CN102355344A - 一种适于速率自适应通信系统的连续帧同步提取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适于速率自适应通信系统的连续帧同步提取装置，它涉及通信领域中速率自适应、帧切换、帧同步等部分的连续帧同步提取装置。它由速率切换控制信息模块、帧头匹配模块、搜索计数器、同步状态判断模块、失步状态判断模块等部件组成。它由速率切换控制信息模块产生速率切换相应的控制信息及码钟，对其他模块进行相应的控制，保证速率切换时帧同步的连续性。本发明具有在速率切换时帧同步连续及业务信息不受损伤等特点，特别适用于速率自适应通信系统。

Description

一种适于速率自适应通信系统的连续帧同步提取装置

技术领域

本发明涉及通信领域中速率自适应、帧切换、帧同步等部分的连续帧同步提取装置，特别适用于速率自适应通信装置。

背景技术

现有的帧同步装置是在通信速率及帧长保持不变时完成的，在速率及帧长发生切换时，会造成帧失步现象，需重新建立帧同步，不能保证通信的连续性。

发明内容

本发明目的在于避免上述背景技术中的在速率及帧长发生切换时，无法保证帧同步的连续性，会造成帧失步现象的不足之处而提供一种能够在速率切换时保证帧同步的连续性的适于速率自适应通信系统的连续帧同步提取装置。本发明具有在速率切换时帧同步连续及业务信息不受损伤等特点。

本发明的目的是这样实现的：

一种适于速率自适应通信系统的连续帧同步提取装置，它包括帧头匹配模块2、搜索计数器3，其特征在于：还包括速率切换控制信息模块1、同步状态判断模块4和失步状态判断模块5；所述的速率切换控制信息模块1的输入端口1通过信号线与外部输入的码钟A相连接，输入端口2通过信号线与外部输入的高钟B相连接，输入端口3通过信号线与外部输入速率切换信息C相连接，速率切换控制信息模块1的输出端口5输出的帧长信息F分别送至搜索计数器3的输入端口2、同步状态判断模块4的输入端口2和失步状态判断模块5的输入端口2，其输出端口6输出的帧同步码钟E分别接至帧头匹配模块2的输入端口1、搜索计数器3的输入端口1、同步状态判断模块4的输入端口1和失步状态判断模块5的输入端口1；帧头匹配模块2的输入端口2接收外部输入的码流D，对其进行帧头匹配，得到帧头脉冲G由其输出端口3分别送给速率切换控制信息模块1输入端口4、搜索计数器3的输入端口3、同步状态判断模块4的输入端口3及失步状态判断模块5的输入端口3；搜索计数器3根据输入的帧头脉冲计算每两个相邻帧头脉冲之间的计数值H，当计数值等于帧长F时，计数值清零，其输出端口4分别与同步状态判断模块4的输入端口4和失步状态判断模块5的输入端口5相连接；同步状态判断模块4的输出端口5输出的同步状态信息I送给失步状态判断模块5的输入端口4，失步状态判断模块5的输出端口6输出失步状态信息K。

根据权利要求1所述的一种适于速率自适应通信系统的连续帧同步提取装置，其特征在于：所述的速率切换控制信息模块1包括第一分频器6-1、第二分频器6-2、第三分频器6-3、计数器7、选择器8、选择器9、存储器10和选择器11；外部输入的码钟A分别送至第一分频器6-1、第二分频器6-2、第三分频器6-3的输入端口1，外部输入的高钟B分别送至第一分频器6-1、第二分频器6-2、第三分频器6-3的输入端口2，帧头匹配模块2的输出端口3输出的帧头脉冲G分别送至第一分频器6-1、第二分频器6-2、第三分频器6-3的输入端口3，第一分频器6-1的输出端口5输出的生成码钟送至选择器8的输入端口1，第二分频器6-2的输出端口5输出的生成码钟送至选择器8的输入端口2，第三分频器6-3的输出端口5输出的生成码钟送至选择器8的输入端口3；计数器7的输入端口1接收来自帧头匹配模块2的输出端口3输出的帧头脉冲G，计数器7的输出端口3输出的速率切换后帧计数值分别送至第一分频器6-1、第二分频器6-2、第三分频器6-3的输入端口4和选择器9的输入端口3；外部输入的速率切换信息C分别送至计数器7的输入端口2、选择器8的输入端口4和选择器11的输入端口4，选择器8根据速率切换信息选择切换速率对应的生成码钟，由其输出端口5连接至选择器9的输入端口2；选择器9的输入端口1接收外部输入的码钟A，当速率切换后帧计数值小于某一固定值时，选择器9选择生成码钟作为输出，当速率切换后帧计数值大于某一固定值时，选择器9选择外部输入码钟A作为输出，其输出端口4输出帧同步码钟E；存储器10的输出端口1、2、3分别输出各速率对应的帧长信息，分别连接选择器11的输入端口1、2、3，选择器11根据速率切换信息选择相应的帧长，其输出端口5输出帧长F。

根据权利要求1所述的一种适于速率自适应通信系统的连续帧同步提取装置，其特征在于：所述的同步状态判断模块4包括比较模块12、同步状态计数器13和同步判断模块14；速率切换控制信息模块1输出的帧同步码钟E分别送至比较模块12、同步状态计数器13和同步判断模块14的输入端口1，比较模块12的输入端口2连接速率切换控制信息模块1输出的帧长F，输入端口3连接帧头匹配模块2输出的帧头脉冲G，输入端口4连接搜索计数器3输出的计数值H，比较模块12在帧头脉冲到来时比较计数值H和帧长F的大小，由其输出端口5连接至同步状态计数器13的输入端口2，同步状态计数器13计算计数值H和帧长F连续相同的次数，当该计数值等于3时，如果计数值H和帧长F相同，则该计数值保持为3，否则清零，重新计数，其输出端口3将该计数值送至同步判断模块14的输入端口2，同步判断模块14根据同步状态计数器13输出的计数值的大小判断是否建立帧同步，其输出端口3输出同步状态信息I。

根据权利要求1所述的一种适于速率自适应通信系统的连续帧同步提取装置，其特征在于：所述的失步状态判断模块5包括失步检测模块15、失步状态计数器16、失步判断模块17；速率切换控制信息模块1输出的帧同步码钟E分别送至失步检测模块15、失步状态计数器16、失步判断模块17的输入端口1，失步检测模块15的输入端口2连接速率切换控制信息模块1输出的帧长信息F，输入端口3连接帧头匹配模块2输出的帧头脉冲G，输入端口4连接搜索计数器3输出的计数值H，失步检测模块15在计数值H与帧长信息F相同时，检测是否存在帧头脉冲，由其输出端口5连接至失步状态计数器16的输入端口2，失步状态计数器16的输入端口3接收同步状态判断模块4输出的同步状态信息I，当同步状态信息I为1时，对失步状态计数器16计数值清零，否则当失步检测模块15检测不到帧头脉冲时，失步状态计数器16计数值等于4则保持为4，小于4则计数值加1，其输出端口4将该计数值送至失步判断模块17的输入端口2，失步判断模块17根据失步状态计数器16输出的计数值的大小判断是否失步，其输出端口3输出失步状态信息K。

根据权利要求2所述的一种适于速率自适应通信系统的连续帧同步提取装置，其特征在于：所述的第一分频器6-1、第二分频器6-2或第三分频器6-3分别包括第一脉冲产生器18-1、第二脉冲产生器18-2、分频模块19-1、分频模块19-2、脉冲选择模块20；脉冲产生器18-1的输入端口1与外部输入的高钟B连接，其输入端口2与帧头匹配模块输出的帧头脉冲G连接，生成的与帧头脉冲上升沿对齐的高钟小脉冲通过输出端口3与分频模块19-1的输入端口2连接，分频模块19-1的输入端口1接收外部输入码钟A，分频模块19-1中的分频计数器在脉冲产生器18-1输出的高钟小脉冲作用下对码钟A进行分频后由输出端口3送给脉冲产生器18-2的输入端口2，脉冲产生器18-2的输入端口1接收外部输入高钟B，生成的与码钟A分频后信号上升沿对齐的高钟小脉冲通过输出端口3与脉冲选择模块20的输入端口1连接，脉冲选择模块20的输入端口2与计数器7输出的帧计数值L相连接，脉冲选择模块20在帧计数值L小于某固定值时输出为0，在大于等于某固定值时输出脉冲产生器18-2产生的高钟小脉冲，其输出端口3与分频模块19-2的输入端口2相连接，分频模块19-2的输入端口1接收外部输入高钟B，分频模块19-2中的分频计数器在脉冲产生器18-1输出的高钟小脉冲作用下对高钟B进行分频后得到码钟M由输出端口3输出。

本发明相比背景技术具有如下优点：

1.在速率切换时帧同步的连续性不被破坏；

2.在速率切换时业务信息不受损伤；

3.在速率切换时通信具有连续性，不中断；

4.当信道出现衰落时可保证帧同步的连续性。

附图说明

图1是本发明电原理方框图。

图2是本发明的速率切换控制信息模块实施例的电原理图。

图3是本发明同步状态判断模块实施例的电原理图。

图4是本发明失步状态判断模块实施例的电原理图。

图5是本发明分频器实施例的电原理图。

具体实施方式

参照图1至图5，本发明由速率切换控制信息模块1、帧头匹配模块2、搜索计数器3、同步状态判断模块4、失步状态判断模块5组成。图1是本发明的电原理方框图，实施例按图1连接线路。其中速率切换控制信息模块1的输入端口1、2、3通过信号线与外部输入的码钟A、高钟B、速率切换信息C相连接，其输出端口5输出的帧长信息F分别送至搜索计数器3的输入端口2、同步状态判断模块4的输入端口2和失步状态判断模块5的输入端口2，其输出端口6输出的帧同步码钟E分别接至帧头匹配模块2、搜索计数器3、同步状态判断模块4和失步状态判断模块5的输入端口1，帧头匹配模块2的输入端口2接收外部输入的码流D，其输出端口3分别连接速率切换控制信息模块1输入端口4、搜索计数器3的输入端口3、同步状态判断模块4的输入端口3及失步状态判断模块5的输入端口3，搜索计数器3输出端口4分别与同步状态判断模块4的输入端口4和失步状态判断模块5的输入端口5相连接，同步状态判断模块4的输出端口5与失步状态判断模块5的输入端口4连接，失步状态判断模块5的输出端口6输出失步状态信息K。

本发明速率切换控制信息模块1的作用是将高钟分频出各速率的生成码钟，根据速率切换信息选择切换速率对应的生成码钟，并根据切换的时间选择生成码钟或者外部输入码钟作为帧同步码钟E；它由第一分频器6-1、第二分频器6-2、第三分频器6-3、计数器7、选择器8、选择器9、存储器10和选择器11构成；如图2所示，图2是本发明速率切换控制信息模块1的电原理方框图，实施例按图2连接线路。其中分频器6-1、6-2、6-3由高钟分频出其他速率的码钟，在速率切换固定几帧后外部输入码钟和帧头脉冲共同产生的高钟小脉冲对分频计数器清零，在速率切换固定几帧内小脉冲不对分频计数器清零，计数器7在速率切换信息到来时开始计算到来帧的个数，并在计数大于某个固定值时保持不变，选择器8在各个生成码钟中选择出切换速率的生成码钟，当速率切换后帧计数值小于某一固定值时，选择器9选择生成码钟作为输出，当速率切换后帧计数值大于某一固定值时，选择器9选择外部输入码钟作为帧同步码钟输出，存储器(10)输出各速率对应的帧长信息，选择器(11)根据速率切换信息选择相应的帧长输出。

本发明同步状态判断模块4的作用是判断帧同步是否建立；它由比较模块12、同步状态计数器13、同步判断模块14构成；如图3所示，图3是本发明同步状态判断模块4的电原理方框图，实施例按图3连接线路。其中比较模块12在帧头到来时判断搜索计数器3的计数值H是否与帧长信息F相同，同步状态计数器13计算搜索计数器3的计数值H是否与帧长信息F相同的次数，当次数大于3时保持为3，同步判断模块14根据同步状态计数器13输出的计数值的大小判断是否建立帧同步，输出同步状态信息I。

本发明失步状态判断模块5的作用是判断帧同步是否失步；它由失步检测模块15、失步状态计数器16、失步判断模块17构成；如图4所示，图4是本发明失步状态判断模块5的电原理方框图，实施例按图4连接线路。其中失步检测模块15在计数值H与帧长信息F相同时，检测是否存在帧头脉冲，失步状态计数器16接收同步状态判断模块4输出的同步状态信息I，当同步状态信息I为高时，对失步状态计数器清零，否则当失步检测模块15检测不到帧头脉冲时，计数值加1，当计数值大于4时，计数值保持为4，失步判断模块17根据失步状态计数器16输出的计数值的大小判断是否失步，输出失步状态信息K。

本发明分频器6-1、6-2、6-3的作用是生成各速率的生成码钟；它由第一分频器6-1、第二分频器6-2、第三分频器6-3包括第一脉冲产生器18-1、第二脉冲产生器18-2、第一分频模块19-1、第二分频模块19-2、脉冲选择模块20构成；如图5所示，图5是本发明分频器6-1、6-2、6-3的电原理方框图，实施例按图5连接线路。其中脉冲产生器18-1产生与帧头脉冲上升沿对齐的高钟小脉冲，控制分频模块19-1对输入码钟分频，脉冲产生器18-2产生与分频后的输入码钟上升沿对齐的高钟小脉冲，脉冲选择模块20在L值大于等于某固定值时，输出此高钟小脉冲，控制分频模块19-2产生相应的生成码钟，在L值小于某固定值时，分频模块19-2直接将分频后生成码钟输出。

本发明简要工作原理如下：

速率切换控制信息模块1根据速率切换信息提取欲切换速率对应的帧长信息F，将高钟分频各速率的生成码钟，根据速率切换信息选择切换速率对应的生成码钟，并根据切换的时间选择生成码钟或者外部输入码钟作为帧同步码钟E，帧头匹配模块2从码流D中匹配出帧头脉冲G，搜索计数器3根据输入的帧头脉冲计算每两个相邻帧头脉冲之间的计数值H，当计数值等于帧长F时，计数值清零，同步状态判断模块4根据帧长F、帧头脉冲G以及搜索计数器3的计数值H判断是否建立帧同步，输出同步状态信息，失步状态判断模块5根据帧长F、帧头脉冲G以及搜索计数器3的计数值H在同步状态信息的控制下判断是否帧失步，输出失步状态信息K。

Claims (5)

1.一种适于速率自适应通信系统的连续帧同步提取装置，包括帧头匹配模块(2)和搜索计数器(3)，其特征在于：还包括速率切换控制信息模块(1)、同步状态判断模块(4)和失步状态判断模块(5)；所述的速率切换控制信息模块(1)的输入端口1通过信号线与外部输入的码钟(A)相连接，其输入端口2通过信号线与外部输入的高钟(B)相连接，其输入端口3通过信号线与外部输入速率切换信息(C)相连接，速率切换控制信息模块(1)的输出端口5输出的帧长信息(F)分别送至搜索计数器(3)的输入端口2、同步状态判断模块(4)的输入端口2和失步状态判断模块(5)的输入端口2，其输出端口6输出的帧同步码钟(E)分别接至帧头匹配模块(2)的输入端口1、搜索计数器(3)的输入端口1、同步状态判断模块(4)的输入端口1和失步状态判断模块(5)的输入端口1；帧头匹配模块(2)的输入端口2接收外部输入的码流(D)，对其进行帧头匹配，得到帧头脉冲(G)由其输出端口3分别送给速率切换控制信息模块(1)输入端口4、搜索计数器(3)的输入端口3、同步状态判断模块(4)的输入端口3和失步状态判断模块(5)的输入端口3；搜索计数器(3)根据输入的帧头脉冲计算每两个相邻帧头脉冲之间的计数值(H)，当计数值等于帧长(F)时，计数值清零，其输出端口4分别与同步状态判断模块(4)的输入端口4和失步状态判断模块(5)的输入端口5相连接；同步状态判断模块(4)的输出端口5输出的同步状态信息(I)送给失步状态判断模块(5)的输入端口4，失步状态判断模块(5)的输出端口6输出失步状态信息(K)。

2.根据权利要求1所述的一种适于速率自适应通信系统的连续帧同步提取装置，其特征在于：所述的速率切换控制信息模块(1)包括第一分频器(6-1)、第二分频器(6-2)、第三分频器(6-3)、计数器(7)、第一选择器(8)、第二选择器(9)、存储器(10)和第三选择器(11)；外部输入的码钟(A)分别送至第一分频器(6-1)、第二分频器(6-2)和第三分频器(6-3)的各输入端口1；外部输入的高钟(B)分别送至第一分频器(6-1)、第二分频器(6-2)和第三分频器(6-3)的各输入端口2；帧头匹配模块(2)的输出端口3输出的帧头脉冲(G)分别送至第一分频器(6-1)、第二分频器(6-2)和第三分频器(6-3)的各输入端口3；第一分频器(6-1)的输出端口5输出的生成码钟送至第一选择器(8)的输入端口1，第二分频器(6-2)的输出端口5输出的生成码钟送至第一选择器(8)的输入端口2，第三分频器(6-3)的输出端口5输出的生成码钟送至第一选择器(8)的输入端二3；计数器(7)的输入端口1接收来自帧头匹配模块(2)的输出端口3输出的帧头脉冲(G)，计数器(7)的输出端口3输出的速率切换后帧计数值分别送至第一分频器(6-1)、第二分频器(6-2)和第三分频器(6-3)的各输入端口4和第二选择器(9)的输入端口3；外部输入的速率切换信息(℃)分别送至计数器(7)的输入端口2、第一选择器(8)的输入端口4和第三选择器(11)的输入端口4；第一选择器(8)根据速率切换信息选择切换速率对应的生成码钟，由其输出端口5连接至第二选择器(9)的输入端口2；第二选择器(9)的输入端口l接收外部输入的码钟(A)，当速率切换后帧计数值小于某一固定值时，第二选择器(9)选择生成码钟作为输出，当速率切换后帧计数值大于某一固定值时，第二选择器(9)选择外部输入码钟(A)作为输出，其输出端口4输出帧同步码钟(E)；存储器(10)的输出端口1、2、3分别输出各速率对应的帧长信息，分别与第三选择器(11)的输入端口1、2、3连接一一对应连接；第三选择器(11)根据速率切换信息选择相应的帧长，其输出端口5输出帧长(F)。

3.根据权利要求1所述的一种适于速率自适应通信系统的连续帧同步提取装置，其特征在于：所述的同步状态判断模块(4)包括比较模块(12)、同步状态计数器(13)和同步判断模块(14)；速率切换控制信息模块(1)输出的帧同步码钟(E)分别送至比较模块(12)、同步状态计数器(13)和同步判断模块(14)的各输入端口1；比较模块(12)的输入端口2连接速率切换控制信息模块(1)输出的帧长(F)，其输入端口3连接帧头匹配模块(2)输出的帧头脉冲(G)，其输入端口4连接搜索计数器(3)输出的计数值(H)，比较模块(12)在帧头脉冲到来时比较计数值(H)和帧长(F)的大小，由其输出端口5连接至同步状态计数器(13)的输入端口2；同步状态计数器(13)计算计数值(H)和帧长(F)连续相同的次数，当该计数值等于某一固定值(例如3)时，如果计数值(H)和帧长(F)相同，则该计数值保持为该固定值，否则清零，重新计数，其输出端口3将该计数值送至同步判断模块(14)的输入端口2；同步判断模块(14)根据同步状态计数器(13)输出的计数值的大小判断是否建立帧同步，其输出端口3输出同步状态信息(I)。

4.根据权利要求1所述的一种适于速率自适应通信系统的连续帧同步提取装置，其特征在于：所述的失步状态判断模块(5)包括失步检测模块(15)、失步状态计数器(16)和失步判断模块(17)；速率切换控制信息模块(1)输出的帧同步码钟(E)分别送至失步检测模块(15)、失步状态计数器(16)和失步判断模块(17)的各输入端口1；失步检测模块(15)的输入端口2连接速率切换控制信息模块(1)输出的帧长信息(F)，其输入端口3连接帧头匹配模块(2)输出的帧头脉冲(G)，其输入端口4连接搜索计数器(3)输出的计数值(H)，失步检测模块(15)在计数值(H)与帧长信息(F)相同时，检测是否存在帧头脉冲，由其输出端口5连接至失步状态计数器(16)的输入端口2；失步状态计数器(16)的输入端口3接收同步状态判断模块(4)输出的同步状态信息(工)，当同步状态信息(工)表示已建立帧同步时，失步状态计数器(16)计数值清零，否则当失步检测模块(15)检测不到帧头脉冲时，失步状态计数器(16)计数值等于某一固定值(例如4)则保持为该固定值，小于该固定值则计数值加1，其输出端口4将该计数值送至失步判断模块(17)的输入端口2，失步判断模块(17)根据失步状态计数器(16)输出的计数值的大小判断是否失步，其输出端口3输出失步状态信息(K)。

5.根据权利要求2所述的一种适于速率自适应通信系统的连续帧同步提取装置，其特征在于：所述的第一分频器(6-1)、第二分频器(6-2)或第三分频器(6-3)分别包括第一脉冲产生器(18-1)、第二脉冲产生器(18-2)、第一分频模块(19-1)、第二分频模块(19-2)和脉冲选择模块(20)；脉冲产生器(18-1)的输入端口1与外部输入的高钟(B)连接，其输入端口2与帧头匹配模块输出的帧头脉冲(G)连接，生成的与帧头脉冲上升沿对齐的高钟小脉冲通过输出端口3与第一分频模块(19-1)的输入端口2连接，第一分频模块(19-1)的输入端口1接收外部输入码钟(A)，第一分频模块(19-1)中的分频计数器在第一脉冲产生器(18-1)输出的高钟小脉冲作用下对码钟(A)进行分频后由输出端口3送给第二脉冲产生器(18-2)的输入端口2，第二脉冲产生器(18-2)的输入端口1接收外部输入高钟(B)，生成的与码钟(A)分频后信号上升沿对齐的高钟小脉冲通过输出端口3与脉冲选择模块(20)的输入端口1连接，脉冲选择模块(20)的输入端口2与计数器(7)输出的帧计数值(L)相连接，脉冲选择模块(20)在帧计数值(L)小于某固定值时输出为0，在大于等于某固定值时输出第二脉冲产生器(18-2)产生的高钟小脉冲，其输出端口3与第二分频模块(19-2)的输入端口2相连接，第二分频模块(19-2)的输入端口1接收外部输入高钟(B)，第二分频模块(19-2)中的分频计数器在第一脉冲产生器(18-1)输出的高钟小脉冲作用下对高钟(B)进行分频后得到码钟(M)由输出端口3输出。

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