JP2012213072A - 符号語同期方法および回路 - Google Patents

Abstract

【課題】同期リセット信号生成回路および可変遅延回路を不要にする。
【解決手段】符号語同期回路１００ａは、符号語同期条件を、ギアボックス回路１０１から入力される受信信号と同期パターン（ＳＰ）とのｎ回（ｎは２以上の整数）連続一致と、これに続く受信信号とバーストデリミタ（ＢＤ）との一致とする状態機械回路１０３ａを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、１０Ｇ−ＥＰＯＮにおける上り信号の誤り訂正符号復号のための符号語同期方法および回路に関するものである。

次世代アクセス方式として、１０Ｇ−ＥＰＯＮ（10 Gigabit-Ethernet Passive Optical Network）の標準化が完了し、実用化に向けた開発が進められている。
１０Ｇ−ＥＰＯＮは誤り訂正符号としてブロック符号であるリードソロモン符号を採用しているため、誤り訂正符号復号のために符号語境界を検出して同期する符号語同期を行う。加入者宅装置（Optical Network Unit、以下、ＯＮＵとする）から局側装置（Optical Line Terminal、以下、ＯＬＴとする）方向の上り信号は連続的でないバースト信号のため、符号語同期はバースト信号毎に行われる。１０Ｇ−ＥＰＯＮでは、符号語同期のために特定のパターンをバースト信号の先頭に付加してＯＮＵが送信することが定められている。

図４に１０Ｇ−ＥＰＯＮの上り信号フォーマットを示す。ＯＮＵは、レーザオンタイム（laserOnTime）期間中にレーザをオフからオンにした後に、複数のＳＰ（Sync Pattern：同期パターン）、ＢＤ（Burst Delimiter：バーストデリミタ）、データ、２個のＥＯＢ（End Of Burst delimiter：エンドオブバーストデリミタ）の順序で光信号を送信する。そして、ＯＮＵは、レーザオフタイム（laserOffTime）期間中にレーザをオンからオフにする。ここで、ＳＰ，ＢＤ，ＥＯＢはいずれも規格で定められた６６ビット長の固定パターンである。レーザオンタイム期間、レーザオフタイム期間の値は、ＯＮＵ毎に定まる固定値である。

１０Ｇ−ＥＰＯＮでは、ＯＬＴがＢＤを検出することにより、符号語同期を行う。ＳＰやＢＤにビット誤りが生じても、符号語同期に失敗する平均時間間隔および誤った位置で符号語同期してしまう平均時間間隔が宇宙年齢を超えるように、ＳＰ／ＢＤ／ＥＯＢのパターンは選択されている。

以下、１０Ｇ−ＥＰＯＮにおける符号語同期の詳細について述べる。図５に符号語同期の状態遷移図を示す。この状態遷移は、後述する状態機械回路によって実行される。図５における変数としては、パワーオンリセット状態を示すｒｅｓｅｔ、受信状態を示すｓｉｇｎａｌ＿ｏｋ、同期状態を示すｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋ、ＢＤ一致判定結果を示すＢＤ＿ｖａｌｉｄ、ＥＯＢ一致判定結果を示すＥＯＢ＿ｖａｌｉｄ、３符号語連続誤り訂正不能発生検出結果を示すｐｅｒｓｉｓｔ＿ｄｅｃ＿ｆａｉｌがある。

変数ｒｅｓｅｔがｔｒｕｅのときはパワーオンリセット状態であり、ｆａｌｓｅのときは通常状態である。変数ｓｉｇｎａｌ＿ｏｋがｔｒｕｅのときは受信信号ありを示し、ｆａｌｓｅのときは不正な受信信号ありを示している。変数ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋがｔｒｕｅのときは同期状態であり、ｆａｌｓｅのときは非同期状態である。変数ＢＤ＿ｖａｌｉｄがｔｒｕｅのときは受信信号とＢＤとが一致したことを示し、ｆａｌｓｅのときは受信信号とＢＤとが不一致であることを示している。変数ＥＯＢ＿ｖａｌｉｄがｔｒｕｅのときは受信信号とＥＯＢとが一致したことを示し、ｆａｌｓｅのときは受信信号とＥＯＢとが不一致であることを示している。変数ｐｅｒｓｉｓｔ＿ｄｅｃ＿ｆａｉｌがｔｒｕｅのときは３符号語連続誤り訂正不能が発生したことを示し、ｆａｌｓｅのときは３符号語連続誤り訂正不能が発生しなかったことを示し、ＥＬＳＥのときはそれ以外の遷移条件を示している。

図５における関数としては、ＳＬＩＰ＿Ｏｎｅ＿Ｂｉｔがある。関数ＳＬＩＰ＿Ｏｎｅ＿Ｂｉｔは、受信信号のビットアライメントを１ビットシフトする関数である。このとき、回路としては新たに１ビットを受信することになる。なお、ＵＣＴ（UnConditional Transition）は、パワーオンリセット状態から状態ＨＵＮＴＩＮＧに遷移することを示している。

図５に示すように、パワーオンリセット状態では、状態機械回路の初期状態は状態ＬＯＣＫ＿ＩＮＩＴであり（ステップＳ１）、変数ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋを非同期状態を示すｆａｌｓｅにする（ステップＳ２）。パワーオンリセット状態が解除され、変数ｓｉｇｎａｌ＿ｏｋが受信信号ありを示すｔｒｕｅになると、状態ＨＵＮＴＩＮＧに遷移する（ステップＳ３）。状態ＨＵＮＴＩＮＧでは、受信信号とＢＤとの一致判定を６６ビット単位で行う。

受信信号とＢＤとが不一致の場合は、関数ＳＬＩＰ＿Ｏｎｅ＿Ｂｉｔを実行し（ステップＳ４）、受信信号とＢＤとの一致判定を再度行う（ステップＳ３）。こうして、受信信号とＢＤとが一致するまで、ステップＳ３，Ｓ４の処理が繰り返されることになる。受信信号とＢＤとが一致した場合は、関数ＳＬＩＰ＿Ｏｎｅ＿Ｂｉｔを実行せずに、状態ＬＯＣＫＥＤに遷移する（ステップＳ５）。

状態ＬＯＣＫＥＤでは、受信信号のビットアライメントが固定される。ＢＤ検出により符号語境界が分かるので、変数ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋを同期状態を示すｔｒｕｅにする（ステップＳ６）。ステップＳ６では受信信号とＥＯＢとの一致判定を６６ビット単位で行う。受信信号とＥＯＢとが一致せず、かつ誤り訂正不能な符号語が３回連続して発生しなかった場合、状態ＬＯＣＫＥＤを維持する。受信信号とＥＯＢとが一致するか、あるいは誤り訂正不能な符号語が３回連続すると、状態ＬＯＣＫ＿ＩＮＩＴに遷移する（ステップＳ１）。

ＢＤやＥＯＢとの一致判定は、受信信号にビット誤りが発生した場合でも符号語同期が達成できるように、比較対象の受信信号がハミング距離１１以下の６６ビット長パターンである場合は一致と判定する。また、ＳＰの連続パターンとＢＤとの最小ハミング距離が３０であるため、受信信号に含まれるＳＰの連続パターンに２０箇所のビット誤りが発生すると、このＳＰの連続パターンはＢＤとして一致判定される。したがって、受信信号に含まれるＢＤに１２個以上の誤りが発生すると符号語同期に失敗し、受信信号に含まれるＳＰに２０箇所以上ビット誤りが発生すると誤った位置で符号語同期する。

符号語同期に失敗する確率Ｐ＿ＬＯＳＴ＿ＢＵＲＳＴ、および誤った位置で符号語同期してしまう誤同期確率Ｐ＿ＦＡＬＳＥ＿ＢＵＲＳＴは、それぞれ式（２）、式（３）で与えられる。ｐは伝送路におけるビット誤り率である。なお、（１）に示す記号は近似を表す。

ここで、１０⁴はＳＰの最大連続数である。このときの符号語同期に失敗する平均時間間隔ＭＴＴ＿ＬＯＳＴ＿ＢＵＲＳＴ、および誤同期の平均時間間隔ＭＴＴ＿ＦＡＬＳＥ＿ＢＵＲＳＴは、バースト信号の速度を１００Ｋバースト／ｓｅｃとした場合、それぞれ式（４）、式（５）に示すようになる。

非特許文献１、非特許文献２で規定されるビット誤り率の上限値１０^-3では、符号語同期に失敗する平均時間間隔ＭＴＴ＿ＬＯＳＴ＿ＢＵＲＳＴ、および誤同期の平均時間間隔ＭＴＴ＿ＦＡＬＳＥ＿ＢＵＲＳＴは、それぞれ式（６）、式（７）に示すようになる。

式（６）、式（７）に示すＭＴＴ＿ＬＯＳＴ＿ＢＵＲＳＴ、ＭＴＴ＿ＦＡＬＳＥ＿ＢＵＲＳＴの単位は年である。このように、宇宙年齢２×１０¹⁰年よりもＭＴＴ＿ＬＯＳＴ＿ＢＵＲＳＴ、ＭＴＴ＿ＦＡＬＳＥ＿ＢＵＲＳＴは長い。
特許文献１に開示されたＰＯＮシステムにおいても、非特許文献１、非特許文献２と同様の同期方法を採用している。

符号語同期回路の従来の一般的な実装方法は、図５の状態遷移を実現する状態機械回路と、符号語同期回路をバースト先頭においてリセットする制御信号（同期リセット信号）を出力する同期リセット信号生成回路とを設けることである。非常に高速な処理を必要とするとともに、機能変更などに対応する必要がないため、状態機械回路はソフトウェアでなく、ハードウェアで実現される。

状態機械回路だけでなく、同期リセット信号生成回路が必要な理由は、バースト先頭のレーザオンタイム期間中では光レベルが不安定なため、光受信器が出力する受信信号が偶然ＢＤパターンに一致し誤った符号語同期がなされることを防ぐためである。
レーザオンタイム期間におけるパターンが一様に発生すると仮定すると、ＢＤと一致すると判定されるパターンが発生する確率Ｐ＿ＦＡＬＳＥ＿ＢＤは、１１個以下の誤りを許容するので、式（８）のようになる。

このとき、誤同期の平均時間間隔ＭＴＴ＿ＦＡＬＳＥ＿ＢＵＲＳＴは、式（９）のようになる。式（９）から明らかなように、ＭＴＴ＿ＦＡＬＳＥ＿ＢＵＲＳＴがおよそ６００秒となるので、符号語同期が正常に行えない。

図６に上り受信信号と同期リセット信号のタイミングチャートを示す。同期リセット信号は、上り信号の到着時刻とスロット幅（上り信号の先頭のＳＰから最後尾のＥＯＢまでの幅）とを示す時間スロット情報（Ｇｒａｎｔ情報）に基づいて生成される。同期リセット信号は、時間スロットの間隙で有意（負論理）となり、スロット幅の期間中は有意でない。

同期リセット信号が有意のときは、符号語同期を開始しないことで、誤った符号語同期を防止する。実際は、上り信号の到着時刻においては上り信号が不安定なため、到着時刻よりやや遅れたＳＰの受信中に同期リセット信号が有意でなくなるように同期リセット信号を遅延させ、遅延させた同期リセット信号に基づいて符号語同期を開始する。同期リセット信号の遅延は他の回路ブロックの遅延段数により一意に定まるが、他の回路ブロックの設計変更等に伴って遅延段数が変化することが多いため、遅延を可変とすることが一般的である。

図７に従来の符号語同期回路を適用した誤り訂正符号復号装置の実現例を示す。誤り訂正符号復号装置は、符号語同期回路１００と、ギアボックス（Gearbox）回路１０１と、誤り訂正符号復号回路１０２とから構成される。符号語同期回路１００は、上述の状態機械回路１０３と、同期リセット信号生成回路１０４と、可変遅延回路１０５とから構成される。

図７の回路ブロックについて各々説明する。ギアボックス（Gearbox）回路１０１は、１６ビット幅の受信信号を６６ビット幅の受信信号に変換する。ギアボックス回路１０１は、ＳＬＩＰ＿Ｏｎｅ＿Ｂｉｔ信号が有意のときは６６ビット受信信号のビットアライメントを１ビットシフトする。

同期リセット信号生成回路１０４は、時間スロット情報に基づいて同期リセット信号を生成する。可変遅延回路１０５は、同期リセット信号を遅延段数で設定された遅延時間分だけ遅延させて出力する。

状態機械回路１０３は、図５に示した状態遷移を実現する。ｒｅｓｅｔ，ｓｉｇｎａｌ＿ｏｋ，ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋ，ｐｅｒｓｉｓｔ＿ｄｅｃ＿ｆａｉｌ，ＳＬＩＰ＿Ｏｎｅ＿Ｂｉｔの意味は図５で説明したとおりである。ここで、状態機械回路１０３のｓｉｇｎａｌ＿ｏｋ端子には、可変遅延回路１０５によって遅延された同期リセット信号が入力される。この同期リセット信号が有意のリセット状態を示しているとき、状態機械回路１０３は、符号語同期を開始しない。

誤り訂正符号復号回路１０２は、ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋ信号に基づいて符号語境界を検出し、６６ビット幅の受信信号に対して誤り訂正復号動作を行い、訂正済み受信信号を出力する。

特開２００９−２８４４７７号公報

ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．３ａｖ，２００９ "FEC Synchronization and Framing"，２００７，＜http://www.ieee802.org/3/av/public/2007_01/3av_0701_effenberger_1.pdf＞

前述の如く、従来の符号語同期回路では、同期リセット信号生成回路および可変遅延回路が必要となり、回路規模が増大するという問題点があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、同期リセット信号生成回路および可変遅延回路を不要とする符号語同期方法および回路を提供することを目的とする。

本発明は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖで規定される局側装置の符号語同期方法において、符号語同期条件を、受信信号と同期パターン（ＳＰ）とのｎ回（ｎは２以上の整数）連続一致と、これに続く受信信号とバーストデリミタ（ＢＤ）との一致とする同期処理ステップを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の符号語同期方法の１構成例において、前記同期処理ステップは、受信信号の誤り訂正復号処理を行う誤り訂正符号復号回路に対して符号語同期状態か否かを通知する信号ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋを、非同期状態を示す値に設定する初期化ステップと、この初期化ステップによる処理後に、ギアボックス回路から入力される受信信号とＳＰとの一致判定を行い、不一致の場合に、前記ギアボックス回路に対して受信信号のビットアライメントの１ビットシフトを指示して、受信信号とＳＰとの一致判定を再度行う第１のＳＰ一致判定ステップと、この第１のＳＰ一致判定ステップで受信信号とＳＰとが一致した場合に、前記ギアボックス回路から入力される受信信号とＳＰとの一致判定を（ｎ−１）回行い、（ｎ−１）回のいずれかで受信信号とＳＰとが不一致の場合に、前記初期化ステップに戻る第２のＳＰ一致判定ステップと、この第２のＳＰ一致判定ステップで受信信号とＳＰとが一致した場合に、前記ギアボックス回路から入力される受信信号とＢＤとの一致判定を行い、不一致の場合に、前記初期化ステップに戻るＢＤ一致判定ステップと、このＢＤ一致判定ステップで受信信号とＢＤとが一致した場合に、前記信号ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋを同期状態を示す値に設定すると共に、前記ギアボックス回路から入力される受信信号とエンドオブバーストデリミタ（ＥＯＢ）との一致判定を行い、受信信号とＥＯＢとが一致するか、あるいは前記訂正符号復号回路から誤り訂正不能な符号語が３回連続したことを通知された場合に、前記初期化ステップに戻るＥＯＢ一致判定ステップとからなることを特徴とするものである。
また、本発明の符号語同期方法の１構成例において、ｎは２である。
また、本発明の符号語同期方法の１構成例において、ｎは３以上１１以下である。

また、本発明の符号語同期回路は、符号語同期条件を、受信信号と同期パターン（ＳＰ）とのｎ回（ｎは２以上の整数）連続一致と、これに続く受信信号とバーストデリミタ（ＢＤ）との一致とする状態機械回路を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の符号語同期回路の１構成例において、前記状態機械回路は、受信信号の誤り訂正復号処理を行う誤り訂正符号復号回路に対して符号語同期状態か否かを通知する信号ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋを、非同期状態を示す値に設定して、状態機械回路を初期状態にする初期化回路と、この初期化回路による処理後に、ギアボックス回路から入力される受信信号とＳＰとの一致判定を行い、不一致の場合に、前記ギアボックス回路に対して受信信号のビットアライメントの１ビットシフトを指示して、受信信号とＳＰとの一致判定を再度行う第１のＳＰ一致判定回路と、この第１のＳＰ一致判定回路で受信信号とＳＰとが一致した場合に、前記ギアボックス回路から入力される受信信号とＳＰとの一致判定を（ｎ−１）回行い、（ｎ−１）回のいずれかで受信信号とＳＰとが不一致の場合に、前記初期化回路による初期状態に戻す第２のＳＰ一致判定回路と、この第２のＳＰ一致判定回路で受信信号とＳＰとが一致した場合に、前記ギアボックス回路から入力される受信信号とＢＤとの一致判定を行い、不一致の場合に、前記初期化回路による初期状態に戻すＢＤ一致判定回路と、このＢＤ一致判定回路で受信信号とＢＤとが一致した場合に、前記信号ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋを同期状態を示す値に設定すると共に、前記ギアボックス回路から入力される受信信号とエンドオブバーストデリミタ（ＥＯＢ）との一致判定を行い、受信信号とＥＯＢとが一致するか、あるいは前記訂正符号復号回路から誤り訂正不能な符号語が３回連続したことを通知された場合に、前記初期化回路による初期状態に戻すＥＯＢ一致判定回路とからなることを特徴とするものである。

本発明によれば、従来の符号語同期において必要であった同期リセット信号が不要となるため、同期リセット信号生成回路および可変遅延回路が不要となり、回路規模を削減することができる。

本発明の実施の形態に係る符号語同期の状態遷移図である。 本発明の実施の形態に係る誤り訂正符号復号装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る符号語同期回路の構成例を示すブロック図である。 １０Ｇ−ＥＰＯＮの上り信号フォーマットを示す図である。 従来の符号語同期の状態遷移図である。 １０Ｇ−ＥＰＯＮの上り受信信号と同期リセット信号のタイミングチャートである。 従来の符号語同期回路を適用した誤り訂正符号復号装置の構成例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。本実施の形態では、符号語同期のために、従来の受信信号とＢＤとの一致判定だけでなく、受信信号とＳＰとの一致判定を２回行うことを特徴とする。受信信号とＳＰとの２回連続一致と受信信号とＢＤとの一致をもって符号語同期達成の条件とする。

本実施の形態における符号語同期の状態遷移図を図１に示す。また、本実施の形態に係る誤り訂正符号復号装置の構成例を図２に示し、図１の状態遷移を実現する符号語同期回路（状態機械回路）の構成例を図３に示す。誤り訂正符号復号装置は、符号語同期回路１００ａと、ギアボックス（Gearbox）回路１０１と、誤り訂正符号復号回路１０２とから構成される。

ギアボックス回路１０１は、１６ビット幅の受信信号を６６ビット幅の受信信号に変換する。また、ギアボックス回路１０１は、符号語同期回路１００ａから出力される信号ＳＬＩＰ＿Ｏｎｅ＿Ｂｉｔが有意のときは６６ビット受信信号のビットアライメントを１ビットシフトする。

誤り訂正符号復号回路１０２は、信号ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋに基づいて符号語境界を検出し、６６ビット幅の受信信号に対して誤り訂正復号処理を行い、訂正済み受信信号を出力する。また、誤り訂正符号復号回路１０２は、誤り訂正不能な符号語が３回連続した場合、信号ｐｅｒｓｉｓｔ＿ｄｅｃ＿ｆａｉｌをｔｒｕｅにする。

状態機械回路１０３ａは、図１に示す状態遷移を実現する。符号語同期回路１００ａは、状態機械回路１０３ａから構成される。状態機械回路１０３ａは、信号ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋを非同期状態を示す値に設定して、状態機械回路１０３ａを初期状態にする初期化回路１１０と、初期化回路１１０による処理後に、ギアボックス回路１０１から入力される受信信号とＳＰとの一致判定を行い、不一致の場合に、ギアボックス回路１０１に対して受信信号のビットアライメントの１ビットシフトを指示して、受信信号とＳＰとの一致判定を再度行うＳＰ一致判定回路１１１と、ＳＰ一致判定回路１１１で受信信号とＳＰとが一致した場合に、受信信号とＳＰとの一致判定を行い、不一致の場合に、初期化回路１１０による初期状態に戻すＳＰ一致判定回路１１２と、ＳＰ一致判定回路１１２で受信信号とＳＰとが一致した場合に、受信信号とＢＤとの一致判定を行い、不一致の場合に、初期化回路１１０による初期状態に戻すＢＤ一致判定回路１１３と、ＢＤ一致判定回路１１３で受信信号とＢＤとが一致した場合に、信号ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋを同期状態を示す値に設定すると共に、受信信号とＥＯＢとの一致判定を行い、受信信号とＥＯＢとが一致するか、あるいは訂正符号復号回路１０２から誤り訂正不能な符号語が３回連続したことを通知された場合に、初期化回路１１０による初期状態に戻すＥＯＢ一致判定回路１１４と、初期化回路１１０の出力とＥＯＢ一致判定回路１１４の出力の論理和をとる論理和回路１１５とを有する。非常に高速な処理を必要とするとともに、機能変更などに対応する必要がないため、状態機械回路１０３ａはソフトウェアでなく、ハードウェアで実現される。

図１におけるｒｅｓｅｔ，ｓｉｇｎａｌ＿ｏｋ，ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋ，ＢＤ＿ｖａｌｉｄ，ＥＯＢ＿ｖａｌｉｄ，ｐｅｒｓｉｓｔ＿ｄｅｃ＿ｆａｉｌ，ＳＬＩＰ＿Ｏｎｅ＿Ｂｉｔ，ＵＣＴの意味は図５で説明したとおりである。ＳＰ＿ｖａｌｉｄはＳＰ一致判定結果を示す信号である。信号ＳＰ＿ｖａｌｉｄがｔｒｕｅのときはＳＰ一致を示し、ｆａｌｓｅのときはＳＰ不一致を示している。ここで、ＳＰとの一致判定は受信信号にビット誤りが発生した場合でも符号語同期が達成できるように、比較対象の受信信号がハミング距離１１以下の６６ビット長パターンである場合は一致と判定する。

初期化回路１１０は、電源投入時にパワーオンリセット信号ｒｅｓｅｔがｔｒｕｅになると、状態機械回路１０３ａ（符号語同期回路１００ａ）を初期状態ＬＯＣＫ＿ＩＮＩＴにし（ステップＳ１０）、信号ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋを非同期状態を示すｆａｌｓｅにする（ステップＳ１１）。なお、パワーオンリセット信号ｒｅｓｅｔがｔｒｕｅになると、ＳＰ一致判定回路１１１〜１１３とＥＯＢ一致判定回路１１４も初期化され、ＥＯＢ一致判定回路１１４が出力する信号ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋもｆａｌｓｅになる。パワーオンリセット信号ｒｅｓｅｔは、電源投入後、通常状態を示すｆａｌｓｅになる。

本実施の形態では、状態機械回路１０３ａのｓｉｇｎａｌ＿ｏｋ端子に入力される信号ｓｉｇｎａｌ＿ｏｋが常にｔｒｕｅに固定されているので、初期化回路１１０は、信号ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋをｆａｌｓｅにした後に、ＳＰ一致判定回路１１１に対して状態ＳＰ＿ＨＵＮＴＩＮＧ＿１に遷移するよう指示する。

状態ＳＰ＿ＨＵＮＴＩＮＧ＿１において、ＳＰ一致判定回路１１１は、ギアボックス回路１０１から入力される受信信号とＳＰとの一致判定を６６ビット単位で行う（ステップＳ１２）。ＳＰ一致判定回路１１１は、受信信号とＳＰとが不一致の場合、ギアボックス回路１０１に対して関数ＳＬＩＰ＿Ｏｎｅ＿Ｂｉｔの実行を指示する（ステップＳ１３）。この指示に応じて、ギアボックス回路１０１は、受信信号のビットアライメントを１ビットシフトする。

そして、ＳＰ一致判定回路１１１は、ステップＳ１２に戻り、受信信号とＳＰとの一致判定を再度行う。こうして、受信信号とＳＰとが一致するまで、ステップＳ１２，Ｓ１３の処理が繰り返されることになる。ＳＰ一致判定回路１１１は、受信信号とＳＰとが一致した場合、関数ＳＬＩＰ＿Ｏｎｅ＿Ｂｉｔを実行せずに、ＳＰ一致判定回路１１２に対して状態ＳＰ＿ＨＵＮＴＩＮＧ＿２に遷移するよう指示する。

状態ＳＰ＿ＨＵＮＴＩＮＧ＿２において、ＳＰ一致判定回路１１２は、ギアボックス回路１０１から入力される受信信号とＳＰとの一致判定を６６ビット単位で行う（ステップＳ１４）。状態ＳＰ＿ＨＵＮＴＩＮＧ＿２においては、信号ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋはｆａｌｓｅのまま維持される（ステップＳ１５）。また、状態ＳＰ＿ＨＵＮＴＩＮＧ＿２では、受信信号のビットアライメントが固定される。すなわち、受信信号とＳＰとが不一致の場合でも、関数ＳＬＩＰ＿Ｏｎｅ＿Ｂｉｔを実行しない。

ＳＰ一致判定回路１１２は、受信信号とＳＰとが不一致の場合、初期化回路１１０に対して初期状態ＬＯＣＫ＿ＩＮＩＴに遷移するよう指示する。この指示により、状態機械回路１０３ａの状態はステップＳ１０に戻る。こうして、受信信号とＳＰとが２回連続して一致するまで、ステップＳ１０〜Ｓ１５の処理が繰り返されることになる。

次に、ＳＰ一致判定回路１１２は、状態ＳＰ＿ＨＵＮＴＩＮＧ＿２において受信信号とＳＰとが一致した場合、ＢＤ一致判定回路１１３に対して状態ＨＵＮＴＩＮＧに遷移するよう指示する。状態ＨＵＮＴＩＮＧにおいて、ＢＤ一致判定回路１１３は、ギアボックス回路１０１から入力される受信信号とＢＤとの一致判定を６６ビット単位で行う（ステップＳ１６）。状態ＨＵＮＴＩＮＧにおいては、信号ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋはｆａｌｓｅのまま維持される（ステップＳ１７）。また、状態ＳＰ＿ＨＵＮＴＩＮＧ＿２の場合と同様に、受信信号のビットアライメントが固定される。

ＢＤ一致判定回路１１３は、受信信号とＢＤとが不一致の場合、初期化回路１１０に対して初期状態ＬＯＣＫ＿ＩＮＩＴに遷移するよう指示する。この指示により、状態機械回路１０３ａの状態はステップＳ１０に戻る。こうして、受信信号とＳＰとが２回連続して一致し、かつ受信信号とＢＤとが一致するまで、ステップＳ１０〜Ｓ１７の処理が繰り返されることになる。

次に、ＢＤ一致判定回路１１３は、状態ＨＵＮＴＩＮＧにおいて受信信号とＢＤとが一致した場合、ＥＯＢ一致判定回路１１４に対して状態ＬＯＣＫＥＤに遷移するよう指示する（ステップＳ１８）。状態ＬＯＣＫＥＤにおいて、ＥＯＢ一致判定回路１１４は、信号ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋを同期状態を示すｔｒｕｅにし、ギアボックス回路１０１から入力される受信信号とＥＯＢとの一致判定を６６ビット単位で行う（ステップＳ１９）。ＥＯＢ一致判定回路１１４は、受信信号とＥＯＢとが一致せず、かつ誤り訂正符号復号回路１０２から入力される信号ｐｅｒｓｉｓｔ＿ｄｅｃ＿ｆａｉｌがｆａｌｓｅの場合、状態ＬＯＣＫＥＤを維持する。

また、ＥＯＢ一致判定回路１１４は、受信信号とＥＯＢとが一致するか、あるいは信号ｐｅｒｓｉｓｔ＿ｄｅｃ＿ｆａｉｌが、誤り訂正不能な符号語が３回連続したことを示すｔｒｕｅになった場合、初期化回路１１０に対して初期状態ＬＯＣＫ＿ＩＮＩＴに遷移するよう指示する。この指示により、状態機械回路１０３ａの状態はステップＳ１０に戻る。

本実施の形態では、受信信号とＳＰとの２回連続一致を符号語同期の条件に加えることで、符号語同期に失敗する平均時間間隔ＭＴＴ＿ＬＯＳＴ＿ＢＵＲＳＴは宇宙年齢よりも大きくなる。以下、その理由を述べる。バースト先頭の不安定領域におけるパターンが一様に発生すると仮定すると、ＳＰと一致すると判定されるパターンが発生する確率Ｐ＿ＦＡＬＳＥ＿ＳＰおよびＢＤと一致すると判定されるパターンが発生する確率Ｐ＿ＦＡＬＳＥ＿ＢＤは、共に式（１０）のようになる。

したがって、不安定領域における誤同期確率Ｐ＿ＦＡＬＳＥ＿ＢＵＲＳＴは、式（１１）で与えられる。

よって、誤同期の平均時間間隔ＭＴＴ＿ＦＡＬＳＥ＿ＢＵＲＳＴは、式（１２）のようになる。

同様に伝送路におけるビット誤りにより符号語同期に失敗する確率Ｐ＿ＬＯＳＴ＿ＢＵＲＳＴは、ＳＰ２個とＢＤのいずれかに１２個以上誤りが発生する確率なので、式（１３）のようになる。

ビット誤り率の上限値１０^-3では、符号語同期に失敗する平均時間間隔ＭＴＴ＿ＬＯＳＴ＿ＢＵＲＳＴは次のとおりであり、宇宙年齢よりも大きい。

なお、式（１２）、式（１４）に示すＭＴＴ＿ＦＡＬＳＥ＿ＢＵＲＳＴ、ＭＴＴ＿ＬＯＳＴ＿ＢＵＲＳＴの単位はいずれも年である。
以上のように、本実施の形態では、状態機械回路に入力する同期リセット信号が不要となるため、同期リセット信号生成回路および可変遅延回路が不要となり、回路規模を削減することができる。

本実施の形態では、受信信号とＳＰとの２回連続一致と、受信信号とＢＤとの一致を符号語同期達成の条件としたが、受信信号とＳＰとの３回以上連続一致と、受信信号とＢＤとの一致を符号語同期達成の条件としてもよい。

ＳＰとの３回以上連続一致とそれに続くＢＤとの一致を符号語同期達成の条件としても、符号語同期に失敗する平均時間間隔ＭＴＴ＿ＦＡＬＳＥ＿ＢＵＲＳＴは宇宙年齢よりも当然大きい。但し、この場合は符号語同期のための状態機械回路が本実施の形態よりも複雑となり回路規模が増大する。つまり、受信信号とＳＰとのｎ回（ｎは２以上の整数）連続一致を判定するには、ステップＳ１４，Ｓ１５の処理を（ｎ−１）回連続して行う必要があり、ＳＰ一致判定回路１１２をｎ−１個設ける必要があるため、回路規模が増大する。

さらに、ＳＰとの３回以上連続一致とそれに続くＢＤとの一致を符号語同期達成の条件とすると、誤同期の確率が大きくなり、符号語同期に失敗する平均時間間隔ＭＴＴ＿ＬＯＳＴ＿ＢＵＲＳＴが小さくなる。ＭＴＴ＿ＬＯＳＴ＿ＢＵＲＳＴをＩＥＥＥ８０２．３ｚ規格のギガビットイーサネット（登録商標）と同等の値（６×１０¹⁰（年））にするためには、ＳＰとの連続一致回数を１１回以下とする必要がある。したがって、受信信号とＳＰとの３回以上１１回以下の連続一致と、受信信号とＢＤとの一致を符号語同期達成の条件とすればよい。

なお、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能なことは言うまでもない。

本発明は、１０Ｇ−ＥＰＯＮにおける上り信号の誤り訂正符号復号のための符号語同期技術に適用することができる。

１００ａ…符号語同期回路、１０１…ギアボックス回路、１０２…誤り訂正符号復号回路、１０３ａ…状態機械回路、１１０…初期化回路、１１１，１１２…ＳＰ一致判定回路、１１３…ＢＤ一致判定回路、１１４…ＥＯＢ一致判定回路、１１５…論理和回路。

Claims (8)

1. ＩＥＥＥ８０２．３ａｖで規定される局側装置の符号語同期方法において、
   符号語同期条件を、受信信号と同期パターン（ＳＰ）とのｎ回（ｎは２以上の整数）連続一致と、これに続く受信信号とバーストデリミタ（ＢＤ）との一致とする同期処理ステップを備えることを特徴とする符号語同期方法。
2. 請求項１記載の符号語同期方法において、
   前記同期処理ステップは、
   受信信号の誤り訂正復号処理を行う誤り訂正符号復号回路に対して符号語同期状態か否かを通知する信号ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋを、非同期状態を示す値に設定する初期化ステップと、
   この初期化ステップによる処理後に、ギアボックス回路から入力される受信信号とＳＰとの一致判定を行い、不一致の場合に、前記ギアボックス回路に対して受信信号のビットアライメントの１ビットシフトを指示して、受信信号とＳＰとの一致判定を再度行う第１のＳＰ一致判定ステップと、
   この第１のＳＰ一致判定ステップで受信信号とＳＰとが一致した場合に、前記ギアボックス回路から入力される受信信号とＳＰとの一致判定を（ｎ−１）回行い、（ｎ−１）回のいずれかで受信信号とＳＰとが不一致の場合に、前記初期化ステップに戻る第２のＳＰ一致判定ステップと、
   この第２のＳＰ一致判定ステップで受信信号とＳＰとが一致した場合に、前記ギアボックス回路から入力される受信信号とＢＤとの一致判定を行い、不一致の場合に、前記初期化ステップに戻るＢＤ一致判定ステップと、
   このＢＤ一致判定ステップで受信信号とＢＤとが一致した場合に、前記信号ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋを同期状態を示す値に設定すると共に、前記ギアボックス回路から入力される受信信号とエンドオブバーストデリミタ（ＥＯＢ）との一致判定を行い、受信信号とＥＯＢとが一致するか、あるいは前記訂正符号復号回路から誤り訂正不能な符号語が３回連続したことを通知された場合に、前記初期化ステップに戻るＥＯＢ一致判定ステップとからなることを特徴とする符号語同期方法。
3. 請求項１または２記載の符号語同期方法において、
   ｎを２とすることを特徴とする符号語同期方法。
4. 請求項１または２記載の符号語同期方法において、
   ｎを３以上１１以下とすることを特徴とする符号語同期方法。
5. ＩＥＥＥ８０２．３ａｖで規定される局側装置の符号語同期回路において、
   符号語同期条件を、受信信号と同期パターン（ＳＰ）とのｎ回（ｎは２以上の整数）連続一致と、これに続く受信信号とバーストデリミタ（ＢＤ）との一致とする状態機械回路を備えることを特徴とする符号語同期回路。
6. 請求項５記載の符号語同期回路において、
   前記状態機械回路は、
   受信信号の誤り訂正復号処理を行う誤り訂正符号復号回路に対して符号語同期状態か否かを通知する信号ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋを、非同期状態を示す値に設定して、状態機械回路を初期状態にする初期化回路と、
   この初期化回路による処理後に、ギアボックス回路から入力される受信信号とＳＰとの一致判定を行い、不一致の場合に、前記ギアボックス回路に対して受信信号のビットアライメントの１ビットシフトを指示して、受信信号とＳＰとの一致判定を再度行う第１のＳＰ一致判定回路と、
   この第１のＳＰ一致判定回路で受信信号とＳＰとが一致した場合に、前記ギアボックス回路から入力される受信信号とＳＰとの一致判定を（ｎ−１）回行い、（ｎ−１）回のいずれかで受信信号とＳＰとが不一致の場合に、前記初期化回路による初期状態に戻す第２のＳＰ一致判定回路と、
   この第２のＳＰ一致判定回路で受信信号とＳＰとが一致した場合に、前記ギアボックス回路から入力される受信信号とＢＤとの一致判定を行い、不一致の場合に、前記初期化回路による初期状態に戻すＢＤ一致判定回路と、
   このＢＤ一致判定回路で受信信号とＢＤとが一致した場合に、前記信号ｃｗｏｒｄ＿ｌｏｃｋを同期状態を示す値に設定すると共に、前記ギアボックス回路から入力される受信信号とエンドオブバーストデリミタ（ＥＯＢ）との一致判定を行い、受信信号とＥＯＢとが一致するか、あるいは前記訂正符号復号回路から誤り訂正不能な符号語が３回連続したことを通知された場合に、前記初期化回路による初期状態に戻すＥＯＢ一致判定回路とからなることを特徴とする符号語同期回路。
7. 請求項５または６記載の符号語同期回路において、
   ｎを２とすることを特徴とする符号語同期回路。
8. 請求項５または６記載の符号語同期回路において、
   ｎを３以上１１以下とすることを特徴とする符号語同期回路。

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