JP2871364B2 - モデムの送信同期装置及び方法 - Google Patents

モデムの送信同期装置及び方法

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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0262Arrangements for detecting the data rate of an incoming signal
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/02Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
    • H04L7/033Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop
    • H04L7/0331Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop with a digital phase-locked loop [PLL] processing binary samples, e.g. add/subtract logic for correction of receiver clock

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、端末等の外部装置から
与えられる送信タイミング信号に基づいてモデム内部の
同期をとるモデムの送信同期装置及び方法に関し、特に
送信部の変調動作と受信部の復調動作との両方を同じ内
部タイミング信号を使用して同期させるモデムの送信同
期装置及び方法に関する。
【0002】マルチポイントシステムで周波数多重モデ
ムを使用した場合、親局および子局の周波数多重モデム
は、外部からの送信タイミング信号STに送信用の内部
タイミング信号FBOを同期させて送信同期をとってお
り、更に、受信同期も送信同期用の内部タイミング信号
FBOで行っている。このため内部タイミング信号FB
Oを送信タイミング信号STに同期させるため引込み時
に位相ジャンプを行うと受信データエラーを起こす恐れ
があり、ここに新たな同期の方法が必要になっている。
【0003】
【従来の技術】従来、回線の使用効率と信頼性を向上さ
せるため、親局からのポーリングで特定の子局とのデー
タ伝送を行うようにしたマルチポイントシステムが実用
化されている。このようなマルチポイントシステムに使
用されるモデムにあっては、送信部については外部から
の送信タイミング信号STにより内部タイミング信号F
BOの同期をとることができ、また受信部にあっては受
信したキャリア信号からタイミング信号を抽出して内部
タイミング信号FBOの同期をとっている。
【0004】ここで外部からの送信タイミング信号はデ
ータ伝送速度2400bps、4800bps、又は9
600bps等で決まる2400Hz,4800Hz,
9600Hzのタイミング信号である。また内部タイミ
ング信号FBOは変調速度、例えば2400ボー(ba
uds)で決まる繰り返し周期をもった信号である。図
12は9600bpsの場合の送信タイミング信号ST
と、変調速度2400ボーに基づく内部タイミング信号
FBOを示す。
【0005】ここで変調周波数を2400ボーとし、9
600bpsのデータ伝送速度を得るためには、 9600ビット/秒÷2400変調/秒=4ビット/1
変調 となる。従って、変調に使用する位相平面でのデータ信
号点の数は16値となる。
【0006】このような従来の送信部と受信部の内部タ
イミング信号FBOの同期が独立に取れるモデムにあっ
ては、図12に示すように、位相ジャンプによる同期引
込みを行っている。いま時刻t1 で送信要求RSがオフ
からオンになると、それ以前の時刻t0 では送信タイミ
ング信号STと送信内部タイミング信号FBOは同期が
とれていないので、送信要求RSがオンになった後の時
刻t2 で送信タイミング信号STの立上りに一致するよ
うに、内部タイミング信号FBOを位相ジャンプして引
き込み、PLLを開始する。
【0007】一方、近年にあっては、ネットワークの利
用効率を高めるため、マルチポイントシステムに周波数
帯域の異なるロールオフ率の小さい複数のキャリアを使
用した周波数多重モデムが使用され、特定の子局とポー
リングに対し子局に設けている複数の端末装置と親局の
ホストコンピュータとの間でのデータ多重伝送を可能と
している。
【0008】このような周波数多重モデムを使用したマ
ルチポイントシステムにあっては、ロールオフ率の小さ
いキャリアの受信信号から端末のモデム復調部でタイミ
ング信号を抽出することが困難であるため、親局モデム
はセカンダリチャネルにキャリアを常時送出し、子局モ
デムではセカンダリチャネルのキャリア受信信号からタ
イミング信号RTを抽出し、抽出した受信タイミング信
号RTを更に送信タイミング信号STとしても使用して
いる。
【0009】また親局モデムは、システムがマルチポイ
ント構成になっているめに、子局側からのセカンダリチ
ャネルによるキャリアは常時受信することが期待できな
い。そこで、ホストコンピュータからの送信タイミング
信号STに基づいてモデムの送信部と受信部の両方を同
期させ、システムの同期をとっている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マルチ
ポイントシステムに使用される周波数多重モデムにあっ
ては、親局モデム及び子局モデムのいずれについても、
外部からの送信タイミング信号STに送信用の内部タイ
ミング信号を同期させ、同時に送信用の内部タイミング
信号FBOを使用して受信部の同期もとっていたため、
従来のように内部タイミング信号FBOの位相ジャンプ
によって外部からの送信タイミング信号STに引き込ん
でPLLによる位相制御を行った場合には、受信データ
エラーを発生させる原因となる。
【0011】例えば、図12に示した位相ジャンプによ
る同期引込みにあっては、時刻t0から引込み時刻t2
までの時間間隔が、本来の変調周期(2400Hz)よ
り長くなっており、これに伴ないADコンバータのサン
プリング周波数も長くなるため、正確にキャリアが再生
できず、復元された受信データが誤りを生じ、受信デー
タエラーとなってしまう。本発明の目的は、受信処理に
影響を及ぼすことなく送信部と受信部の両方に使用して
いる内部タイミング信号を、外部からの送信タイミング
信号に同期させることのできるモデムの同期制御装置及
び方法を提供する。
【0012】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。まず本発明は、外部からの送信データを変調
して回線に送信する送信部と、回線からの受信信号を復
調し受信データに変換して外部に出力する受信部とを備
え外部から送信要求RSを受けた際に、変調速度の2の
n乗倍となる所定のデータ伝送速度をもつ外部からの送
信タイミング信号STに、所定の変調速度に基づく内部
タイミング信号FBOを同期させて送信部及び受信部の
両方に供給するようにしたモデムの送信同期装置を対象
とする。
【0013】このようなモデムの送信同期装置として本
発明にあっては、外部からの送信要求に基づくタイミン
グ引込み時に、内部タイミング信号FBOの変化点から
送信タイミング信号STの変化点までの位相差を基準位
相差Tbとして検出し、タイミング引込み後の定常通信
状態では内部タイミング信号FBOの変化点から送信タ
イミング信号STの変化点までの位相差を測定位相差T
cとして求め、この測定位相差Tcを前記基準位相差T
bに一致させるように制御する位相制御手段46を設け
たことを特徴とする。
【0014】ここで、位相制御手段46は、内部タイミ
ング信号FBOの変化点を検出するごとに、少なくとも
送信タイミング信号STの2周期分を含むサンプリング
ウィンドウを設定し、このサンプリングウィンドウ内で
の送信タイミング信号STの変化点から基準位相差Tb
および測定位相差Tcを求める。また位相制御手段46
は、送信タイミング信号STの周期から予め決っている
モデムのデータ伝送速度2400bps,4800bp
s、9600bps等を判定して対応する理論周期Ta
を求め、理論周期Ta、基準位相差(Tb)および定常
通信状態で求めた測定位相差Tcに基づいて内部タイミ
ング信号FBOを制御する。
【0015】更に、位相制御手段46は、サンプリング
ウィンドウの設定で求めた基準位相差Tbが理論周期T
aより長かった場合には、送信タイミング信号STに位
相ジッタが起きているものと判定し、基準位相差Tbを
理論周期Taを差し引いた値(Tb−Ta)に修正す
る。位相制御手段46による内部タイミング信号FBO
の制御は、次のようになる。
【0016】[モード1]基準位相差Tbが測定位相差
Tcに等しい場合には、内部タイミング信号FBOの周
期(又は周波数)を現在値に保持する。 [モード2]基準位相差Tbが測定位相差Tcより小さ
く(Tb<Tc)、且つ両者の差(Tc−Tb)が送信
タイミング信号STの理論周期の半周期Ta/2以下の
場合(Tc−Tb≦Ta/2)は、内部タイミング信号
FBOの周期を延ばして(また周波数を減らして)送信
タイミング信号STとの位相差を基準位相差Tbに保持
する。
【0017】[モード3]基準位相差Tbが測定位相差
Tcより小さく(Tb<Tc)、且つ両者の差(Tc−
Tb)が送信タイミング信号STの理論周期の半周期T
a/2より大きい場合(Tc−Tb>Ta/2)は、内
部タイミング信号FBOの周期を縮めて(周波数を増加
させて)送信タイミング信号STとの位相差を基準位相
差Tbに保持する。
【0018】[モード4]基準位相差Tbが測定位相差
Tcより大きく(Tb>Tc)、且つ両者の差(Tb−
Tc)が送信タイミング信号STの理論周期の半周期
(Ta/2)以下の場合(Tb−Tc≦Ta/2)は、
内部タイミング信号FBOの周期を縮めて(周波数を増
加して)送信タイミング信号STとの位相差を基準位相
差Tbに保持する。
【0019】[モード5]基準位相差Tbが測定位相差
Tcより大きく(Tb>Tc)、且つ両者の差(Tb−
Tc)が送信タイミング信号STの理論周期の半周期
(Ta/2)より大きい場合(Tb−Tc≦Ta/2)
は、内部タイミング信号FBOの周期を延ばして前記送
信タイミング信号STとの位相差を基準位相差Tbに保
持する。
【0020】整理すると次のようになる。 [モード] [条件] [FBO 周期][FBO 周波数] 1 Tb=Tc 変化せず 変化せず 2 Tb<Tc,Tc-TB ≦Ta/2 延ばす 減少 3 Tb<Tc,Tc-Tb>Ta/2 縮める 増加 4 Tb>Tc,Tc-Tb ≦Ta/2 縮める 増加 5 Tb>Tc,Tb-Tc>Ta/2 延ばす 減少 また同期入力手段は、送信タイミング信号の変化点を検
出する変化点検出手段と、時刻情報を出力するタイマ手
段と、変化点検出手段が得られた時のタイマ手段の出力
値を保持して位相制御手段46に変化点情報として出力
するレジスタ手段とを備える。
【0021】更に同期出力手段56は、位相制御手段4
6で求めた内部タイミング信号FBOの2値のいずれか
状態と出力時刻とセットするレジスタ手段と、時刻情報
を出力するタイマ手段と、レジスタ手段の出力時刻にタ
イマ手段の時刻情報が一致した時に対応する内部タイミ
ング信号FBOの状態を出力する出力手段とを備える。
【0022】本発明の同期入力手段48、同期出力手段
56及び位相制御手段46は、マルチポイントシステム
の親局の周波数多重モデムに設られ、同時に、マルチポ
イントシステムの子局の周波数多重モデムに設けられ
る。
【0023】
【作用】このような構成を備えた本発明のモデムの送信
同期装置によれば、送信要求を受けた際の同期引き込み
の際に、例えば内部タイミング信号FBOの立ち上がり
を変化点として検出し、この変化点から次に送信タイミ
ング信号が例えば立ち下がる変化点までの位相差を、内
部タイミング信号FBOと送信タイミング信号STの基
準位相差Tbとして検出する。
【0024】タイミング引込み後のトレーニングが済ん
だ定常通信状態にあっては、内部タイミング信号FBO
と送信タイミング信号STとの位相差Tcを測定し、こ
の測定位相差Tcをタイミング引込み時に検出した基準
位相差Tbとなるように、内部タイミング信号FBOの
周期あるいは周波数を制御する。このためタイミグ引込
み時に従来のように、内部タイミング信号の変化点を送
信タイミング信号の変化点に強制的に一致させる位相ジ
ャンプは行われず、タイミング引き込み時にも内部タイ
ミング信号FBOの繰り返し周期に変化はなく、同じ内
部タイミング信号FBOで同時に同期をとっている受信
部での復調周期は変化せず、受信データにエラーを起こ
すことはない。
【0025】このためマルチポイントシステムの周波数
多重モデムにおける同期制御が適切にでき、データ伝送
の信頼性を保証することができる。
【0026】
【実施例】図2は本発明の送信同期装置が適用される周
波数多重モデムを用いたマルチポイントシステムのシス
テム構成図である。図2において、親局モデム10に対
しては通信制御プロセッサ(CCP)12を介してホス
ト14が接続され、通信制御プロセッサ12からはチャ
ネル1,チャネル2,チャネル3の3チャネルのデータ
回線が接続されており、親局モデム10はキャリア周波
数f1,f2,f3の3つを使用して周波数多重による
データ伝送を行う。
【0027】モデム10からは通信回線16が引き出さ
れており、通信回線16に、この実施例にあっては3つ
の子局モデム18−1,18−2,18−3を接続して
マルチポイントシステムを構成している。通信回線16
としては、4線式全2重が用いられる。子局モデム18
−1〜18−3のそれぞれは例えば最大3多重の周波数
多重モデムであり、モデム18−1〜18−3のそれぞ
れから引き出された3チャネル分のデータラインにデー
タ端末装置(DTE)20−1〜20−3,20−4〜
20−6,20−7〜20−9の3つずつを接続してい
る。
【0028】図3は図2の親局モデムの一実施例を1チ
ャネル分について示した実施例構成図である。図3にお
いて、親局モデム10のモデム送信部としては送信用M
PUユニット22,送信用DSPユニット24,DAコ
ンバータ26,トランス28が設けられ、トランス28
に送信回線30を接続している。送信用MPUユニット
22は通信制御プロセッサ12と接続され、通信制御プ
ロセッサ12より送信要求信号RS、送信データSD、
更に送信タイミング信号ST1を受けてタイミング信号
ST2を送出する。一方、送信MPUユニット22から
通信制御プロセッサ12に対し応答信号(クリアセンド
信号)CSを返している。
【0029】通信制御プロセッサ12からの送信タイミ
ング装置ST1は通信制御プロセッサ12のもつデータ
伝送速度で決まり、送信用MPUユニット22に送って
いる。通信制御プロセッサ12のデータ速度としては例
えば2400bps,4800bps,9600bps
がある。以下の説明にあっては、通信制御プロセッサ1
2よりデータ伝送速度9600bpsのタイミング信号
ST1が設定されて送られてくる場合を例にとってい
る。
【0030】ここで、送信用MPUユニット22及び受
信用MPUユニット40に使用するマイクロプロセッサ
としては、例えばインテル社製MPUであるMCS−9
6を使用する。送信用MPUユニット22と送信用DS
Pユニット24はデータバス42で接続され、更に受信
用MPUユニット40と受信用DSPユニット38も同
じデータバス42で接続される。
【0031】更に送信用MPUユニット22には後の説
明で明らかにする本発明の送信同期機構が設けられてお
り、この送信同期機構で作り出された内部タイミング信
号FBOを制御線44を介して送信用DSPユニット2
4に加えて、モデム受信部に設けている受信用DSPユ
ニット38と受信用MPUユニット40に出力し、モデ
ム送信部とモデム受信部の動作を同じ送信用の内部タイ
ミング信号FBOで行うようにしている。
【0032】図4は図3の送信用MPUユニット22に
より実現される本発明の送信同期機構の一実施例を示し
た実施例構成図である。図4において、本発明の送信同
期機構は同期入力部48、位相制御部として動作するP
LL処理部46及び内部同期出力部56で構成される。
同期入力部48には外部からの送信タイミング信号ST
1の立下りを検出する立下り検出部50、時刻情報を発
生するタイマ52及び立下り検出部50の検出出力が得
られたときのタイマ52の時刻を保持するレジスタ54
が設けられる。
【0033】この同期入力部48の機能は図3の送信用
MPUユニットに使用したインテル社製MPUであるM
CS−96のハイスピード入力機能(HSI)を利用す
ることで実現できる。PLL処理部46は外部より送信
要求RSを受けたときに起動し、まず送信要求RSの直
後の送信タイミング信号ST1の立上り検出のタイミン
グで内部タイミング信号FBOの変化点、例えば立下り
での位相差を検出し、これを基準位相差Tbとする。
【0034】送信要求RSを受けると、モデム送信部は
まずトレーニング信号を送出して、相手先のモデム受信
部にトレーニング動作を行わせ、トレーニング完了で電
文を送出する通常通信状態に移行する。このトレーニン
グ終了後の通常通信状態で、PLL処理部46は外部か
らの送信タイミング信号ST1の立下りを検出する毎に
内部タイミング信号FBOとの位相差を測定位相差Tc
として求め、この測定位相差がタイミング引込み時に検
出した基準位相差Tbに一致するように制御する。即ち
タイミング引込み時の送信タイミング信号ST1と内部
タイミング信号FBOとの位相関係を保持するように内
部タイミング信号FBOの繰返し周期を制御する。
【0035】内部同期出力部56はレジスタ58,タイ
ミング60及び同期信号出力部62で構成される。レジ
スタ58にはPLL処理部46で求めた内部タイミング
信号FBOの出力時刻と0または1の信号状態がセット
される。同期信号出力部62はレジスタ58にセットさ
れた時刻とタイマ60の出力する時刻とが一致したとき
に、同じくセットした信号状態を出力し、内部タイミン
グ信号FBOを出力する。ここで、レジスタ58にセッ
トする時刻を増減することで内部タイミング信号FBO
の繰返し周期を自由に可変することができる。
【0036】このような内部同期出力部56としては、
図3の送信用MPUユニット22として用いるインテル
社製のMPUであるMCS−96のハイスピード出力機
能(HSO)を利用することで容易に実現できる。次に
図4に示したPLL処理部46により本発明の内部タイ
ミング信号FBOの位相制御の詳細を説明する。
【0037】図5は外部からの送信要求信号RSがオン
になったときのタイミング引込み時における基準位相差
Tbの検出原理を示した説明図である。図5において、
送信要求信号RSがオンとなった後に内部タイミング信
号FBOが時刻t0 で立上がると、この立上りは同期入
力部46で検出され、レジスタ54にタイマ52からの
時刻t0 が保持され、PLL処理部46に通知される。
内部タイミング信号FBOの立上り検出の通知を受けた
PLL処理部46は、時刻t0 を起点に所定の時間枠を
もつサンプリングウィンドウ64を設定する。
【0038】このサンプリングウィンドウ64の時間軸
方向の大きさは最も遅い送信タイミング信号ST1、即
ちデータ伝送速度2400bpsの送信タイミング信号
ST1を最低2周期分取り込める大きさとする。尚、内
部タイミング信号FBOの立上り時刻t0 とウィンドウ
64の設定時刻を図5の場合には同一としているが、必
ずしも一致させる必要はなく、立上り時刻t0 から常に
一定時間後にサンプリングウィンドウ64を設定できれ
ばよい。
【0039】送信タイミング信号ST1に対しサンプリ
ングウィンドウ64が設定されると、タイマの時刻を用
いて最初の立下り時刻t1 と次の立下り時刻t2 を検出
し、まず内部タイミング信号FBOの立上り時刻t0
送信タイミング信号ST1のウィンドウ内の最初の立下
り時刻t1 との差から位相差T0 を T0 =t1 −t0 として求める。また、内部タイミング信号FBOの立上
り時刻t0 とウィンドウ内の2つ目の送信タイミング信
号ST1の立下り時刻t2 から T1 =t2 −t0 として求める。
【0040】次に、サンプリングウィンドウ64内の立
下り時刻t1 からt2 までの送信タイミング信号ST1
の周期T2 を T2 =t1 −t0 として求める。このようにして送信タイミング信号ST
1の周期T2 が求められたならば、外部から入力される
送信タイミング信号ST1の速度は、例えば2400b
ps,4800bps,9600bpsというようにモ
デムで使用可能な何種類かが予め決まっているので、検
出された周期T2 に対応する送信タイミング信号ST1
の速度を決定する。
【0041】このように送信タイミング信号ST1の速
度が選択できたならば、選択した速度の1周期の理論値
(タイマ値)を理論周期Taを予め定められた値の中か
ら選ぶ。最終的に、内部タイミング信号FBOの立下り
時刻t0 からウィンドウ内の送信タイミング信号ST1
の最初の立下り時刻t1 までの時間差T0 を基準位相差
Tbに置き替えて、タイミング引込み時の処理を終え
る。
【0042】図6はタイミング引込み時に送信タイミン
グ信号ST1にジッタが起きていた場合の処理を示した
説明図である。図6において、送信要求信号RSがオン
となった後の内部タイミング信号FBOの立上り時刻t
0 で送信タイミング信号ST1にジッタが起きていたと
すると、位相差T0 はジッタ分だけ延びる。
【0043】そこで、位相差T0 を求めた後に周期T2
に基づいて決めている所定のデータ伝送速度の理論周期
Taと比較し、 T0 >Ta ならば、ウィンドウ設定時の送信タイミング信号ST1
にジッタが起きているものと判断し、位相差T0 から理
論周期Taを差し引いた値(T0 −Ta)を位相差T0
とし、これを最終的に基準位相差Tbに置き替える。
【0044】図7及び図8はトレーニング終了後の定常
通信状態における内部タイミング信号FBOの位相制御
を示した説明図である。この位相制御は内部タイミング
信号FBOと送信タイミング信号ST1のタイミング引
込み時の基準位相操作Tb、通常監視状態における測定
位相差Tc、及びタイミング引込み時に求めた理論周期
Taとの関係で次のモード1〜モード5に分かれる。 [モード1]モード1は基準位相差Tbと測定位相差T
cが等しいTb=Tcの場合であり、この場合には定常
通信状態でタイミング引込み時の位相関係が維持されて
いることから、内部タイミング信号FBOは現在値のま
まである。 [モード2]このモード2は図7(a)の内部タイミン
グ信号FBOの立下り時に対し、図7(c)に示すよう
にサンプリングウィンドウ64の最初の送信タイミング
信号ST1の立下りによる測定位相差Tcが図7(b)
のタイミング引込み時の基準位相差Tbより大きい場合
である。
【0045】ここで図7は、図7(b)のタイミング引
込み時の送信タイミング信号ST1の基準位相差Tbを
求めた送信タイミング信号ST1の最初の立下り位置を
相対的な原点Tbとして表わし、この原点Tbに対し測
定位相差Tcと基準位相差Tbの差(Tc−Tb)がプ
ラスの場合を右側に示し、マイナスの場合を左側に示
す。また、基準位相差Tbを相対原点とした座標軸上に
は理論周期に基づいて値がプロットされている。
【0046】ここで、図7(c)の定常時におけるモー
ド2にあっては、測定位相差Tcと基準位相差Tbの差
(Tc−Tb)がプラスで、理論周期Taが半分の値T
a/2以下のときである。この図7(c)のモード2に
ついて、図7(b)のタイミング引込み時と同じ送信タ
イミング信号ST1の内部タイミング信号FBOに対す
る位相関係を維持するためには、内部タイミング信号F
BOの次の立上りを任意時間分だけ時間軸上で延ばし
て、繰返し周期を大きくすればよい。これは内部タイミ
ング信号FBOの周波数を下げることを意味する。 [モード3]モード3は図7(d)に示す場合であり、
図7(c)のモード2の場合と同様、測定位相差Tcと
基準位相差Tbの差(Tc−Tb)はプラスであるが、
Ta/2より大きくなる。ここで、送信タイミング信号
ST1に50%を越えるジッタが生じないものと仮定す
ると、モード3の状態は本来サンプリングウィンドウ6
4に入るべき送信タイミング信号ST1の立下りがウィ
ンドウの手前に来ている場合、即ち内部タイミング信号
FBOの周期が大きすぎる場合である。従ってモード3
の場合には、内部タイミング信号FBOの繰返し周期を
縮めるように制御する。これは内部タイミング信号FB
Oの周波数を増加させることを意味する。 [モード4]このモード4は図8の(c)に示す状態で
あり、この場合には基準位相差Tbに対し測定位相差T
cが小さくなっており、従って測定位相差Tcから基準
位相差Tbを差し引いた値(Tc−Tb)はマイナスの
値になる。またモード4は(Tc−Tb)の値が−Ta
/2以上の場合である。
【0047】このようなモード4にあっては、図8
(b)のタイミング引込み時の基準位相差Tbに対し、
図8(a)の内部タイミング信号FBOの周期が長くな
っている場合であり、従って周期を短くするように内部
タイミング信号FBOを制御する。これは内部タイミン
グ信号FBOの周波数を増加させることを意味する。 [モード5]モード5は図8(d)に示すように、モー
ド4の場合と同様、基準位相差Tbに対し測定位相差T
cが小さい場合であり、測定位相差Tcから基準位相差
Tこを差し引いた値(Tc−Tb)はマイナスの値をも
っており、モード4と異なるのは−Ta/2より小さく
なっていることである。
【0048】この場合には、内部タイミング信号FBO
の繰返し周期が短くなりすぎて、サンプリングウィンド
ウ64に本来入る送信タイミング信号ST1の立上りの
1つ前の立下げがウィンドウ内に入ってしまった場合で
ある。このため、モード5にあっては、内部タイミング
信号FBOの周期を延ばすように制御する。即ち、内部
タイミング信号FBOの周波数を減少させるように制御
する。
【0049】このモード5の場合も送信タイミング信号
ST1が50%を越えるジッタが起きないことを前提と
している。図9は本発明による送信同期におけるタイミ
ング引込み状態を示したタイミングチャートであり、時
刻t1 で送信要求信号RSがオンすると、時刻t2 が送
信用の内部タイミング信号FBOの最初の立上りで基準
位相Tbを求める所謂タイミング引込みが行われてい
る。即ち、時刻t2 より1周期前の時刻t0 までの内部
タイミング信号FBOの1周期分に対する送信タイミン
グ信号ST1の位相関係を同期制御の目標値として決定
する。
【0050】時刻t2 以降については、時刻t0 〜t2
の基準同期状態を維持するようにタイミング信号FBO
の繰返し周期を増減させることになる。図10及び図1
1は図3に示した送信用MPUユニット22のプログラ
ム制御により実現される本発明の送信同期制御の詳細を
示したフローチャートである。図10において、まずス
テップS1で外部からの送信要求信号RSがあるか否
か、即ちオンか否かチェックし、送信要求信号RSがオ
ンすればステップS2に進み、内部タイミング信号FB
Oの立上りを検出する。続いてステップS3でサンプリ
ングウィンドウを設定し、位相差T0 と周期T2 を図5
に示したようにして求める。
【0051】続いてステップS5で周期T2 に対応した
データ転送速度を選択し、ステップS6で理論周期Ta
を決定する。図6に示すような送信タイミング信号ST
の位相ジッタを判定するため、位相差T0 と理論周期T
aを比較し、もし位相差T0が理論周期Taより大きけ
ればジッタありと判定し、ステップS8で位相差T0
(T0 −Ta)の値に置き替える。勿論、位相ジッタが
なければステップS8の処理は行わない。続いてステッ
プS9で既に測定した位相差T0 を基準位相差Tbに置
き替える。
【0052】引き込みが済むと図11のステップS11
に進み、定常通信状態での制御に入る。まずステップS
11で内部タイミング信号FBOの立下りを検出し、ス
テップS12でサンプリングウィンドウを設定した後、
測定位相差TcをステップS13で求める。続いてステ
ップS14で基準位相差Tbに等しいか否かチェック
し、等しければ内部タイミング信号FBOの周期制御は
行わない。
【0053】ステップS14で不一致であればステップ
S15に進み、基準位相差Tbと測定位相差Tcの大小
関係を比較する。ここで、基準位相差Tbが測定位相差
Tcより小さかった場合にはステップS16に進み、両
者の差(Tc−Tb)の値をTa/2と比較する。ステ
ップS16でTa/2以下であればモード2と判定して
ステップS17に進み、内部タイミング信号FBOの繰
返し周期TFBO を1つ増加させて周期を延ばす。ここ
で、TFBO に加える値1は、1回の処理で周期を増減さ
せるに使用する単位時間を意味しており、この単位時間
としては、応答性を高めたい場合には大きい値を使用
し、また多少応答性を犠牲にしても精度を要求したい場
合には小さい値を使用し、いずれにしてもタイマで実現
可能な最小単位時間以上の任意の値を使用する。
【0054】ステップS16で(Tc−Tb)がTa/
2より大きかった場合にはモード3と判定してステップ
S18に進み、繰返し周期TFBO を1つ減らして周期を
縮める。またステップS15で基準位相差Tbが測定位
相差Tcより大きかった場合にはステップS19に進
み、(Tb−Tc)とTa/2の大小関係を比較する。
ここで、Ta/2以下であればモード4と判定してステ
ップS20に進み、繰返し周期TFBO を1つ減らして周
期を縮める。また、ステップS19でTa/2より大き
ければモード5と判定し、ステップS21で周期TFBO
を1つ増やして周期を延ばす。
【0055】ステップS17,S18,S20またはS
21のいずれかの処理が済むと、ステップS22で送信
要求信号RSがオフか否かチェックし、送信要求信号R
SがオフになるまでステップS11からの処理を繰り返
す。尚、図3の実施例にあっては、図2に示した親局モ
デムを例にとるものであったが、子局モデム18−1〜
18−3については、親局モデム10よりセカンダリチ
ャネルに常時キャリアを送出しており、子局側でセカン
ダリチャネルのキャリアからタイミングを検出して受信
タイミング信号RTとしてデータ端末装置20に出力し
ている。
【0056】従って、送信用MPUユニット22に対す
る送信タイミング信号ST1としては、受信用MPUユ
ニット40から得られた受信タイミング信号RTをその
まま送り出せばよい。また、図3の実施例にあっては、
モデム送信部とモデム受信部では別々のMPUユニット
及びDSPユニットを使用しているが、1つのMPUユ
ニットとDSPユニットによりモデム送信部及びモデム
受信部としての機能を実現してもよいことは勿論であ
る。
【0057】更に本発明にあっては、マルチポイントシ
ステムに使用される周波数多重モデムを例にとるもので
あったが、本発明はこれに限定されず、送信用内部タイ
ミング信号を使用して受信側の同期を同時にとっている
モデムであれば適宜のモデムにつきそのまま本発明の送
信同期機構を適用することができる。
【0058】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、送信部と受信部が同じ内部タイミング信号により同
期したモデムにおいて、外部からの送信タイミング信号
に対する同期引込みについて内部タイミング信号のジャ
ンプをせずに同期引込みを行うことができ、このため送
信部で同期引込みを行っても内部タイミング信号の繰返
し周期は変化せず、受信部における受信データエラーの
発生を確実に防止できる。
【0059】また、外部からの送信タイミング信号の速
度を自動判定して内部タイミング信号への同期をとるこ
とから、モデム側においてデータ伝送速度の設定をする
必要がなく、データ伝送速度を設定するハードウェアを
削減することができる。更に本発明にあっては、送信タ
イミング信号に最大50%のジッタがあっても外部タイ
ミング信号に追随した内部タイミング同期を維持するこ
とができ、同期制御の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図
【図2】本発明が適用される周波数多重モデムを用いた
マルチポイントシステムの説明図
【図3】本発明が適用されるモデムの実施例構成図
【図4】本発明の実施例構成図
【図5】本発明のタイミング引込み時の基準位相差の検
出を示した説明図
【図6】送信タイミング信号にジッタがあった場合の基
準位相差の検出を示した説明図
【図7】本発明による定常通信状態での同期制御をモー
ド2,3について示した説明図
【図8】本発明による定常通信状態での同期制御をモー
ド4,5について示した説明図
【図9】本発明による同期制御を示したタイムチャート
【図10】本発明の同期制御を示したフローチャート
【図11】本発明の同期制御を示したフローチャート
(続き)
【図12】位相ジャンプによる従来の同期制御を示した
タイムチャート
【符号の説明】
10:親局モデム 12:通信制御プロセッサ(CCP) 14:ホストコンピュータ 16:専用回線 18:モデム 18−1〜18−3:子局モデム 20,20−1〜20−9:データ端末装置(DTE) 22:送信用MPUユニット 24:送信用DSPユニット 26:D/Aコンバータ 28,34:トランス 30:送信回線 32:受信回線 36:A/Dコンバータ 38:受信用DSPユニット 40:受信用MPUユニット 44:データバス 44:同期信号線 46:PLL処理部(位相制御手段) 48:同期入力部(同期入力手段) 50:立下り検出部 52,60:タイマ 54,58:レジスタ 56:内部同期出力部(内部同期出力手段) 62:同期信号出力部

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定のデータ伝送速度をもつ送信タイミン
    グ信号(ST)を外部から入力する同期入力手段(4
    8)と、 所定の変調速度に基づく内部タイミング信号(FBO)
    をモデム送信部及びモデム受信部の両方に出力して同期
    をとる内部同期出力手段(56)と、 外部からの送信要求に基づくタイミング引込み時に、前
    記内部タイミング信号(FBO)の変化点から前記送信
    タイミング信号(ST)の変化点までの位相差を基準位
    相差(Tb)として検出し、タイミング引込み後の定常
    通信状態では前記内部タイミング信号(FBO)の変化
    点から前記送信タイミング信号(ST)の変化点までの
    位相差を測定位相差(Tc)として求め、該測定位相差
    (Tc)を前記基準位相差(Tb)に一致させるように
    制御する位相制御手段(46)と、 を備えたことを特徴とするモデムの送信同期装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載のモデムの送信同期装置に於
    いて、前記位相制御手段(46)は、前記内部タイミン
    グ信号(FBO)の変化点を検出するごとに、少なくと
    も前記送信タイミング信号(ST)の2周期分を含むサ
    ンプリングウィンドウを設定し、該サンプリングウィン
    ドウ内での前記送信タイミング信号(ST)の変化点か
    ら前記基準位相差(Tb)および測定位相差(Tc)を
    求めることを特徴とするモデムの送信同期装置。
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載のモデムの送信同期装
    置に於いて、前記位相制御手段(46)は、前記送信タ
    イミング信号(TS)の周期から予め定めたデータ伝送
    速度を判定して対応する理論周期(Ta)を求め、該理
    論周期(Ta)、前記基準周期(Tb)および定常通信
    状態で求めた前記測定位相差(Tc)に基づいて前記内
    部タイミング信号(FBO)を制御することを特徴とす
    るモデムの送信同期装置。
  4. 【請求項4】請求項3記載のモデムの送信同期装置に於
    いて、前記位相制御手段(46)は、前記サンプリング
    ウィンドウの設定で求めた前記基準位相差(Tb)が前
    記理論周期(Ta)より長かった場合には、前記送信タ
    イミング信号(ST)に位相ジッタが起きているものと
    判定し、前記基準位相差(Tb)を理論周期(Ta)を
    差し引いた値(Tb−Ta)に修正することを特徴とす
    るモデムの送信同期装置。
  5. 【請求項5】請求項1乃至4記載のモデムの送信同期装
    置に於いて、前記同期入力手段(48)は、前記送信タ
    イミング信号の変化点を検出する変化点検出手段と、時
    刻情報を出力するタイマ手段と、前記変化点検出手段が
    得られた時の前記タイマ手段の出力値を保持して前記位
    相制御手段(46)に変化点情報として出力するレジス
    タ手段とを備えたことを特徴とするモデムの送信同期装
    置。
  6. 【請求項6】請求項1乃至5記載のモデムの送信同期装
    置に於いて、前記内部同期出力手段(56)は、前記位
    相制御手段(46)で求めた前記内部タイミング信号
    (FBO)の2値状態と各状態の出力時刻とセットする
    レジスタ手段と、時刻情報を出力するタイマ手段と、前
    記レジスタ手段の出力時刻に前記タイマ手段の時刻情報
    が一致した時に対応する内部タイミング信号(FBO)
    の状態を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする
    モデムの送信同期装置。
  7. 【請求項7】所定のデータ伝送速度をもつ送信タイミン
    グ信号(ST)を外部から入力する同期入力過程と、 所定の変調速度をもつ内部タイミング信号(FBO)を
    送信部及び受信部の両方に出力して同期をとる内部同期
    出力過程と、 外部からの送信要求に基づくタイミング引込み時に、前
    記内部タイミング信号(FBO)の変化点から前記送信
    タイミング信号(ST)の変化点までの位相差を基準位
    相差(Tb)として検出し、タイミング引込み後の定常
    通信状態では前記内部タイミング信号(FBO)の変化
    点から前記送信タイミング信号(ST)の変化点までの
    位相差を測定位相差(Tc)として求め、該測定位相差
    (Tc)を前記基準位相差(Tb)に一致させるように
    制御する位相制御過程と、 を備えたことを特徴とするモデムの送信同期方法。
  8. 【請求項8】請求項7記載のモデムの送信同期方法に於
    いて、前記位相制御過程は、前記内部タイミング信号
    (FBO)の変化点を検出するごとに、少なくとも前記
    送信タイミング信号(ST)の2周期分を含むサンプリ
    ングウィンドウを設定し、該サンプリングウィンドウ内
    での前記送信タイミング信号(ST)の変化点から前記
    基準位相差(Tb)および測定位相差(Tc)を求める
    ことを特徴とするモデムの送信同期方法。
  9. 【請求項9】請求項7記載のモデムの送信同期方法に於
    いて、前記位相制御過程は、前記送信タイミング信号
    (TS)の周期から予め定めたデータ伝送速度を判定し
    て対応する理論周期(Ta)を求め、該理論周期(T
    a)、前記基準周期(Tb)および定常通信状態で求め
    た前記測定位相差(Tc)に基づいて前記内部タイミン
    グ信号(FBO)を制御することを特徴とするモデムの
    送信同期方法。
  10. 【請求項10】請求項9記載のモデムの送信同期方法に
    於いて、前記位相制御過程は、前記サンプリングウィン
    ドウの設定で求めた前記基準位相差(Tb)が前記理論
    周期(Ta)より長かった場合には、前記送信タイミン
    グ信号(ST)に位相ジッタが起きているものと判定
    し、前記基準位相差(Tb)を理論周期(Ta)を差し
    引いた値(Tb−Ta)に修正することを特徴とするモ
    デムの送信同期方法。
  11. 【請求項11】請求項7乃至10記載のモデムの送信同
    期方法に於いて、前記同期入力過程は、前記送信タイミ
    ング信号の変化点を検出した時のタイマ手段の出力値を
    レジスタ手段に保持して前記位相制御過程に変化点情報
    として出力することを特徴とするモデムの送信同期方
    法。
  12. 【請求項12】請求項7乃至11記載のモデムの送信同
    期方法に於いて、前記同期出力過程は、前記位相制御過
    程で求めた前記内部タイミング信号(FBO)の2値状
    態と各状態の出力時刻をレジスタ手段にセットする過程
    と、前記レジスタ手段の出力時刻にタイマから出力した
    時刻情報が一致した時に対応する内部タイミング信号
    (FBO)の状態を出力する過程を備えたことを特徴と
    するモデムの送信同期方法。
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