JP3416860B2 - フレーム同期通信方法 - Google Patents

フレーム同期通信方法

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JP3416860B2
JP3416860B2 JP28027294A JP28027294A JP3416860B2 JP 3416860 B2 JP3416860 B2 JP 3416860B2 JP 28027294 A JP28027294 A JP 28027294A JP 28027294 A JP28027294 A JP 28027294A JP 3416860 B2 JP3416860 B2 JP 3416860B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はデジタルデータとフレー
ム同期用符号とよりなるフレーム情報を、1回線を使用
し直列に所定速度で送受信するフレーム同期通信方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のフレーム同期通信方法のフ
レームフォーマット例を示す図であり、従来の1回線を
使用し、直列にデジタルデータを送信する場合の一般的
なフレームフォーマットの例を示している。図4におい
て、Aの部分はフレーム同期用の符号を入れてある期間
で、Bの部分はデジタルデータを入れてある期間であ
る。図4におけるフレーム同期用の符号には、特定のパ
ターン符号が使用される。そして受信側では、この特定
のパターン符号を検出する機能をもち、この符号を検出
したとき、1フレームの先頭であると判定し、次のデー
タを順次読み取っていく。但し、この方法では、データ
の内容がフレーム同期用の特定パターン符号と一致した
場合、フレーム同期信号と誤るため、通常以下の方法が
とられている。
【0003】第1の方法としては、あらかじめデータの
内容がフレーム同期用の符号と一致しないようにデータ
の内容に制限を加えるか、または別の内容に変える処理
を行う。第2の方法としては、フレーム同期用の符号が
周期性をもっていることから、毎フレームの同じ時期
に、フレーム同期用の特定パターン符号が来ているかど
うかを判定し、時期がずれていればフレーム同期用の符
号ではないと判断する機能をもつ。このようにして送信
側の信号に同期した信号を受信することが可能である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上述
べた方法のうち、第1の方法において、入力データをフ
レーム同期用の符号と一致しないようにデータに制限を
加えることは汎用性が無く、データの内容を変えるにも
余分な回路が必要になるという問題があった。また第2
の方法において、入力データが1フレーム毎にランダム
に変化するデータであればよいが、入力データが固定的
であり、フレーム同期用の特定パターン符号と同じ場合
は、毎フレーム同じ時期にフレーム同期用の符号と同じ
データが来るため、フレーム同期用符号の周期性からフ
レーム同期用符号を判断する回路は誤動作してしまうと
いう欠点があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係るフレーム同
期通信方法は、前半の符号及び後半の符号よりなるフレ
ーム同期用符号とデジタルデータとで構成されるフレー
ム情報を直列に所定速度で送受信するフレーム同期通信
方法において、前半の符号は、0又は1がnビットに設
定された符号と、この符号と逆の1又は0がnビットに
続く1ビットに設定された符号とからなり、フレーム情
報のデジタルデータの先頭に配置され、後半の符号は、
前半の符号のnビットに設定された符号と逆の符号から
なり、デジタルデータの間に1ビット又は複数ビットず
つほぼ均等の間隔で分散配置され、デジタルデータは、
前半の符号から最初の後半の符号の間のデータビット
数、及び各後半の符号と次の後半の符号までの間のデー
タビット数をそれぞれn×2ビット未満とし、また、最
後の後半の符号と次のフレーム情報の前半の符号との間
のデータビット数をnビットとする。また、本発明のフ
レーム同期通信方法は、前半の符号は、0又は1がmビ
ットに設定された符号と、この符号と逆の1又は0が前
記mビットに続く1ビットに設定された符号とからな
り、フレーム情報のデジタルデータの先頭に配置され、
後半の符号は、前半の符号のmビットに設定された符号
と逆の符号からなり、デジタルデータの間にmビット未
満毎に1ビット又は複数ビットずつ分散配置され、か
つ、次のフレーム情報の前半の符号の直前に最後の後半
の符号が設定されている。
【0006】
【作用】本発明においては、0又は1がnビットに設定
された符号、及びこの符号と逆の1又は0がnビットに
続く1ビットに設定された符号からなる前半の符号をフ
レーム情報のデジタルデータの先頭に配置し、前半の符
号のnビットに設定された符号と逆の符号からなる後半
の符号を、デジタルデータの間に1ビット又は複数ビッ
トずつほぼ均等の間隔で分散配置し、また、デジタルデ
ータを、前半の符号から最初の後半の符号の間のデータ
ビット数、及び各後半の符号と次の後半の符号までの間
のデータビット数をそれぞれn×2ビット未満とし、最
後の後半の符号と次のフレーム情報の前半の符号との間
のデータビット数をnビットとしているので、受信側で
前半及び後半の各符号をそれぞれ検出できるようにした
場合、デジタルデータの符号に左右されることなくデジ
タルデータが取り込まれ、また、ビット単位でフレーム
情報がずれていた場合には確実に同期不一致として検出
される。また、本発明においては、0又は1がmビット
に設定された符号、及びこの符号と逆の1又は0がmビ
ットに続く1ビットに設定された符号とからなる前半の
符号をフレーム情報のデジタルデータの先頭に配置し、
前半の符号のmビットに設定された符号と逆の符号から
なる後半の符号を、デジタルデータの間にmビット未満
毎に1ビット又は複数ビットずつ分散配置し、かつ、次
のフレーム情報の前半の符号の直前に最後の後半の符号
を設定するようにしたので、受信側で前半及び後半の各
符号をそれぞれ検出できるようにした場合に、ビット単
位でずれたフレーム情報を検出したとき前半及び後半の
各符号のうち2個の誤り符号が検出されるようになり、
このため、前半及び後半の各符号の一つがノイズなどに
より反転して正常に検出される符号になったとしても、
もう一つの誤り符号によって同期不一致として検出され
る。
【0007】
【実施例】
実施例1.図1は本発明のフレーム同期通信方法の第1
のフレームフォーマット例を示す図であり、図の上部の
横一行にフレーム情報の構成例を示し、図の下部のマト
リックスに受信側におけるフレーム情報の同期ずれの例
を示している。最初に本実施例1におけるフレーム同期
用符号の構成とその配置について説明する。この例にお
けるフレーム同期用符号は、4ビットの0の連続する第
1の符号0000と、4ビットで第1の符号と符号が逆
の1が連続する第2の符号1111とを含む合計8ビッ
トの00001111とした。またデータは25ビット
とし、合計33ビットのフレーム情報とした。
【0008】次に、前記第1の符号0000と第2の符
号の先頭の1ビットの1により、フレーム同期用符号の
前半の符号00001を構成し、これをフレーム情報の
先頭に配置し、その後にデジタルデータを配置した。次
に、前記第2の符号から先頭の1ビットを除いた符号1
11によりフレーム同期用符号の後半の符号とし、この
後半の符号を1ビットずつ前記配置されたデジタルデー
タの間にほぼ均等の間隔で(この例ではデジタルデータ
が7ビット毎に)、分散して配置した。このようにして
構成されたフレーム情報の例が図1の上部の横一列に示
されており、ここでフレーム同期用の符号は0又は1で
示した位置に配置され、データは*印で示す位置に配置
されている。
【0009】また図1の下部のマトリックスにおいて、
縦位置No.1の横方向のフレーム情報は、上部に分離
して示された1フレーム情報とすべてのビット情報が一
致しており、これは受信信号の同期が合っている正しい
状態を示している。そして縦位置No.2からNo.3
3までの横方向の各フレーム情報は、1フレームの情報
が、順次1ビットずつ右側にシフトして(即ち同期がず
れて)、正しくない状態を示している。
【0010】ここで、No.1の同期が合っているフレ
ーム情報と、No.2〜No.33までの同期がずれて
いるフレーム情報とを1ビットずつ比較してみと、同期
が合っているフレーム同期用符号のいずれかの位置の情
報(0又は1)と同期がずれているフレーム内の情報
(0又は1)とが一致している箇所があったとしても、
図の太枠で示すように、No.1の同期が合っているフ
レーム同期用符号のいずれかの1ビットは、その他の同
期がずれているフレーム内の情報と必ず不一致になる。
そしてこの1ビットの不一致により、No.2〜No.
33のフレーム情報は、すべて同期ずれであることがわ
かる。従って図1のようにフレーム同期用符号を構成し
配置しておくと、送信される*印のデータはどのような
情報であっても、受信側において、フレーム同期用符号
の各位置における情報がすべて正しい情報として得られ
るタイミングを検出すれば、フレーム同期位置を誤るこ
となく正常な受信が可能となる。
【0011】図2は本発明のフレーム同期信号検出回路
の一例を示す図である。図2において、1はデータレジ
スタであり、この例では図1の1フレーム内における8
ビットのフレーム同期用符号00001111があらじ
めレジスタ内に設定されている。2は33ビットのシフ
トレジスタであり、入力端から受信信号を入力し、1フ
レーム分の情報を保持した後に、出力端から出力する。
3は排他的論理和ゲート(以下EXORと書す)であ
り、2つの入力信号が等しいときに0を出力し、入力信
号が等しくないときに1を出力する。4はインバータで
あり、入力信号の1と0を反転して出力する。5はAN
Dゲートであり、8つの入力信号がすべて1のときに出
力が1となる。
【0012】図2の回路においては、図1のフレーム同
期符号とデータを含むフレームフォーマットの情報が送
信され、受信側では、この受信信号をシフトレジスタ2
の入力端から入力する。そして同期クック信号により1
ビットずつ入力情報を右側にシフトしてゆき、出力端か
ら出力する。上記の情報シフトの過程において、正しい
同期位置の場合に、シフトレジスタ2内のフレーム同期
用符号の存在すべき位置(図2のハッチングで示された
位置)にある情報と、データレジスタ1に設定された同
期用符号がすべて一致したタイミングが検出される。
【0013】即ち8個のEXOR3に入力される2つの
入力信号がすべて等しいときには、EXOR3の出力は
すべて0になり、8個のインバータ4の出力はすべて1
になり、ANDゲート5の出力も1となる。そしてこの
ANDゲート5の出力が同期検出信号として用いられ
る。従って図2の回路を用いることにより正しいフレー
ム同期位置が検出され、正常な受信が可能となる。
【0014】実施例2.図1の第1のフレームフォーマ
ット例においては、万一、回線に雑音等が混入し、フレ
ーム同期用符号の内容が8ビットの内1ビット変えられ
てしまい、さらに他のビットで偶然にデータがフレーム
同期用符号と同じ場合には、フレーム同期用信号と誤る
ことがある。図3は本発明のフレーム同期通信方法の第
2のフレームフォーマット例を示す図であり、図1のフ
レームフォーマット例における雑音混入により同期用符
号と誤る場合の可能性をさらに低減させ得るように、フ
レーム同期用符号のビット数を増加させたフレームフォ
ーマット例を示している。
【0015】最初に本実施例2におけるフレーム同期用
符号の構成とその配置について説明する。この例におけ
るフレーム同期用符号は、6ビットの0の連続する第1
の符号000000と、6ビットで第1の符号と符号が
逆の1が連続する第2の符号111111とを含む合計
12ビットの000000111111とした。またデ
ータは25ビットとし、合計37ビットのフレーム情報
とした。次に、前記第1の符号000000と第2の符
号の先頭の1ビットの1により、フレーム同期用符号の
前半の符号0000001を構成し、これをフレーム情
報の先頭に配置し、その次にデジタルデータを配置し
た。
【0016】次に、前記第2の符号から先頭の1ビット
を除いた符号11111によりフレーム同期用符号の後
半の符号とし、この後半の符号を1ビットずつ前記配置
されたデジタルデータの間にほぼ均等の間隔で(この例
ではデジタルデータが5ビット毎に)、分散して配置し
た。このようにして構成されたフレーム情報の例が図3
の上部の横一列に示されており、ここでフレーム同期用
の符号は0又は1で示した位置に配置され、データは*
印で示す位置に配置されている。
【0017】また図3の下部のマトリックにおいて、縦
位置No.1の横方向のフレーム情報は、上部に分離し
て示された1フレーム情報とすべてのビット情報が一致
しており、これは受信信号の同期が合っている正しい状
態を示している。そして縦位置No.2からNo.37
までの横方向の各フレーム情報は、1フレームの情報が
1ビットずつ右側にシフトして(即ち同期がずれて)、
正しくない状態を示している。
【0018】ここでNo.1の同期が合っているフレー
ム情報と、No.2〜No.37までの同期がずれてい
るフレーム情報とを1ビットずつ比較してみると、同期
が合っているフレーム同期用符号のいずれかの位置の情
報(0又は1)と同期がずれているフレーム内の情報
(0又は1)とが一致している箇所があったとしても、
図の太枠で示すように、No.1の同期が合っているフ
レーム同期用符号のいずれかの2ビットは、その他の同
期がずれているフレーム内の情報と必ず不一致になる。
そしてこのいずれかのビットの不一致により、No.2
〜No.37のフレーム情報は、すべて同期ずれである
ことがわかる。即ち、受信側において、フレーム情報の
受信時に、1フレーム内で、フレーム同期用符号の特定
位置における2ビットの情報が、同時に誤って受信され
る確率はきわめて低い。従ってかりにフレーム同期用符
号の1ビットが誤って受信されたとしても、残りの1ビ
ットが正しく受信されれば、この1ビットの不一致によ
り同期ずれは検出される。
【0019】従って図3のようにフレーム同期用符号を
構成し配置しておくと送信される*印のデータはどのよ
うな情報であっても、受信側において、フレーム同期用
符号の各位置における情報がすべて正しい情報として得
られるタイミングを検出すれば、フレーム同期位置を誤
ることなく正常な受信が可能となり、信頼性の高い、フ
レーム同期通信方法が実現できる。また通常1フレーム
内で、2ビットも誤るような回線品質の悪い通信回線で
は、データそのものも誤るため、本発明が適用されるこ
とはほとんどない。
【0020】なお実施例1におけるフレーム同期用符号
00001111の代りに、1と0とを反転させた符号
11110000を用いても、同様に実施例2における
フレーム同期用符号000000111111の代りに
反転符号111111000000を用いても、全く同
様に動作する。また実施例1,2におけるフレーム同期
用符号のビット数は、8ビットと12ビットで、いずれ
も偶数であるが、本発明はこれに限定されるものではな
く、偶数でも奇数でも任意のビット数でよい。
【0021】また実施例1,2において、フレーム同期
用符号の後半の符号111,11111を1ビットずつ
デジタルデータが7ビット毎、5ビット毎の等しい間隔
となるように分散して配置した例を示したが、本発明は
これに限定されるものではない。例えば、後半の符号の
ビット数が十分にあれば、複数ビットずつ分散配置する
ようにしてもよい。ただ、フレーム同期用符号のビット
数を増加させると、同期位置検出の信頼性が向上する反
面、フレーム内のデータのビット数が減少するという不
利な面もあるので、フレーム内のデータのビット数に応
じて効率の良いフレーム同期用符号のビット数を設定す
るようにすればよい。
【0022】また1フレーム内のデジタルデータのビッ
ト数によっては、フレーム同期用符号の後半の符号を、
所定ビットずつデジタルデータが等間隔となるように分
散配置できない場合もある。例えばデジタルデータの7
ビット毎の間隔で分散配置してゆくと、最後が6ビット
や5ビットになる場合もある。この場合は、実施例2に
おけるフレーム構成では変更が可能であるが、実施例1
のフレーム構成では変更が不可能なときが多いので、そ
の場合は空の1でも0でもよいフレームビットを入れて
おく必要がある。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、0又は1
がnビットに設定された符号、及びこの符号と逆の1又
は0がnビットに続く1ビットに設定された符号からな
る前半の符号をフレーム情報のデジタルデータの先頭に
配置し、前半の符号のnビットに設定された符号と逆の
符号からなる後半の符号を、デジタルデータの間に1ビ
ット又は複数ビットずつほぼ均等の間隔で分散配置し、
また、デジタルデータを、前半の符号から最初の後半の
符号の間のデータビット数、及び各後半の符号と次の後
半の符号までの間のデータビット数をそれぞれn×2ビ
ット未満とし、最後の後半の符号と次のフレーム情報の
前半の符号との間のデータビット数をnビットとしてい
るので、受信側で前半及び後半の各符号をそれぞれ検出
できるようにした場合、デジタルデータの符号に左右さ
れることなく、デジタルデータが取り込まれ、また、ビ
ット単位でフレーム情報がずれていた場合には確実に同
期不一致として検出される。また、本発明によれば、0
又は1がmビットに設定された符号、及びこの符号と逆
の1又は0がmビットに続く1ビットに設定された符号
とからなる前半の符号をフレーム情報のデジタルデータ
の先頭に配置し、前半の符号のmビットに設定された符
号と逆の符号からなる後半の符号を、デジタルデータの
間にmビット未満毎に1ビット又は複数ビットずつ分散
配置し、かつ、次のフレーム情報の前半の符号の直前に
最後の後半の符号を設定するようにしたので、受信側で
前半及び後半の各符号をそれぞれ検出できるようにした
場合に、ビット単位でずれたフレーム情報を検出したと
き前半及び後半の各符号のうち2個の誤り符号が検出さ
れるようになり、このため、前半及び後半の各符号の一
つがノイズなどにより反転して正常に検出される符号に
なったとしても、もう一つの誤り符号によって同期不一
致として検出され、信頼性の高いフレーム同期を得るこ
とができる。このため、従来のように受信側において何
十フレーム、或いは何百フレームの信号を受信して統計
的手法により同期符号を抽出していた複雑な機能が不要
になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフレーム同期通信方法の第1のフレー
ムフォーマット例を示す図である。
【図2】本発明のフレーム同期信号検出回路の一例を示
す図である。
【図3】本発明のフレーム同期通信方法の第2のフレー
ムフォーマット例を示す図である。
【図4】従来のフレーム同期通信方法のフレームフォー
マット例を示す図である。
【符号の説明】
1 データレジスタ 2 シフトレジスタ 3 EXOR 4 インバータ 5 ANDゲート

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前半の符号及び後半の符号よりなるフレ
    ーム同期用符号とデジタルデータとで構成されるフレー
    ム情報を直列に所定速度で送受信するフレーム同期通信
    方法において、前記前半の符号は、0又は1がnビットに設定された符
    号と、この符号と逆の1又は0が前記nビットに続く1
    ビットに設定された符号とからなり、前記フレーム情報
    のデジタルデータの先頭に配置され、 前記後半の符号は、前記前半の符号のnビットに設定さ
    れた符号と逆の符号からなり、前記デジタルデータの間
    に1ビット又は複数ビットずつほぼ均等の間隔で分散配
    置され、 前記デジタルデータは、前記前半の符号から最初の前記
    後半の符号の間のデータビット数、及び各後半の符号と
    次の後半の符号までの間のデータビット数をそれぞれn
    ×2ビット未満とし、また、最後の後半の符号と次のフ
    レーム情報の前半の符号との間のデータビット数をnビ
    ットとすることを特徴とするフレーム同期通信方法。
  2. 【請求項2】 前記前半の符号は、0又は1がmビット
    に設定された符号と、この符号と逆の1又は0が前記m
    ビットに続く1ビットに設定された符号とからなり、前
    記フレーム情報のデジタルデータの先頭に配置され、前
    記後半の符号は、前記前半の符号のmビットに設定され
    た符号と逆の符号からなり、前記デジタルデータの間に
    前記mビット未満毎に1ビット又は複数ビットずつ分散
    配置され、かつ、次のフレーム情報の前半の符号の直前
    に最後の後半の符号が設定されていることを特徴とする
    請求項1記載のフレーム同期通信方法。
  3. 【請求項3】 前記フレーム同期用符号の前半の符号を
    00001又は11110とし、分散配置された後半の
    符号を1又は0とした請求項1記載のフレーム同期通信
    方法。
  4. 【請求項4】 前記フレーム同期用符号の前半符号を0
    000001又は1111110とし、分散配置された
    後半の符号を1又は0とした請求項記載のフレーム同
    期通信方法。
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