送信する際にスクランブル処理する通信システムに関するものである。 The present invention relates to a communication system that performs scramble processing when data is transmitted from a transmission device to a reception device.
送信装置から受信装置にデータを送信する際に、受信装置には広帯域な増幅回路が使用されている。このような増幅回路を複数接続する場合の増幅回路間や増幅回路と論理回路との間では直流遮断されているため、“1”と“0”の出現確率ができるだけ均等になる通信符合が望まれていた。“1”と“0”の出現確率が不均一になると、受信装置で正常なデータ再生ができず、信頼性の低い通信システムとなる。また、送信装置と受信装置との間の伝送路符号がNRZ(Non−Return Zero)符号の場合は、“1”と“0”の出現確率が均等になるだけではなく、高精度にクロック再生できるよう、
“1”と“0”の交代頻度が高い伝送路符号であることも要求される。“1”と“0”の交代頻度が低くなると、受信装置で正常にクロック再生ができず、信頼性の低い通信システムとなる。
When transmitting data from the transmission device to the reception device, a broadband amplifier circuit is used for the reception device. When a plurality of such amplifier circuits are connected, since the direct current is cut off between the amplifier circuits and between the amplifier circuit and the logic circuit, a communication code that makes the appearance probabilities of “1” and “0” as uniform as possible is desired. It was rare. If the appearance probabilities of “1” and “0” are non-uniform, normal data reproduction cannot be performed by the receiving device, resulting in a communication system with low reliability. In addition, when the transmission path code between the transmission apparatus and the reception apparatus is an NRZ (Non-Return Zero) code, not only the appearance probabilities of “1” and “0” are equalized, but also clock recovery with high accuracy. Be able to,
It is also required that the transmission line code has a high alternation frequency between “1” and “0”. When the frequency of alternation between “1” and “0” becomes low, the clock cannot be normally reproduced by the receiving apparatus, and the communication system becomes low in reliability.
送信装置と受信装置が比較的接近して設置されている場合には、従来の送信装置と受信装置との間は、メタリック線のフラットケーブルを利用したパラレルデータ通信が行われていた。近年、ケーブルスペース削減の要求に伴い、シリアルデータ通信の実現が望まれている。従来のシリアルデータ通信では、8B10B(8 Binary to 10 Binary)変換符号が用いられていた。8B10B変換符号は、8ビットのデータに対して2ビットの冗長符号を追加し、“1”と“0”の出現確率を均等に近づける符号である。しかし、8B10B符号変換では十分に“1”と“0”の出現確率を均等することができず、また、実現する論理回路規模が大きいという問題があった。 When the transmission device and the reception device are installed relatively close to each other, parallel data communication using a metallic flat cable has been performed between the conventional transmission device and the reception device. In recent years, realization of serial data communication is desired in accordance with a request for reducing cable space. In the conventional serial data communication, an 8B10B (8 Binary to 10 Binary) conversion code is used. The 8B10B conversion code is a code that adds a 2-bit redundant code to 8-bit data to make the appearance probabilities of “1” and “0” closer to each other. However, the 8B10B code conversion cannot sufficiently equalize the appearance probabilities of “1” and “0”, and there is a problem that the logic circuit scale to be realized is large.
一方、スクランブルパターンを利用して、“1”と“0”の出現確率を均等に近づける技術も開発されている(例えば、特許文献1参照。)。これは、初期値入力端子を設け、スクランブルパターンの初期値を設定できるようにした並列スクランブル装置である。
特許文献1で開示されている技術は、複数のデータが多重化され、十分にランダム性が確保されたデータ通信では、1度のスクランブル処理で“1”と“0”の出現確率を均等にすることができる。しかし、多重化前のデータを一度だけスクランブル処理しただけでは、スクランブル処理するデータとスクランブルパターンとが一致する確率が高く、“1”と“0”の出現確率が全体では均一化しても、局所的には不均一となるという課題があった。局所的に不均一になると、“1”と“0”の交代頻度も低くなる。
In the technology disclosed in
そこで、本願発明は、上記課題を解決するために、送信装置と受信装置の間のデータ信号において、“1”と“0”の出現確率が局所的にも均等となり、信頼性の高い通信システムを提供することを目的とする。 Accordingly, in order to solve the above problems, the present invention provides a highly reliable communication system in which the appearance probabilities of “1” and “0” are locally equal in the data signal between the transmission device and the reception device. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本願第一の発明に係る通信システムは、複数の異なるスクランブルパターンで複数回スクランブル処理して通信する通信システムとした。 In order to achieve the above object, the communication system according to the first aspect of the present invention is a communication system that performs scramble processing multiple times with a plurality of different scramble patterns.
具体的には、本願第一発明は、データを、M系列、ゴールド系列及びバーカー系列のいずれかであり、かつm個(mは正整数)の異なるスクランブルパターンでm回スクランブル処理し、m回スクランブル処理したデータにおける“1”と“0”の出現確率が全体でも局所的にも均等となるようにし、m回スクランブル処理したデータを送信する送信装置と、前記送信装置からの前記スクランブル処理されたデータを受信した後、受信したデータを前記m個のスクランブルパターンでm回デスクランブル処理し、m回デスクランブル処理したデータを出力する受信装置と、を備える通信システムである。 Specifically, the present first invention, the data is either M-sequence, Gold sequence, and Barker sequence, and the m (m is a positive integer) m times scrambled with different scrambling patterns, m times A transmission device that transmits the data scrambled m times so that the occurrence probabilities of “1” and “0” in the scrambled data are uniform both locally and locally, and the scrambled data from the transmission device A receiving device that receives the received data, descrambles the received data m times with the m scrambling patterns, and outputs the data descrambled m times.
本願第一発明では、複数の異なるスクランブルパターンで複数回スクランブル処理することにより、伝送路符号の“1”と“0”の出現確率が局所的にも均等となり、信頼性の高い通信システムとすることができる。 In the first invention of this application, by performing scramble processing a plurality of times with a plurality of different scramble patterns, the appearance probabilities of “1” and “0” of the transmission line codes are evenly localized, and a highly reliable communication system is provided. be able to.
本願第二発明は、同じビットレートのn個(nは正整数)のデータを異なるビット数だけシフトしたスクランブルパターンでそれぞれスクランブルするスクランブル処理を、M系列、ゴールド系列及びバーカー系列のいずれかであり、かつm個(mは正整数)の異なるスクランブルパターンでm回繰り返し、m回スクランブル処理したデータを並−直列変換し、m回スクランブル処理し並−直列変換したデータにおける“1”と“0”の出現確率が全体でも局所的にも均等となるようにし、並−直列変換したシリアルデータを送信する送信装置と、前記送信装置からの前記並−直列変換されたシリアルデータを受信した後、受信したシリアルデータを直−並列変換し、直−並列変換したn個のデータを前記送信装置でのシフトしたビット数と同じビット数だけシフトしたスクランブルパターンでそれぞれデスクランブルするデスクランブル処理を前記m個の異なるスクランブルパターンでm回繰り返し、m回デスクランブル処理したn個のデータを出力する受信装置と、を備える通信システムである。 In the second invention of this application, the scramble process for scrambling each of n (n is a positive integer) data having the same bit rate with a scramble pattern shifted by a different number of bits is one of an M series, a Gold series, and a Barker series. And m (m is a positive integer) different scramble patterns m times, the data scrambled m times is parallel-serial converted, and the data scrambled m times and parallel-serial converted is “1” and “0”. And the transmission device for transmitting parallel-serial converted serial data, and after receiving the parallel-serial converted serial data from the transmission device, The received serial data is serial-parallel converted, and the serial-parallel converted n data is converted into the number of bits shifted in the transmission device A receiving apparatus that outputs m pieces of data descrambled m times by repeating the descrambling process that is descrambled by a scramble pattern shifted by the same number of bits. It is.
本願第二発明では、パラレルデータを並列に複数の異なるスクランブルパターンで複数回スクランブル処理することにより、低速回路を利用して伝送路符号の“1”と“0”の出現確率が局所的にも均等となり、信頼性の高い通信システムとすることができる。 In the second invention of the present application, the parallel data is scrambled a plurality of times with a plurality of different scramble patterns, so that the appearance probability of transmission line codes “1” and “0” can be locally generated using a low-speed circuit. The communication system becomes even and highly reliable.
本願第一発明及び本願第二発明では、前記送信装置は、前記m個のスクランブルパターンを前記スクランブル処理したデータと共に送信し、前記受信装置は、前記送信された前記m個のスクランブルパターンを受信し、受信した前記m個のスクランブルパターンを利用してデスクランブル処理することとしてもよい。 In the first invention of the present application and the second invention of the present application, the transmitting device transmits the m scramble patterns together with the scrambled data, and the receiving device receives the transmitted m scramble patterns. The descrambling process may be performed using the received m scramble patterns.
本願発明では、スクランブル処理されたデータと共にスクランブルパターンも同時に送信することにより、受信装置でスクランブルパターンの発生を不要とすることができる。また、伝送路符号の“1”と“0”の出現確率がさらに均等となり、信頼性の高い通信システムとすることができる。 In the present invention, by simultaneously transmitting the scramble pattern together with the scrambled data, it is possible to eliminate generation of the scramble pattern in the receiving apparatus. Further, the appearance probabilities of “1” and “0” of the transmission line codes are further equalized, and a highly reliable communication system can be achieved.
本願発明の通信システムでは、前記m個のスクランブルパターンのうち少なくとも1個のスクランブルパターンをフレーム同期に利用することとしてもよい。 In the communication system of the present invention, at least one scramble pattern among the m scramble patterns may be used for frame synchronization.
本願発明では、スクランブルパターン発生回路で発生したスクランブルパターンをフレーム同期に利用することにより、フレーム同期パターン発生回路を不要とすることができる。 In the present invention, the frame synchronization pattern generation circuit can be eliminated by using the scramble pattern generated by the scramble pattern generation circuit for frame synchronization.
本願発明の通信システムでは、前記フレーム同期に利用するスクランブルパターンを周期的な“1”又は“0”に固定したパターンとすることとしてもよい。 In the communication system according to the present invention, the scramble pattern used for the frame synchronization may be a pattern fixed to periodic “1” or “0”.
本願発明では、周期的な“1”又は“0”の固定パターンを検出することによって、容易にフレーム同期をとることができる。 In the present invention, frame synchronization can be easily achieved by detecting a periodic fixed pattern of “1” or “0”.
本願発明によれば、送信装置から受信装置へのデータ信号において、“1”と“0”の出現確率が局所的にも均等となり、信頼性の高い通信システムを提供することができる。 According to the present invention, in the data signal from the transmission device to the reception device, the appearance probabilities of “1” and “0” are locally equal, and a highly reliable communication system can be provided.
添付の図面を参照して本願発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本願発明の構成の例であり、本願発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is an example of the configuration of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment.
(実施の形態1)
本願発明の実施形態であるスクランブル処理機能を有する送信装置を図1に、図1の送信装置からのデータを受信してデスクランブル処理機能を有する受信装置を図3に示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a transmitting apparatus having a scramble processing function according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows a receiving apparatus having a descramble processing function by receiving data from the transmitting apparatus of FIG.
図1に示す送信装置は、データをm個(mは正整数)の異なるスクランブルパターンでm回スクランブル処理し、m回スクランブル処理したデータを送信する。図1において、11は送信装置へデータを入力するデータ入力端子、21−1、21−2、・・・21−mはm個のスクランブルパターンを発生するスクランブルパターン発生回路、31−1、31−2、・・・31−mは排他的論理和回路、41はクロック信号を供給するクロック出力回路、61は通信媒体に送信信号を送出するために必要な信号を多重する多重化回路、71は送信装置の出力端子である。通常の技術で実現される電源回路やグランドの接続は省略している。クロック出力回路41からのクロック信号もスクランブルパターン発生回路21−1、21−2、・・・21−m以外には省略しているが、適宜必要な回路に供給される。
The transmitting apparatus shown in FIG. 1 scrambles data m times (m is a positive integer) different scramble patterns, and transmits the data scrambled m times. In FIG. 1, 11 is a data input terminal for inputting data to the transmitter, 21-1, 21-2,... 21-m are scramble pattern generating circuits for generating m scramble patterns, 31-1, 31. −2,... 31-m is an exclusive OR circuit, 41 is a clock output circuit for supplying a clock signal, 61 is a multiplexing circuit for multiplexing signals necessary for transmitting a transmission signal to the communication medium, 71 Is an output terminal of the transmitter. The connection of the power supply circuit and the ground realized by a normal technique is omitted. The clock signal from the
送信装置各部における信号を図2に示す。図2(1)はデータ入力端子11へ入力されるデータ、図2(2)、図2(3)、図2(4)はそれぞれスクランブルパターン発生回路21−1、21−2、・・・21−mの発生するスクランブルパターン、図2(5)、図2(6)、図2(7)はそれぞれ排他的論理和回路31−1、31−2、31−mが出力するスクランブル処理したデータを表す。図2では、m=3として説明する。“x”は排他的論理和処理を表す。
Signals in each part of the transmission apparatus are shown in FIG. 2 (1) shows data input to the
図1及び図2の符号を用いて、本実施形態の送信装置の動作を説明する。クロック出力回路41から供給されたクロックによってスクランブルパターン発生回路21−1、21−2、・・・21−mは、それぞれ異なるスクランブルパターン(図2(2)、図2(3)、図2(4))を発生する。データ入力端子11からのデータ(図2(1))は、排他的論理和回路31−1によって、スクランブルパターン発生回路21−1からのスクランブルパターン(図2(2))でスクランブル処理される(図2(5))。スクランブル処理されたデータは、排他的論理和回路31−2によって、スクランブルパターン発生回路21−2からのスクランブルパターン(図2(3))でスクランブル処理される(図2(6))。スクランブル処理されたデータは、さらに、排他的論理和回路31−3によって、スクランブルパターン発生回路21−mからのスクランブルパターン(図2(4))でスクランブル処理される(図2(7))。このように、送信するデータが、m個の異なるスクランブルパターンでm回スクランブル処理される。この後、多重化回路61で通信に必要なビットが付加されて、出力端子71から出力される。通信に必要なビットとしては、フレームの開始時期を示すフレーム同期信号、各スクランブルパターンの開始タイミング、保守監視信号である。以上説明したように、図2(7)のm回スクランブル処理されたデータは、十分にランダム化されるため、“1”と“0”の出現確率が局所的にも均等となる。
The operation of the transmission apparatus of this embodiment will be described using the reference numerals in FIGS. The scramble pattern generation circuits 21-1, 21-2,... 21-m are different from each other according to the clock supplied from the clock output circuit 41 (FIG. 2 (2), FIG. 2 (3), FIG. 4)) is generated. Data from the data input terminal 11 (FIG. 2 (1)) is scrambled by the exclusive OR circuit 31-1 with the scramble pattern (FIG. 2 (2)) from the scramble pattern generating circuit 21-1 (FIG. 2 (2)). FIG. 2 (5)). The scrambled data is scrambled by the exclusive OR circuit 31-2 with the scramble pattern (FIG. 2 (3)) from the scramble pattern generation circuit 21-2 (FIG. 2 (6)). The scrambled data is further scrambled by the exclusive OR circuit 31-3 with the scramble pattern (FIG. 2 (4)) from the scramble pattern generation circuit 21-m (FIG. 2 (7)). Thus, the data to be transmitted is scrambled m times with m different scramble patterns. Thereafter, bits necessary for communication are added by the
図3の受信装置は、通信媒体を経由して送信装置からのスクランブル処理されたデータを受信した後、前記m個のスクランブルパターンでm回デスクランブル処理し、再現したデータを出力する。図3において、72は受信装置へデータを入力する入力端子、22−1、22−2、・・・22−mは、図1に示すスクランブルパターン発生回路21−m、・・・21−2、21−1と同じm個のスクランブルパターンを発生するスクランブルパターン発生回路、35−1、35−2、・・・35−mは排他的論理和回路、42はクロック信号を供給するクロック出力回路、62は通信媒体からの受信信号を受信するために必要な信号を多重分離する多重分離回路、15は受信装置のデータ出力端子である。通常の技術で実現される電源回路やグランドの接続は省略している。クロック抽出回路も省略している。クロック抽出回路は、受信側で受信したデータからクロック信号を抽出する。クロック抽出回路の抽出したクロック信号をクロック出力回路42が受信装置の各回路に供給する。クロック出力回路42からのクロック信号も接続を省略しているが、スクランブルパターン発生回路22−1、22−2、・・・22−mを含めて適宜必要な回路に供給される。
The receiving device in FIG. 3 receives the scrambled data from the transmitting device via the communication medium, and then descrambles m times with the m scramble patterns, and outputs the reproduced data. 3, 72 is an input terminal for inputting data to the receiving device, 22-1, 22-2,... 22-m are scramble pattern generating circuits 21-m,. , 21-1 scramble pattern generation circuit for generating m scramble patterns, 35-1, 35-2,... 35-m are exclusive OR circuits, and 42 is a clock output circuit for supplying a clock signal. , 62 is a demultiplexing circuit for demultiplexing a signal necessary for receiving a received signal from the communication medium, and 15 is a data output terminal of the receiving apparatus. The connection of the power supply circuit and the ground realized by a normal technique is omitted. The clock extraction circuit is also omitted. The clock extraction circuit extracts a clock signal from the data received on the receiving side. The
受信装置各部における信号は図2を用いて説明することができる。図3の受信装置は図1の送信装置と逆の動作をするため、図3の多重分離回路62の出力信号は、図2(7)と同様である。スクランブルパターン発生回路22−1、22−2、・・・22−mの発生するスクランブルパターンはそれぞれ図2(4)、図2(3)、図2(2)と同様である。排他的論理和回路35−1、35−2、・・・35−mが出力するデスクランブル処理したデータはそれぞれ図2(6)、図2(5)、図2(1)と同様である。図2では、m=3として説明している。
A signal in each part of the receiving apparatus can be described with reference to FIG. Since the receiving apparatus in FIG. 3 operates in reverse to the transmitting apparatus in FIG. 1, the output signal of the
図2及び図3の符号を用いて、本実施形態の受信装置の動作を説明する。クロック出力回路42から供給されたクロックによってスクランブルパターン発生回路22−1、22−2、・・・22−mは、それぞれ異なるスクランブルパターン(図2(4)、図2(3)、図2(2))を発生する。入力端子72からのデータは多重分離回路62によって通信に必要なビットが分離されて、排他的論理和回路35−1に出力される(図2(7))。排他的論理和回路35−1によって、スクランブルパターン発生回路22−1からのスクランブルパターン(図2(4))でデスクランブル処理される(図2(6))。デスクランブル処理されたデータは、排他的論理和回路35−2によって、スクランブルパターン発生回路22−2からのスクランブルパターン(図2(3))でデスクランブル処理される(図2(5))。デスクランブル処理されたデータは、さらに、排他的論理和回路35−mによって、スクランブルパターン発生回路22−mからのスクランブルパターン(図2(2))でデスクランブル処理される(図2(1))。このように、受信したデータが、m個の異なるスクランブルパターンでm回デスクランブル処理され、元のデータが得られる(図2(1))。
The operation of the receiving apparatus of this embodiment will be described using the reference numerals in FIGS. The scramble pattern generation circuits 22-1, 22-2,... 22-m are different from each other according to the clock supplied from the clock output circuit 42 (FIG. 2 (4), FIG. 2 (3), FIG. 2)). Data from the
通信媒体としては、メタル線でも光ファイバでもよい。特に、光ファイバを使用すると高速データでも外来ノイズに強く長距離通信を可能にする。通信媒体として光ファイバを使用する場合は、送信装置に発光素子を含む光送信回路を、受信装置に受光素子を含む光受信回路を備えることになる。以下の実施形態でも同様である。 The communication medium may be a metal wire or an optical fiber. In particular, when an optical fiber is used, high-speed data is resistant to external noise and enables long-distance communication. When an optical fiber is used as the communication medium, the transmission device includes an optical transmission circuit including a light emitting element, and the reception device includes an optical reception circuit including a light receiving element. The same applies to the following embodiments.
スクランブルパターンとしては、M系列、ゴールド系列、バーカー系列のように自己相関の低いデータ系列が望ましい。また、複数のスクランブルパターンを利用する場合は、それぞれ異なるパターンが望ましい。例えば、M系列の段数の異なるデータ系列であれば、繰り返し周期が異なるため、ランダム性が一層増大する。以下の実施形態でも同様である。 As the scramble pattern, a data series having a low autocorrelation such as an M series, a Gold series, and a Barker series is desirable. In addition, when using a plurality of scramble patterns, different patterns are desirable. For example, in the case of a data series having a different number of stages of M series, since the repetition period is different, the randomness is further increased. The same applies to the following embodiments.
以上説明したように、送信装置においてm個の異なるスクランブルパターンでm回スクランブル処理したデータを送信すると、受信装置では受信したデータは“1”と“0”の出現確率が局所的にも均等となり、データ再生、クロック再生が容易となるため、信頼性の高い通信システムとすることができる。 As described above, when data that has been scrambled m times with m different scramble patterns is transmitted in the transmission apparatus, the reception data in the reception apparatus is evenly localized in the appearance probability of “1” and “0”. Since data recovery and clock recovery are facilitated, a highly reliable communication system can be obtained.
(実施の形態2)
本願発明の実施形態であるスクランブル処理機能を有する送信装置を図4に、図4の送信装置からのデータを受信してデスクランブル処理機能を有する受信装置を図6に示す。
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows a transmitting apparatus having a scramble processing function according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows a receiving apparatus having a descramble processing function by receiving data from the transmitting apparatus of FIG.
図4に示す送信装置は、データをm個(mは正整数)の異なるスクランブルパターンでm回スクランブル処理し、m回スクランブル処理したデータとスクランブルパターンを合わせて送信する。図4において、図1と同じ符号は同一の意味を持つため、同一の符号については説明を省略する。但し、図4における多重化回路61は、スクランブル処理したデータとスクランブルパターンを多重化する。
The transmission apparatus shown in FIG. 4 scrambles data m times (m is a positive integer) different scramble patterns, and transmits the scrambled data together with the scrambled data m times. In FIG. 4, the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same meanings, so the description of the same reference numerals is omitted. However, the multiplexing
送信装置各部における信号を図5に示す。図5(1)はデータ入力端子11へのデータ、図5(2)、図5(3)、図5(4)はそれぞれスクランブルパターン発生回路21−1、21−2、・・・21−mの発生するスクランブルパターン、図5(5)、図5(6)、図5(7)はそれぞれ排他的論理和回路31−1、31−2、31−mが出力するスクランブル処理したデータを表す。図5では、m=3として説明する。“x”は排他的論理和処理を表す。
FIG. 5 shows signals in each part of the transmission apparatus. 5 (1) shows data to the
図4及び図5の符号を用いて、本実施形態の送信装置の動作を説明する。クロック出力回路41から供給されたクロックによってクロック出力回路41から供給されたクロックによってスクランブルパターン発生回路21−1、21−2、・・・21−mは、それぞれ異なるスクランブルパターン(図5(2)、図5(3)、図5(4))を発生し、排他的論理和回路31−1、31−2、・・・31−mがm回スクランブル処理(図5(5)、図5(6)、図5(7))する点は実施の形態の送信装置と同じである。この後、多重化回路61で、スクランブル処理されたデータとともに、スクランブル処理に利用したスクランブルパターンを多重する(図5(8))。さらに、通信に必要なビットが付加されて、出力端子71から出力される。通信に必要なビットとしては、フレームの開始時期を示すフレーム同期信号、保守監視信号である。
The operation of the transmission apparatus of this embodiment will be described using the reference numerals in FIGS. The scramble pattern generation circuits 21-1, 21-2,..., 21-m are different from each other according to the clock supplied from the
以上説明したように、図5(8)のm回スクランブル処理されたデータとスクランブルパターンの多重化された信号は、十分にランダム化されるため、“1”と“0”の出現確率が局所的にも均等となる。また、スクランブルパターンを同時に送信するため、スクランブルパターンの開始タイミングを送信する必要がない。 As described above, since the data and the scrambled pattern multiplexed signal m times scrambled in FIG. 5 (8) are sufficiently randomized, the appearance probabilities of “1” and “0” are local. Evenly. Further, since the scramble pattern is transmitted simultaneously, it is not necessary to transmit the start timing of the scramble pattern.
図6の受信装置は、通信媒体を経由して送信装置からのスクランブル処理されたデータを受信した後、前記m個のスクランブルパターンでm回デスクランブル処理し、再現したデータを出力する。図6において、図3と同じ符号は同一の意味を持つため、同一の符号については説明を省略する。但し、図6における多重分離回路62は、受信した信号からスクランブルパターンを多重分離する。
The receiving device in FIG. 6 receives the scrambled data from the transmitting device via the communication medium, then descrambles m times with the m scramble patterns, and outputs the reproduced data. In FIG. 6, the same reference numerals as those in FIG. 3 have the same meanings, so the description of the same reference numerals is omitted. However, the
受信装置各部における信号は図5を用いて説明することができる。図6の受信装置は図4の送信装置と逆の動作をするため、図6の多重分離回路62の出力信号は、図5(7)と同様である。多重分離回路62の多重分離するスクランブルパターンは図5(4)、図5(3)、図5(2)と同様である。排他的論理和回路35−1、35−2、・・・35−mが出力するデスクランブル処理したデータはそれぞれ図5(6)、図5(5)、図5(1)と同様である。図5では、m=3として説明している。
A signal in each part of the receiving apparatus can be described with reference to FIG. Since the receiving apparatus in FIG. 6 operates in reverse to the transmitting apparatus in FIG. 4, the output signal of the
図2及び図3の符号を用いて、本実施形態の受信装置の動作を説明する。入力端子72からのデータは多重分離回路62によって通信に必要なビットが分離されて(図5(8))、m回スクランブル処理されたデータが排他的論理和回路35−1に出力される(図5(7))。多重分離回路62は異なるスクランブルパターン(図5(4)、図5(3)、図5(2))を多重分離し、多重分離したスクランブルパターンを排他的論理和回路35−1、35−2、・・・35−mに供給する。排他的論理和回路35−1によって、スクランブルパターン発生回路22−1からのスクランブルパターン(図5(4))でデスクランブル処理される(図5(6))。デスクランブル処理されたデータは、排他的論理和回路35−2によって、スクランブルパターン発生回路22−2からのスクランブルパターン(図5(3))でデスクランブル処理される(図5(5))。デスクランブル処理されたデータは、さらに、排他的論理和回路35−mによって、スクランブルパターン発生回路22−mからのスクランブルパターン(図5(2))でデスクランブル処理される(図5(1))。このように、受信したデータが、m個の異なるスクランブルパターンでm回デスクランブル処理され、元のデータが得られる(図5(1))。このようにm回のデスクランブル処理によって元のデータが得られ、さらに、受信装置ではスクランブルパターン発生回路が不要である。
The operation of the receiving apparatus of this embodiment will be described using the reference numerals in FIGS. Bits necessary for communication are separated from data from the
ここで、図4の多重化回路61がフレーム同期信号を付加することなく、図6の多重分離回路62が、並―直列変換されたm個のスクランブルパターンのうち少なくとも1個のスクランブルパターンをフレーム同期に利用してもよい。
Here, the multiplexing
また、フレーム同期に利用するスクランブルパターンを周期的な“1”又は“0”に固定したパターンとすれば、フレーム同期の確立が容易になる。周期的な“1”又は“0”に固定したパターンとしては、“1”と“0”の交番系列に1箇所だけバイオレーションを形成したパターン、1ビットを“1”又は“0”として他をその補符号としたパターン等が例示できる。 Further, if the scramble pattern used for frame synchronization is a pattern fixed to “1” or “0” periodically, establishment of frame synchronization is facilitated. Periodic patterns fixed to “1” or “0” include patterns in which a violation is formed in only one place in the alternating series of “1” and “0”, and 1 bit is set to “1” or “0”. The pattern etc. which used as the complementary code can be illustrated.
以上説明したように、送信装置においてm個の異なるスクランブルパターンでm回スクランブル処理したデータとスクランブルパターンの多重化された信号を送信すると、十分にランダム化されるため、受信装置では受信したデータは“1”と“0”の出現確率が局所的にも均等となり、データ再生、クロック再生が容易となるため、信頼性の高い通信システムとすることができる。また、送信側ではスクランブルパターンの開始タイミングを送信する必要がなく、受信側ではスクランブルパターン発生回路が不要となる。 As described above, when the transmitter device transmits data scrambled m times with m different scramble patterns and a signal in which the scramble pattern is multiplexed, the data is sufficiently randomized. Since the appearance probabilities of “1” and “0” are evenly locally and data reproduction and clock reproduction are easy, a highly reliable communication system can be obtained. Further, it is not necessary to transmit the start timing of the scramble pattern on the transmission side, and a scramble pattern generation circuit is not necessary on the reception side.
(実施の形態3)
本願発明の実施形態であるスクランブル処理機能を有する送信装置を図7に、図7の送信装置からのデータを受信してデスクランブル処理機能を有する受信装置を図9に示す。
(Embodiment 3)
FIG. 7 shows a transmission apparatus having a scramble processing function according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 shows a reception apparatus having a descramble processing function by receiving data from the transmission apparatus of FIG.
図7に示す送信装置は、同じビットレートのn個(nは正整数)のデータを異なるビット数だけシフトしたスクランブルパターンでそれぞれスクランブルするスクランブル処理をm個(mは正整数)の異なるスクランブルパターンでm回繰り返し、m回スクランブル処理したデータを並−直列変換してシリアルデータを送信する。 The transmitter shown in FIG. 7 performs m (m is a positive integer) different scramble patterns for scrambling each of the n bits (n is a positive integer) of the same bit rate with a scramble pattern shifted by a different number of bits. The data that has been repeated m times and scrambled m times is subjected to parallel-serial conversion and serial data is transmitted.
図7において、11、12、13は送信装置へデータを入力するデータ入力端子、21−1、21−2は異なるスクランブルパターンを発生するスクランブルパターン発生回路、31−1、32−1、33−1、31−2、32−2、33−2は排他的論理和回路、41はクロック信号を供給するクロック出力回路、51−1、51−2はシフトレジスタ回路、61は通信媒体に送信信号を送出するために必要な信号を多重する多重化回路、71は送信装置の出力端子である。通常の技術で実現される電源回路やグランドの接続は省略している。クロック出力回路41からのクロック信号もスクランブルパターン発生回路21−1、21−2以外には省略しているが、適宜必要な回路に供給される。
7, 11, 12, and 13 are data input terminals for inputting data to the transmission device, 21-1 and 21-2 are scramble pattern generation circuits that generate different scramble patterns, 31-1, 32-1, 33- 1, 31-2, 32-2, and 33-2 are exclusive OR circuits, 41 is a clock output circuit that supplies a clock signal, 51-1 and 51-2 are shift register circuits, and 61 is a transmission signal to a communication medium. A multiplexing
送信装置各部における信号を図8に示す。図8(1)、図8(2)、図8(3)はそれぞれデータ入力端子11、12、13へ入力されるデータ、図8(4)、図8(5)はそれぞれスクランブルパターン発生回路21−1、21−2の発生するスクランブルパターン、図8(6)、図8(7)、図8(8)はそれぞれ排他的論理和回路31−1、32−1、33−1が出力するスクランブル処理したデータ、図8(9)、図8(10)、図8(11)はそれぞれ排他的論理和回路31−2、32−2、33−2が出力するスクランブル処理したデータを表す。図8では、m=2、n=3として説明する。“x”は排他的論理和処理を表す。
FIG. 8 shows signals in each part of the transmission apparatus. 8 (1), FIG. 8 (2), and FIG. 8 (3) are data input to the
図7及び図8の符号を用いて、本実施形態の送信装置の動作を説明する。クロック出力回路41から供給されたクロックによってスクランブルパターン発生回路21−1、21−2は、それぞれ異なるスクランブルパターン(図8(4)、図8(5))を発生する。異なるスクランブルパターンはそれぞれシフトレジスタ回路51−1、51−2に出力され、異なるビット数だけシフトされた後、排他的論理和回路31−1、32−1、33−1、31−2、32−2、33−2に供給される。図8では、元のスクランブルパターン(図8(4)、図8(5))はシフトレジスタ回路51−1、51−2によって、それぞれ1ビット、2ビット、3ビットシフトされている。
The operation of the transmission apparatus of the present embodiment will be described using the reference numerals in FIGS. The scramble pattern generation circuits 21-1 and 21-2 generate different scramble patterns (FIG. 8 (4) and FIG. 8 (5)) by the clock supplied from the
データ入力端子11からのデータ(図8(1))は、排他的論理和回路31−1によって、シフトレジスタ回路51−1からのスクランブルパターン(図8(4)を1ビットシフトしたパターン)でスクランブル処理される(図8(6))。スクランブル処理されたデータは、排他的論理和回路31−2によって、シフトレジスタ回路51−2からのスクランブルパターン(図8(5)を1ビットシフトしたパターン)でスクランブル処理される(図8(9))。
The data (FIG. 8 (1)) from the
同様に、データ入力端子12からのデータ(図8(2))は、排他的論理和回路32−1によって、シフトレジスタ回路51−1からのスクランブルパターン(図8(4)を2ビットシフトしたパターン)でスクランブル処理される(図8(7))。スクランブル処理されたデータは、排他的論理和回路32−2によって、シフトレジスタ回路51−2からのスクランブルパターン(図8(5)を2ビットシフトしたパターン)でスクランブル処理される(図8(10))。 Similarly, the data from the data input terminal 12 (FIG. 8 (2)) is obtained by shifting the scramble pattern (FIG. 8 (4) from the shift register circuit 51-1 by 2 bits by the exclusive OR circuit 32-1. The pattern is scrambled (FIG. 8 (7)). The scrambled data is scrambled by the exclusive OR circuit 32-2 with the scramble pattern (pattern obtained by shifting FIG. 8 (5) by 2 bits) from the shift register circuit 51-2 (FIG. 8 (10)). )).
同様に、データ入力端子13からのデータ(図8(3))は、排他的論理和回路33−1によって、シフトレジスタ回路51−1からのスクランブルパターン(図8(4)を3ビットシフトしたパターン)でスクランブル処理される(図8(8))。スクランブル処理されたデータは、排他的論理和回路32−2によって、シフトレジスタ回路51−2からのスクランブルパターン(図8(5)を3ビットシフトしたパターン)でスクランブル処理される(図8(11))。 Similarly, the data from the data input terminal 13 (FIG. 8 (3)) is shifted by 3 bits from the scramble pattern (FIG. 8 (4) from the shift register circuit 51-1 by the exclusive OR circuit 33-1. The pattern is scrambled (FIG. 8 (8)). The scrambled data is scrambled by the exclusive OR circuit 32-2 with the scramble pattern (pattern obtained by shifting FIG. 8 (5) by 3 bits) from the shift register circuit 51-2 (FIG. 8 (11)). )).
このように、同じビットレートのn個のデータが、異なるビット数だけシフトしたm個のスクランブルパターンでそれぞれm回スクランブルされる。この後、多重化回路61で並―直列変換され(図8(12))、通信に必要なビットが付加されて出力端子71から出力される。通信に必要なビットとしては、フレームの開始時期を示すフレーム同期信号、各スクランブルパターンの開始タイミング、保守監視信号である。
In this manner, n pieces of data having the same bit rate are each scrambled m times with m pieces of scramble patterns shifted by different numbers of bits. Thereafter, parallel-to-serial conversion is performed by the multiplexing circuit 61 (FIG. 8 (12)), and bits necessary for communication are added and output from the
以上説明したように、図8(12)に示すm回スクランブル処理され、並―直列変換されたデータは、十分にランダム化されるため、“1”と“0”の出現確率が局所的にも均等となる。このようなスクランブル処理が並列入力のパラレルデータに対して行われるため、低速度で動作する回路で十分である。また、1個のスクランブルパターン発生回路からのスクランブルパターンで各並列入力のパラレルデータに対してスクランブル処理するため、並列入力のデータごとに異なるスクランブルパターン発生回路を備える必要がない。さらに、スクランブルパターン発生回路からのスクランブルパターンを異なるビット数だけシフトして各並列入力のパラレルデータに対してスクランブル処理するため、スクランブル処理したデータを並−直列変換してシリアルデータとしても、シリアルデータの隣接するデータの間で相関が小さい。 As described above, since the data that has been scrambled m times and parallel-serial converted as shown in FIG. 8 (12) is sufficiently randomized, the appearance probabilities of “1” and “0” are locally Will be even. Since such scramble processing is performed on parallel input parallel data, a circuit operating at a low speed is sufficient. In addition, since the scramble process is performed on the parallel data of each parallel input with the scramble pattern from one scramble pattern generation circuit, it is not necessary to provide a different scramble pattern generation circuit for each parallel input data. Furthermore, since the scramble pattern from the scramble pattern generation circuit is shifted by a different number of bits and scrambled with respect to parallel data of each parallel input, the scrambled data is converted into serial data by parallel-to-serial conversion. Correlation is small between adjacent data.
図9の受信装置は、通信媒体を経由して送信装置からの並−直列変換されたシリアルデータを受信した後、受信したシリアルデータを直−並列変換し、直−並列変換したn個のデータを送信装置でのシフトしたビット数と同じビット数だけシフトしたスクランブルパターンでそれぞれデスクランブルするデスクランブル処理をm個の異なるスクランブルパターンでm回繰り返し、m回デスクランブル処理したn個のデータを出力する。図9において、72は受信装置へデータを入力する入力端子、22−1、22−2は、それぞれ図7に示すスクランブルパターン発生回路21−2、21−1と同じスクランブルパターンを発生するスクランブルパターン発生回路、35−1、36−1、・・・37−1、35−2、36−2、・・・37−2は排他的論理和回路、42はクロック信号を供給するクロック出力回路、62は通信媒体からの受信信号を受信するために必要な信号を多重分離しシリアルデータを直−並列変換する多重分離回路、52−1、52−2はシフトレジスタ回路、15、16、17は受信装置のデータ出力端子である。通常の技術で実現される電源回路やグランドの接続は省略している。クロック出力回路42からのクロック信号も接続を省略しているが、スクランブルパターン発生回路22−1、22−2を含めて適宜必要な回路に供給される。
9 receives serial data subjected to parallel-serial conversion from the transmission device via the communication medium, and then performs serial-parallel conversion on the received serial data, and n pieces of data obtained by serial-parallel conversion. Is repeatedly descrambled m times with m different scramble patterns, and outputs n pieces of data that have been descrambled m times. To do. In FIG. 9, 72 is an input terminal for inputting data to the receiving device, and 22-1 and 22-2 are scramble patterns that generate the same scramble patterns as the scramble pattern generation circuits 21-2 and 21-1 shown in FIG. 37-1, 36-1, ... 37-1, 35-2, 36-2, ... 37-2 are exclusive OR circuits, 42 is a clock output circuit for supplying a clock signal,
受信装置各部における信号は図8を用いて説明することができる。図9の受信装置は図7の送信装置と逆の動作をするため、図9の多重分離回路62の排他的論理和回路35−1、36−1、・・・37−1への出力信号は、図8(9)、図8(10)、図8(11)と同様である。スクランブルパターン発生回路22−1、22−2の発生するスクランブルパターンはそれぞれ図8(5)、図8(4)と同様である。排他的論理和回路35−1、36−1、・・・37−1が出力するデスクランブル処理したデータはそれぞれ図8(6)、図8(7)、図8(7)と同様である。排他的論理和回路35−2、36−2、・・・37−2が出力するデスクランブル処理したデータはそれぞれ図8(1)、図8(2)、図8(3)と同様である。図8では、m=2、n=3として説明している。
The signals in each part of the receiving apparatus can be described with reference to FIG. Since the receiving apparatus in FIG. 9 operates in reverse to the transmitting apparatus in FIG. 7, the output signal to the exclusive OR circuits 35-1, 36-1,... 37-1 of the
図8及び図9の符号を用いて、本実施形態の受信装置の動作を説明する。クロック出力回路42から供給されたクロックによってスクランブルパターン発生回路22−1、22−2は、それぞれ図7のスクランブルパターン発生回路21−2、21−1と同じスクランブルパターン(図8(5)、図8(4))を発生する。2つのスクランブルパターンはそれぞれシフトレジスタ回路52−1、52−2に出力され、異なるビット数だけシフトされた後、排他的論理和回路35−1、36−1、37−1、35−2、36−2、37−2に供給される。図8では、元のスクランブルパターン(図8(5)、図8(4))からシフトレジスタ回路52−1、52−2によって、それぞれ1ビット、2ビット、3ビットシフトされている。
The operation of the receiving apparatus of this embodiment will be described using the reference numerals in FIGS. The scramble pattern generation circuits 22-1 and 22-2 are respectively scrambled by the clock supplied from the
入力端子72からのデータは多重分離回路62によって通信に必要なビットが分離されて、排他的論理和回路35−1、36−1、・・・37−1に出力される(図8(9)、図8(10)、図8(11))。排他的論理和回路35−1、36−1、・・・37−1によって、シフトレジスタ回路52−1からのスクランブルパターン(図8(5)のスクランブルパターンをそれぞれ1、2、3ビットシフトしたパターン)でデスクランブル処理される(図8(6)、図8(7)、図8(8))。デスクランブル処理されたデータは、排他的論理和回路35−2、36−2,37−2によって、シフトレジスタ回路52−2からのスクランブルパターン(図8(4)のスクランブルパターンをそれぞれ1、2、3ビットシフトしたパターン)でデスクランブル処理される(図8(1)、図8(2)、図8(3))。このように、受信したシリアルデータが直−並列変換され、直−並列変換されたn個のデータが送信装置でのシフトしたビット数と同じビット数だけシフトされたスクランブルパターンでそれぞれデスクランブルされ、m個の異なるスクランブルパターンでm回繰り返すと、元のパラレルデータが得られる(図8(1)、図8(2)、図8(3))。
Bits necessary for communication are separated from the
以上説明したように、送信装置において同じビットレートのn個のデータを異なるビット数だけシフトしたスクランブルパターンでそれぞれスクランブルするスクランブル処理をm個の異なるスクランブルパターンでm回繰り返し、m回スクランブル処理したデータを並−直列変換してシリアルデータを送信すると、受信装置では受信したデータは“1”と“0”の出現確率が局所的にも均等となり、データ再生、クロック再生が容易となるため、信頼性の高い通信システムとすることができる。また、パラレルデータをスクランブル処理、デスクランブル処理するため低速回路を適用することができる。さらに、スクランブルパターン発生回路からのスクランブルパターンを異なるビット数だけシフトして各パラレルデータに対してスクランブル処理するため、スクランブル処理したデータを並−直列変換してシリアルデータとしても、シリアルデータの隣接するデータの間で相関が小さい。 As described above, the scramble process of scrambling each of the n pieces of data having the same bit rate with a scramble pattern shifted by a different number of bits in the transmitting apparatus is repeated m times with m different scramble patterns, and the scrambled data m times. When the serial data is transmitted after parallel-serial conversion, the received data has a uniform appearance probability of “1” and “0” locally, and data reproduction and clock reproduction are facilitated. It can be set as a highly reliable communication system. Also, a low speed circuit can be applied to scramble and descramble parallel data. Furthermore, since the scramble pattern from the scramble pattern generation circuit is shifted by a different number of bits and scrambled for each parallel data, the scrambled data is converted into serial data by converting the scrambled data into serial data. Correlation between data is small.
(実施の形態4)
本願発明の実施形態であるスクランブル処理機能を有する送信装置を図10に、図10の送信装置からのデータを受信してデスクランブル処理機能を有する受信装置を図12に示す。
(Embodiment 4)
FIG. 10 shows a transmitting apparatus having a scramble processing function according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12 shows a receiving apparatus having a descramble processing function by receiving data from the transmitting apparatus of FIG.
図10に示す送信装置は、同じビットレートのn個のデータを異なるビット数だけシフトしたスクランブルパターンでそれぞれスクランブルするm回スクランブル処理をm個(mは正整数)の異なるスクランブルパターンでm回繰り返し、スクランブル処理したデータとスクランブルパターンとを並−直列変換してシリアルデータを送信する。 The transmitting apparatus shown in FIG. 10 repeats m times of scramble processing that scrambles n data of the same bit rate with scramble patterns shifted by different number of bits, m times with m different scramble patterns (m is a positive integer). Then, the scrambled data and the scramble pattern are parallel-serial converted and serial data is transmitted.
図10において、図7と同じ符号は同一の意味を持つため、同一の符号については説明を省略する。但し、図10における多重化回路61は、スクランブル処理したデータとスクランブルパターンを多重化する。
In FIG. 10, the same reference numerals as those in FIG. 7 have the same meaning, and thus the description of the same reference numerals is omitted. However, the multiplexing
送信装置各部における信号を図11に示す。図11(1)、図11(2)、図11(3)はそれぞれデータ入力端子11、12、13へ入力されるデータ、図11(4)、図11(5)はそれぞれスクランブルパターン発生回路21−1、21−2の発生するスクランブルパターン、図11(6)、図11(7)、図11(8)はそれぞれ排他的論理和回路31−1、32−1、33−1が出力するスクランブル処理したデータ、図11(9)、図11(10)、図11(11)はそれぞれ排他的論理和回路31−2、32−2、33−2が出力するスクランブル処理したデータを表す。図11では、m=2、n=3として説明する。“x”は排他的論理和処理を表す。
FIG. 11 shows signals in each part of the transmission apparatus. 11 (1), 11 (2), and 11 (3) are data input to the
図10及び図11の符号を用いて、本実施形態の送信装置の動作を説明する。クロック出力回路41から供給されたクロックによってスクランブルパターン発生回路21−1、21−2は、それぞれ異なるスクランブルパターン(図11(4)、図11(5))を発生する。異なるスクランブルパターンはそれぞれシフトレジスタ回路51−1、51−2に出力され、異なるビット数だけシフトされた後、排他的論理和回路31−1、32−1、33−1、31−2、32−2、33−2に供給される。図11では、元のスクランブルパターン(図11(4)、図11(5))はシフトレジスタ回路51−1、51−2によって、それぞれ1ビット、2ビット、3ビットシフトされている。
The operation of the transmission apparatus of the present embodiment will be described using the reference numerals in FIGS. The scramble pattern generation circuits 21-1 and 21-2 generate different scramble patterns (FIG. 11 (4) and FIG. 11 (5)) according to the clock supplied from the
データ入力端子11からのデータ(図11(1))は、排他的論理和回路31−1によって、シフトレジスタ回路51−1からのスクランブルパターン(図11(4)を1ビットシフトしたパターン)でスクランブル処理される(図11(6))。スクランブル処理されたデータは、排他的論理和回路31−2によって、シフトレジスタ回路51−2からのスクランブルパターン(図11(5)を1ビットシフトしたパターン)でスクランブル処理される(図11(9))。 The data from the data input terminal 11 (FIG. 11 (1)) is scrambled from the shift register circuit 51-1 by the exclusive OR circuit 31-1 (a pattern obtained by shifting 1 bit of FIG. 11 (4)). It is scrambled (FIG. 11 (6)). The scrambled data is scrambled by the exclusive OR circuit 31-2 with the scramble pattern from the shift register circuit 51-2 (a pattern obtained by shifting FIG. 11 (5) by 1 bit) (FIG. 11 (9) )).
同様に、データ入力端子12からのデータ(図11(2))は、排他的論理和回路32−1によって、シフトレジスタ回路51−1からのスクランブルパターン(図11(4)を2ビットシフトしたパターン)でスクランブル処理される(図11(7))。スクランブル処理されたデータは、排他的論理和回路32−2によって、シフトレジスタ回路51−2からのスクランブルパターン(図11(5)を2ビットシフトしたパターン)でスクランブル処理される(図11(10))。 Similarly, the data from the data input terminal 12 (FIG. 11 (2)) is obtained by shifting the scramble pattern (FIG. 11 (4) from the shift register circuit 51-1 by 2 bits by the exclusive OR circuit 32-1. The pattern is scrambled (Fig. 11 (7)). The scrambled data is scrambled by the exclusive OR circuit 32-2 with the scramble pattern (pattern obtained by shifting FIG. 11 (5) by 2 bits) from the shift register circuit 51-2 (FIG. 11 (10)). )).
同様に、データ入力端子13からのデータ(図11(3))は、排他的論理和回路33−1によって、シフトレジスタ回路51−1からのスクランブルパターン(図11(4)を3ビットシフトしたパターン)でスクランブル処理される(図11(8))。スクランブル処理されたデータは、排他的論理和回路32−2によって、シフトレジスタ回路51−2からのスクランブルパターン(図11(5)を3ビットシフトしたパターン)でスクランブル処理される(図11(11))。 Similarly, the data from the data input terminal 13 (FIG. 11 (3)) is shifted by 3 bits from the scramble pattern (FIG. 11 (4) from the shift register circuit 51-1 by the exclusive OR circuit 33-1. The pattern is scrambled (FIG. 11 (8)). The scrambled data is scrambled by the exclusive OR circuit 32-2 with a scramble pattern (pattern obtained by shifting FIG. 11 (5) by 3 bits) from the shift register circuit 51-2 (FIG. 11 (11 )).
このように、同じビットレートのn個のデータが、異なるビット数だけシフトしたm個のスクランブルパターンでそれぞれm回スクランブルされる。この後、多重化回路61で、スクランブル処理されたデータとともに、スクランブル処理に利用したスクランブルパターンを並―直列変換する(図11(12))。さらに、通信に必要なビットが付加されて出力端子71から出力される。通信に必要なビットとしては、フレームの開始時期を示すフレーム同期信号、保守監視信号である。
In this manner, n pieces of data having the same bit rate are each scrambled m times with m pieces of scramble patterns shifted by different numbers of bits. Thereafter, the multiplexing
以上説明したように、図11(12)に示すm回スクランブル処理され、並―直列変換されたデータは、十分にランダム化されるため、“1”と“0”の出現確率が局所的にも均等となる。このようなスクランブル処理が並列入力のパラレルデータに対して行われるため、低速度で動作する回路で十分である。また、スクランブルパターンを同時に送信するため、スクランブルパターンの開始タイミングを送信する必要がない。また、1個のスクランブルパターン発生回路からのスクランブルパターンで各並列入力のパラレルデータに対してスクランブル処理するため、並列入力のデータごとに異なるスクランブルパターン発生回路を備える必要がない。さらに、スクランブルパターン発生回路からのスクランブルパターンを異なるビット数だけシフトして各並列入力のパラレルデータに対してスクランブル処理するため、スクランブル処理したデータを並−直列変換してシリアルデータとしても、シリアルデータの隣接するデータの間で相関が小さい。 As described above, since the data that has been scrambled m times and parallel-serial converted as shown in FIG. 11 (12) is sufficiently randomized, the occurrence probabilities of “1” and “0” are locally Will be even. Since such scramble processing is performed on parallel input parallel data, a circuit operating at a low speed is sufficient. Further, since the scramble pattern is transmitted simultaneously, it is not necessary to transmit the start timing of the scramble pattern. In addition, since the scramble process is performed on the parallel data of each parallel input with the scramble pattern from one scramble pattern generation circuit, it is not necessary to provide a different scramble pattern generation circuit for each parallel input data. Furthermore, since the scramble pattern from the scramble pattern generation circuit is shifted by a different number of bits and scrambled with respect to parallel data of each parallel input, the scrambled data is converted into serial data by parallel-to-serial conversion. Correlation is small between adjacent data.
図12の受信装置は、通信媒体を経由して送信装置からの並−直列変換されたシリアルデータを受信した後、受信したシリアルデータを直−並列変換し、直−並列変換したn個のデータを送信装置でのシフトしたビット数と同じビット数だけシフトしたスクランブルパターンでそれぞれデスクランブルするデスクランブル処理をm個の異なるスクランブルパターンでm回繰り返し、デスクランブル処理したn個のデータを出力する。図12において、図9と同じ符号は同一の意味を持つため、同一の符号については説明を省略する。但し、図12における多重分離回路62は、受信した信号からスクランブルパターンを多重分離する。
12 receives serial data subjected to parallel-serial conversion from the transmission device via a communication medium, and then performs serial-parallel conversion on the received serial data, and n data subjected to serial-parallel conversion. Is repeatedly descrambled m times with m different scramble patterns, and n pieces of descrambled data are output. In FIG. 12, the same reference numerals as those in FIG. 9 have the same meaning, and thus the description of the same reference numerals is omitted. However, the
受信装置各部における信号は図11を用いて説明することができる。図12の受信装置は図10の送信装置と逆の動作をするため、図12の多重分離回路62の排他的論理和回路35−1、36−1、・・・37−1への出力信号は、図11(9)、図11(10)、図11(11)と同様である。スクランブルパターン発生回路22−1、22−2の発生するスクランブルパターンはそれぞれ図11(5)、図11(4)と同様である。排他的論理和回路35−1、36−1、・・・37−1が出力するデスクランブル処理したデータはそれぞれ図11(6)、図11(7)、図11(7)と同様である。排他的論理和回路35−2、36−2、・・・37−2が出力するデスクランブル処理したデータはそれぞれ図11(1)、図11(2)、図11(3)と同様である。図11では、m=2、n=3として説明している。
A signal in each part of the receiving apparatus can be described with reference to FIG. Since the receiving apparatus in FIG. 12 operates in reverse to the transmitting apparatus in FIG. 10, an output signal to the exclusive OR circuits 35-1, 36-1,... 37-1 of the
図11及び図12の符号を用いて、本実施形態の受信装置の動作を説明する。入力端子72からのデータは多重分離回路62によって、2つのスクランブルパターンが分離される。2つのスクランブルパターンはそれぞれシフトレジスタ回路52−1、52−2に出力され、異なるビット数だけシフトされた後、排他的論理和回路35−1、36−1、37−1、35−2、36−2、37−2に供給される。図11では、元のスクランブルパターン(図11(5)、図11(4))からシフトレジスタ回路52−1、52−2によって、それぞれ1ビット、2ビット、3ビットシフトされている。
The operation of the receiving apparatus of this embodiment will be described using the reference numerals in FIGS. 11 and 12. The data from the
入力端子72からのデータは多重分離回路62によって通信に必要なビットが分離されて、m回スクランブル処理されたデータが直―並列変換され、排他的論理和回路35−1、36−1、・・・37−1に出力される(図11(9)、図11(10)、図11(11))。排他的論理和回路35−1、36−1、・・・37−1によって、シフトレジスタ回路52−1からのスクランブルパターン(図11(5)のスクランブルパターンをそれぞれ1、2、3ビットシフトしたパターン)でデスクランブル処理される(図11(6)、図11(7)、図11(8))。デスクランブル処理されたデータは、排他的論理和回路35−2、36−2、37−2によって、シフトレジスタ回路52−2からのスクランブルパターン(図11(4)のスクランブルパターンをそれぞれ1、2、3ビットシフトしたパターン)でデスクランブル処理される(図11(1)、図11(2)、図11(3))。このように、受信したシリアルデータが直−並列変換され、直−並列変換されたn個のデータが送信装置でのシフトしたビット数と同じビット数だけシフトされたスクランブルパターンでそれぞれデスクランブルされ、m個の異なるスクランブルパターンでm回繰り返すと、元のパラレルデータが得られる(図11(1)、図11(2)、図11(3))。
Bits necessary for communication are separated from the data from the
ここで、図10の多重化回路61がフレーム同期信号を付加することなく、図12の多重分離回路62が、並―直列変換されたm個のスクランブルパターンのうち少なくとも1個のスクランブルパターンをフレーム同期に利用してもよい。
Here, the multiplexing
また、フレーム同期に利用するスクランブルパターンを周期的な“1”又は“0”に固定したパターンとすれば、フレーム同期の確立が容易になる。周期的な“1”又は“0”に固定したパターンとしては、“1”と“0”の交番系列に1箇所だけバイオレーションを形成したパターン、1ビットを“1”又は“0”として他をその補符号としたパターン等が例示できる。 Further, if the scramble pattern used for frame synchronization is a pattern fixed to “1” or “0” periodically, establishment of frame synchronization is facilitated. Periodic patterns fixed to “1” or “0” include patterns in which a violation is formed in only one place in the alternating series of “1” and “0”, and 1 bit is set to “1” or “0”. The pattern etc. which used as the complementary code can be illustrated.
以上説明したように、送信装置において同じビットレートのn個のデータを異なるビット数だけシフトしたスクランブルパターンでそれぞれスクランブルするスクランブル処理をm個の異なるスクランブルパターンでm回繰り返し、m回スクランブル処理したデータを並−直列変換してシリアルデータを送信すると、受信装置では受信したデータは“1”と“0”の出現確率が局所的にも均等となり、データ再生、クロック再生が容易となるため、信頼性の高い通信システムとすることができる。また、パラレルデータをスクランブル処理、デスクランブル処理するため低速回路を適用することができる。また、送信側ではスクランブルパターンの開始タイミングを送信する必要がなく、受信側ではスクランブルパターン発生回路が不要となる。さらに、スクランブルパターン発生回路からのスクランブルパターンを異なるビット数だけシフトして各パラレルデータに対してスクランブル処理するため、スクランブル処理したデータを並−直列変換してシリアルデータとしても、シリアルデータの隣接するデータの間で相関が小さい。 As described above, the scramble process of scrambling each of the n pieces of data having the same bit rate with a scramble pattern shifted by a different number of bits in the transmitting apparatus is repeated m times with m different scramble patterns, and the scrambled data m times. When the serial data is transmitted after parallel-serial conversion, the received data has a uniform appearance probability of “1” and “0” locally, and data reproduction and clock reproduction are facilitated. It can be set as a highly reliable communication system. Also, a low speed circuit can be applied to scramble and descramble parallel data. Further, it is not necessary to transmit the start timing of the scramble pattern on the transmission side, and a scramble pattern generation circuit is not necessary on the reception side. Furthermore, since the scramble pattern from the scramble pattern generation circuit is shifted by a different number of bits and scrambled for each parallel data, the scrambled data is converted into serial data by converting the scrambled data into serial data. Correlation between data is small.
本発明の通信システムはメタリック線で通信する送信装置及び受信装置のみならず、光ファイバを用いて通信する送信装置及び受信装置にも適用することができる。 The communication system of the present invention can be applied not only to a transmission device and a reception device that communicate with a metallic line, but also to a transmission device and a reception device that communicate using an optical fiber.
11〜13:データ入力端子
15〜17:データ出力端子
21:スクランブルパターン発生回路
22:スクランブルパターン発生回路
31〜33:排他的論理和回路
35〜37:排他的論理和回路
41:クロック出力回路
42:クロック出力回路
51:シフトレジスタ回路
52:シフトレジスタ回路
61:多重化回路
62:多重分離回路
71:出力端子
72:入力端子
11-13: Data input terminals 15-17: Data output terminal 21: Scramble pattern generation circuit 22: Scramble pattern generation circuits 31-33: Exclusive OR circuit 35-37: Exclusive OR circuit 41: Clock output circuit 42 : Clock output circuit 51: shift register circuit 52: shift register circuit 61: multiplexing circuit 62: demultiplexing circuit 71: output terminal 72: input terminal
Claims (5)
前記送信装置からの前記スクランブル処理されたデータを受信した後、受信したデータを前記m個のスクランブルパターンでm回デスクランブル処理し、m回デスクランブル処理したデータを出力する受信装置と、を備える通信システム。 The data is one of M series, Gold series and Barker series and is scrambled m times with m (m is a positive integer) different scramble patterns, and “1” and “0” in the data scrambled m times. A transmission device that transmits the data scrambled m times so that the occurrence probability of “
A receiving device that, after receiving the scrambled data from the transmitting device, descrambles the received data m times with the m scramble patterns, and outputs the data descrambled m times. Communications system.
前記送信装置からの前記並−直列変換されたシリアルデータを受信した後、受信したシリアルデータを直−並列変換し、直−並列変換したn個のデータを前記送信装置でのシフトしたビット数と同じビット数だけシフトしたスクランブルパターンでそれぞれデスクランブルするデスクランブル処理を前記m個の異なるスクランブルパターンでm回繰り返し、m回デスクランブル処理したn個のデータを出力する受信装置と、を備える通信システム。 The scramble processing for scrambling each of n pieces (n is a positive integer) of the same bit rate with a scramble pattern shifted by a different number of bits is one of M series, Gold series and Barker series, and m (m Is a positive integer) and is repeated m times, and the data scrambled m times is parallel-serial converted, and the appearance probability of “1” and “0” in the data scrambled and parallel-serial converted m times However, a transmission device that transmits serial data that is parallel-serial converted so as to be even locally,
After receiving the parallel-serial converted serial data from the transmission device, the received serial data is serial-parallel converted, and the serial-parallel converted n data is the number of bits shifted in the transmission device and A communication system comprising: a receiving device that repeats a descrambling process that is descrambled by a scramble pattern shifted by the same number of bits m times with the m different scramble patterns, and outputs n data that has been descrambled m times .
前記受信装置は、前記送信された前記m個のスクランブルパターンを受信し、受信した前記m個のスクランブルパターンを利用してデスクランブル処理することを特徴とする請求項1又は2に記載の通信システム。 The transmitter transmits the m scramble patterns together with the scrambled data;
3. The communication system according to claim 1, wherein the receiving device receives the transmitted m scramble patterns and performs descrambling using the received m scramble patterns. 4. .
5. The communication system according to claim 4, wherein the scramble pattern used for the frame synchronization is a pattern fixed to periodic “1” or “0”.
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