DE4042253A1

DE4042253A1 - Word synchronisation appts. for digital packet time division multiplex transmission - has aperture counter for acquisition of sync. information and separate unit for carrying out frame management

Info

Publication number: DE4042253A1
Application number: DE19904042253
Authority: DE
Inventors: Helmuth Dipl Ing Lang; Manfred Dipl Ing Schukat
Original assignee: Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1990-12-31
Filing date: 1990-12-31
Publication date: 1992-07-02

Abstract

The appts. includes a functional unit for acquisition of synchronisation information contained within a transmitted message. A second functional unit, separate from the first, is provided for managing the synchronisation information. The first unit is an aperture counter, the contents of which are compared during a bit-period with a burst-position register, e.g. a cyclically controlled FIFO memory with pre-storage memory, a sync. word position register, and a last word position register. A correlator determines the actual position of the sync. word and burst address, and an evaluation unit determines the deviation from a reference position. The deviation is then used by a status register in the second functional unit to carry out frame management. ADVANTAGE - Control processor is relieved of word synchronisation process.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Wortsynchronisa tion bei einer Übertragung paketierter, digitaler Daten mit zeitlich veränderlicher Rahmenstruktur in einem Zeitmulti plexsystem.The invention relates to an arrangement for word synchronization tion when transferring packaged digital data time-varying frame structure in a time multiple plex system.

In einem Zeitmultiplexsystem, bei welchem von mehreren lokal getrennten Nutzern auf einen Übertragungskanal zugegriffen wird, enthält das von jedem Nutzer empfangene Signal die Se guenz aller gesendeten Datenpakete. Ein Gesamtsystem muß da her so synchronisiert sein, daß jeder Nutzer genau in dem für ihn vorgesehenen Zeitschlitz seine Nachricht sendet und dabei möglichst die anderen Nachrichten nicht stört. Dabei sollte über die gesamte Zeit hinweg gesendet werden, und es sollten möglichst wenige Pausen bei der Nutzung des Kanals vorhanden sein. Weiterhin muß jeder Nutzer die Laufzeit sei ner Nachricht bei der Sendung mitberücksichtigen.In a time division multiplex system, in which of several locally separate users accessed a transmission channel the signal received by each user contains the Se limit of all data packets sent. An overall system must be there forth so be synchronized so that every user exactly in the time slot intended for him sends his message and if possible not disturbing the other messages. Here should be broadcast all the time and it should have as few breaks as possible when using the channel to be available. Furthermore, each user must be the term Include a message in the broadcast.

Bei einem entsprechenden Rahmenaufbau, wie er beispielsweise in einem solchen Zeitmultiplexsystem Verwendung findet, be steht ein gesendetes Datenpaket jeweils aus Synchronwort, Adresse der sendenden Station, Adresse der Empfängerstation und aus Nutzdaten. Eine Empfangsstation muß also ständig das With an appropriate frame structure, such as is used in such a time division multiplex system, be is a sent data packet consisting of a synchronous word, Address of the sending station, address of the receiving station and from user data. A receiving station must constantly do that

Empfangssignal daraufhin überprüfen, ob in diesem Empfangs signal eine für diese Empfangsstation bestimmte Nachricht enthalten ist. Wird jedoch die Übertragungsrate und die An zahl der Teilnehmer größer, so ist für die Erkennung und Verwaltung von Zeitrahmen-Informationen ein erheblicher Re chenaufwand erforderlich, welcher von einem einzelnen Rech ner nicht mehr bewältigt werden kann.Then check the received signal to see if it signal a message intended for this receiving station is included. However, if the transmission rate and the To number of participants larger, so for the detection and Management of timeframe information is a significant re Chen effort required, which from a single invoice ner can no longer be mastered.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anordnung zur Wort synchronisation bei einer Übertragung paketierter, digitaler Nachrichten zu schaffen, bei welcher ein Steuerprozessor von der Durchführung einer Wortsynchronisation weitgehend entla stet ist. Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Anordnung zur Wortsynchronisation nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale in dessen kennzeichnenden Teil erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteran sprüche.The object of the invention is therefore an arrangement to the word synchronization in the transmission of packaged, digital To create messages in which a control processor from largely carry out a word synchronization is steady. According to the invention, this is an arrangement for word synchronization according to the preamble of claim 1 achieved by the features in its characteristic part. Advantageous further developments are the subject of the Unteran claims.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer ersten Funktionseinheit die Gewinnung einer in einer übertragenen Nachricht enthaltenen Synchronisierinfor mation und in einer zweiten, von der ersten Funktionseinheit getrennten Funktionseinheit die Verwaltung der erhaltenen Synchronisierinformation durchgeführt wird. Dadurch ist der Rechner, welcher den Rahmenaufbau und die Verwaltung der Sy stemressourcen durchführt, von zyklischen Routinearbeiten wie der Korrelation mit Synchronwort und Burstadresse entla stet.According to the invention, this object is achieved in that in a first functional unit, the extraction of an in synchronization information contained in a transmitted message mation and in a second, from the first functional unit separate functional unit the management of the received Synchronization information is carried out. This is the Computer, which the framework and the administration of the Sy system resources, from cyclical routine work as the correlation with sync word and burst address continuous

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in der ersten Funktionseinheit zur Gewinnung der Synchronisier information ein Aperturzähler enthalten, dessen Inhalt in nerhalb einer Bitdauer mit einem Register für die Burstposi tion, einem Register für die Synchronwort-Position und einem Register für die Lastword-Position verglichen wird. Auf die se Weise können mit einem Vergleicher drei Vergleiche inner halb einer Bitdauer durchgeführt werden. Ferner ist in vor teilhafter Weise das Register für die Burstposition als ein zyklisch gesteuerter FIFO-Speicher mit Vorspeicher ausge führt. Dadurch ist erreicht, daß der Burstzeitplan ohne zeitkritische Aktionen in den Rahmensynchronisierer eingela den werden kann.According to an advantageous development of the invention, in the first functional unit for obtaining the synchronizer information contain an aperture counter, the content of which is in within a bit duration with a register for the burst posi tion, a register for the synchronous word position and one Lastword position register is compared. On the This way, three comparisons can be made internally with one comparator half a bit. Furthermore, in front geous the register for the burst position as a cyclically controlled FIFO memory with pre-memory out leads. This ensures that the burst schedule without Time-critical actions included in the frame synchronizer that can be.

In vorteilhafter Weise ist der Vorspeicher des Burstregi sters durch eine Vorrichtung gesteuert, welche eine in den Vorspeicher asynchron eingelesene, neue Burstposition zeit richtig in den FIFO-Speicher einschreibt. Dadurch können Än derungen im Burstzeitplan ohne wesentliche Beschränkungen durchgeführt werden.The pre-memory of the burst register is advantageous sters controlled by a device which one in the Pre-memory asynchronously read in, new burst position time correctly writes to the FIFO memory. This allows Än changes in the burst schedule without significant restrictions be performed.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird mittels eines Korrelators die wirkliche Position von Syn chronwort und Burstadresse festgestellt und durch eine Aus werteschaltung wird die Abweichung zur Sollposition festge stellt und über ein Statusregister der Funktionseinheit, welche die Rahmenverwaltung durchführt, mitgeteilt. Auf die se Weise ist dann eine Realisierung hoher Datenraten mög lich.According to an advantageous development of the invention using a correlator the real position of Syn Chronwort and burst address determined and by an off value shift, the deviation from the target position is fixed and via a status register of the functional unit, which carries out the framework administration. On the It is then possible to implement high data rates Lich.

Ferner erfolgt der Informationsaustausch zwischen den beiden Funktionseinheiten über ein Bus-System, wodurch wiederum eine flexible Systemarchitektur erreicht ist.There is also an exchange of information between the two Functional units via a bus system, which in turn a flexible system architecture has been achieved.

Schließlich berechnet in vorteilhafter Weise die zweite Funktionseinheit, mittels welcher die Verwaltung durchge führt wird, und welche den Rahmenaufbau generiert, alle in der Synchronisiereinheit benötigten Registerinhalte unter Berücksichtigung der unvermeidlichen Laufzeitverschiebung. Die zweite Funktionseinheit kann vorzugsweise als Universal- Rechner ausgebildet sein. Dadurch ist eine flexible Auftei lung der Systemressourcen möglich, die sich an dem Verkehrs aufkommen orientiert.Finally, the second advantageously calculates Functional unit by means of which the administration is carried out leads, and which generates the frame structure, all in the synchronizing unit required register contents under Taking into account the inevitable delay in maturity. The second functional unit can preferably be used as a universal Computer be trained. This is a flexible distribution System resources possible that are related to the traffic advent oriented.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Aus führungsform unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung ist insbesondere ein Ausführungsbeispiel einer Funktionseinheit I zur Gewin nung einer Synchronisier-Information, d. h. ein sogenannter Rahmen-Synchronisierer, dargestellt. Die Kommunikation zu einer Funktionseinheit II, welche den Rahmenaufbau bestimmt und festlegt, findet über einen Datenbus 21, einen Adressbus 22, einen Steuerbus 23 und einen Ausgang 24 eines Schiebere gisters 13 statt.The invention is explained in detail using a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings. In the drawing, an embodiment of a functional unit I for gaining synchronization information, ie a so-called frame synchronizer, is shown in particular. Communication with a functional unit II, which determines and defines the frame structure, takes place via a data bus 21 , an address bus 22 , a control bus 23 and an output 24 of a shift register 13 .

Alle Daten, welche zwischen den beiden Funktionseinheiten I und II ausgetauscht werden, werden in einem 16 Bit-Register 19 zwischengespeichert, welches einerseits mit dem externen Datenbus 21 und andererseits mit einem internen Datenbus 25 des sogenannten Rahmen-Synchronisierers, d. h. der Funktions einheit I zur Gewinnung einer Synchronisier-Information, verbunden ist.All data that are exchanged between the two functional units I and II are temporarily stored in a 16-bit register 19 , which on the one hand with the external data bus 21 and on the other hand with an internal data bus 25 of the so-called frame synchronizer, ie the functional unit I Obtaining a synchronization information is connected.

Über den internen Datenbus 25 werden die nachstehend aufge führten Register geladen, nämlich ein Register 7 für eine Synchronwort-Position SP, ein Register 6 für eine Lastword- Position LW, ein Vorregister für einen FIFO-Speicher 11 für die Burstpositionen BP, ein Vorregister für einen FIFO-Spei cher 17 für die Burst-Adresse BAD, ein Register 16 für eine Synchronwort-Adresse, ein Register 1 für den Startwert SC eines Aperturzählers, und ein Register 2 für einen Ladezeit punkt SSP für den Aperturzähler. Da der interne Datenbus 25 bidirektional ist, können die vorstehend angeführten Regi ster über den Datenbus 25 auch ausgelesen werden.The registers listed below are loaded via the internal data bus 25 , namely a register 7 for a synchronous word position SP, a register 6 for a last word position LW, a pre-register for a FIFO memory 11 for the burst positions BP, a pre-register for a FIFO memory 17 for the burst address BAD, a register 16 for a synchronous word address, a register 1 for the start value SC of an aperture counter, and a register 2 for a loading point SSP for the aperture counter. Since the internal data bus 25 is bidirectional, the above-mentioned registers can also be read out via the data bus 25 .

Eine Logik 10 sorgt für eine zeitrichtige Übertragung der Inhalte der Vorregister 11 und 17 einerseits in einen Burst position-FIFO-Speicher 8 und andererseits in einen Burst- Adressen-FIFO-Speicher 15. Über einen Komperator-Bus 26 wird einem Vergleicher 5 die Lastword-Position LW, die Synchron wort-Position SP und die aktuelle Burst-Position zugeführt. Der Vergleicher 5 vergleicht dann diese Positionen mit dem Zählerstand des Aperturzählers 4 und erzeugt so die Signale für einen Rahmenbeginn (den Start), für einen Synchronwort-Be ginn (Sync) und für einen Burst-Beginn (Burst).A logic 10 ensures that the contents of the pre-registers 11 and 17 are transmitted in the correct time on the one hand into a burst position FIFO memory 8 and on the other hand into a burst address FIFO memory 15 . Via a comparator bus 26 , the comparator 5 receives the last word position LW, the synchronous word position SP and the current burst position. The comparator 5 then compares these positions with the counter reading of the aperture counter 4 and thus generates the signals for a frame start (the start), for a synchronous word start (sync) and for a burst start (burst).

Durch eine Auswertelogik 12 wird an der richtigen Stelle im Rahmen ein Korrelator 14 aktiviert, welcher die vom Modem ankommende Bitfolge zunächst mit der Synchronwort-Adresse im Register 16 und dann mit der Burst-Adresse im Register 15 vergleicht. Wird nunmehr von dem Korrelator 14 eine Abwei chung des Korrelationsergebnisses vom Sollwert um mehr als +/-1 Bit festgestellt, so wird dies von dem Korrelator 14 der Funktionseinheit II über den Datenbus 21 in einem Zu standswort mitgeteilt.An evaluation logic 12 activates a correlator 14 at the correct point in the frame, which first compares the bit sequence arriving from the modem with the synchronous word address in register 16 and then with the burst address in register 15 . If the correlator 14 now detects a deviation of the correlation result from the target value by more than +/- 1 bit, this is communicated by the correlator 14 to the functional unit II via the data bus 21 in a status word.

Der durchgeführte und vorstehend beschriebene Vergleich dient einer Laufzeitmessung auf dem Kanal, und mittels der Funktionseinheit II kann dann entsprechend der gemessenen Laufzeit der Sendebeginn ihrer Station nachgeführt werden. Ein erfolgreicher Burstadressen-Vergleich durch den Korre lator 14 wird der Funktionseinheit II über den Bitstrom über den Ausgang 24 des Schieberegisters 13 mitgeteilt. Die Ent nahme der Nutzdaten sowie ein Einfügen (Multiplexen) wird dann in der Funktionseinheit II durchgeführt. Der Adressbus 27 dient der Umschaltung der Referenz für den Korrelator 14.The comparison carried out and described above is used to measure the transit time on the channel, and the function unit II can then be used to track the start of transmission of its station in accordance with the measured transit time. A successful burst address comparison by the corrector 14 is communicated to the functional unit II via the bit stream via the output 24 of the shift register 13 . The removal of the user data and an insertion (multiplexing) is then carried out in the functional unit II. The address bus 27 is used to switch the reference for the correlator 14 .

Die Funktionseinheit II ist beispielsweise vorzugsweise als ein Universal-Rechner mit seriellem und parallelem Interface ausgebildet, in welchem der Rahmenaufbau berechnet und das Multiplexen der Nutzdaten durchgeführt wird.The functional unit II is preferably, for example, as a universal computer with serial and parallel interface trained in which the frame structure is calculated and the Multiplexing the user data is carried out.

Claims

1. Arrangement for word synchronization in the transmission of packaged, digital messages with a time-varying frame structure in a time-division multiplex system, characterized by a first functional unit (I) for obtaining synchronization information contained in a transmitted message and by a second, from the first functional unit ( I) separate functional unit (II) for managing the synchronization information obtained.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that in the first functional unit (I) for obtaining the synchronization information, an aperture counter ( 4 ) is provided, the content of which within a bit period with a register ( 11 ) for a burst position (BP), one Regi ster ( 7 ) for a synchronous word position (SP) and a Regi ster ( 6 ) for a last word position (LW) is compared.

3. Arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that the burst register is a cyclically controlled FIFO memory ( 11 ) with pre-memory.

4. Arrangement according to claim 1, characterized by a correlator ( 14 ) for determining the actual position of the sync word and burst address, and by an evaluation device for determining a deviation from the target position, the deviation via a status register of the second functional unit (II) for performing the Frame management is communicated.

5. Arrangement according to claim 1, characterized by a bus system ( 21 , 22 , 23 ) for information exchange between the two functional units (I, II).

6. Arrangement according to claim 1, characterized records that the second functional unit (II) for Management of the synchronous information gene the frame structure and all the registers required in the synchronization unit stereum content taking into account the time lag calculated.

7. Arrangement according to claim 1, characterized records that the second functional unit by a Universal calculator is formed.