JPH0191539A - フレーム同期方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は基幹伝送系、公衆網、加入者系等のディジタル
伝送系に用いられるフレーム同期方法に関する。

〔従来の技術〕

伝送媒体として光ファイバを用いた伝送技術の進展は目
覚ましいものがあり、伝送情報量としては数百Ｍｂｐｓ
〜数Ｇｂｐｓ程度の伝送が可能になりつつある。大容量
化されたディジタル伝送系を有るだけ簡単にして、回路
の小規模化、簡易化ｔ−はかっている。その１つの方式
として、ビット単位の時分割多重方式があり、第３図は
この多重方式の−船釣なフレーム構成図である。同図に
おいては、ｌフレームはにビットで構成され、１フレー
ムをビット単位でにチャネルに分け、そのうちの１チヤ
ネルをフレームチャネルに割力当てており、Ｆはフレー
ムチャネル、＃１〜４に−１はビット単位全国大会講演
論文集分冊２に明石文雄他によって発表された′″ｌ２
Ｇｂｐｓ光ループ型ＬＡＮの構成ニア４頁に記載されて
いる。この方式においては、ビット多重するときに固有
フレームパターンが１ビットずつ数フレーム単位にフレ
ームチャネルＦに挿入されており、同期検出においては
、チャネル単位にデータを分離した後任意のチャネルか
ら分離された信号列が挿入した固有フレームパターンと
一致するかどうかでフレームチャネルを検出し同期検出
を行なっている。

また、他の方法としてフレームをサブフレーム単位に分
ケ、フレームパターンを谷サブフレームに分散させる方
式があり、Ｗ、４図はその方式の一般的なフレーム構成
図である。同図においては、１フレ一ムｉＬ個のサブフ
レームに分け、各サブフレームは１ビット単位であり、
１フレームは（ＩｘＬ）ビットの構成になっており、各
サブフレームの先頭１ビットに順次にフレームパターン
が１ビットずつ挿入されている。Ｆｉ（ｉ＝１．２・・
・・・・Ｌ）は各サブフレームの先頭１ビットに挿入さ
れるフレームビット、＃１〜＃Ｌは１ビット単位のサブ
フレームを示す。この技術については、昭和５８年研究
実用化報告第３２巻第３号に吉開範章他によって発表さ
れた″”Ｆ−４００Ｍ方式端局中継装置の設計と特性”
、５９７頁〜６０８頁に記載されている。

この方式においては、Ｆｌｅ　Ｌ　＊　Ｆ３・・・・・
・ＦＬ−１゜ＦＬがフレームパターンとなっており、同
期検出においては、分離された信号列からＦ、、Ｆ２．
Ｆ。

・・・・・・ＦＦ’　なるフレームパターンを検出する
Ｌ−１，Ｌ ことによって同期検出を行なっている。フレームパター
ンをフレームビットであるＦ１〜ＦＬの全てに挿入する
必要はなく、例えば、フレームパターンがフレームビッ
トＦＩ　Ｌ　Ｆｌ　ａ　Ｆ５・・・・・・に挿入されて
いる場合には残りのフレームビットＦ２　。

Ｐａ　ｔＦ＠　ｔ”用いて伝送路監視用モニタやサービ
スモニタ等の情報を伝送することも可能である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第３図に示されるように、ビット多重万代においては、
フレームチャネルＦとして、１フレームにビット中１ビ
ットヲ使用している。回路の小規模化、簡易化をはかる
ためには、１フレームを構成するＫの長さはあまり大き
くすることはできないため、伝送データ量におけるフレ
ームパターンの信号量が１７にと大きくなっている。こ
のオーバーヘッドは伝送谷：ｉｅ増大高速化するに従っ
て大きくなることが予想され、更にシステムの信頼性や
サービス性等を考えると、伝送路監視モニタやサービス
モニタ等の情報を伝送するチャネルも必要となり、この
傾向は著しく増大することになる。

また、第４図に示されるように、フレームをサブフレー
ム単位に分け、フレームパターン’に各サブフレームに
分散させる方式においては、固有なフレームパターンで
あるＦｌｅ　Ｆｌｔ　Ｆｌ・・・・・・ＦＬと一致する
信号列を分離された信号列から検出することにより同期
検出を行ない、フレーム同期およびサブフレーム同期の
確保を行なっている。フレームビットＦ１〜ＦＬ内に伝
送路監視モニタやサービスモニタ等の情報を挿入して伝
送した夛１フレーム内のサブフレーム数りや、サブフレ
ームの構成ビット数Ｉを増やすことにより、回路の複雑
さを増すことなく、伝送データ量に対するオーバーヘッ
ドが少ない情報伝達が可能になる。

しかしながら、−度同期が外れた場合には、フレームパ
ターンであるＦｌ、Ｆ、、Ｆ３・・・・・・ＦＬ　−Ｉ
ＦＬと一致する信号列を分離された信号列から検出する
ためには、最悪１フレ一ム間のハンティングが必要とな
るために、同期復帰を行うまでにかかる最悪の同期時間
はＬＸＩＸＩフレーム（Ｓｅｃ、）となり、サブフレー
ム数りやサブフレーム構成ビット数工が大きくなってし
まうと、−度同期が外レテカラフレームパターンＦ１　
ｅ　Ｆ２　ｒ　ＦＭ・・・・・・・・・ＦＬ−１，ＦＬ
ｋ検出するまでにかかる平均時間が犬きくなっていた。

したがって、本発明は回路規模の増大、複雑さを増すこ
となく、伝送データ量に対するフレームパターン信号量
のオーバーヘラドラ少なくシ、フレームパターンの検出
が容易でかつ、同期復帰にかかる平均時間を縮少するこ
とができる高速大容量の伝送系に適したフレーム同期方
法を提供することを課題とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明のフレーム同期方法は、Ｎ個のサブフレームに分
割され各サブフレームがワード多重されているフレーム
において、フレーム同期用に各サブフレームの１ワード
を割り当て、各１ワードのうちの１ビットを使用し、フ
レーム同期用パターンとして生成多項式から生成される
１ワードＮビットからなる巡回符号を分散挿入し、前記
ワードの未使用ビットにチャネル識別情報を挿入する。

また、本発明のフレーム同期方法は、前記ワードにフレ
ームヘッダビットを挿入し、または、フレーム同期用パ
ターンとして使用する巡回符号のワード長をＮ／Ｉ（Ｉ
はＮの約数）ビットとし、前記巡回符号を前記ワードの
うちのＩワード毎に１ビットずつ分散挿入する。

更に、本発明のフレーム同期方法は、前記ワードにフレ
ームヘッダピットを挿入し、同時にフレーム同期用パタ
ーンとして使用する巡回符号のワード長をＮ／Ｉ（Ｉは
Ｎの約数）ビットとし、前記巡回符号を前記ワードのう
ちのＩワード毎に１ビットずつ分散挿入する構成である
。

（実施例） 本発明の実施例について説明する前にまず巡回符号につ
いて簡単に説明する。−収約に符号語を（ＡＯＡＩＡ２
・・−・・Ａｎ−１）としたとき、ＡＱ　ｆ　ｎ−１次
、Ａ１をｎ　−２次、・・・・・・、Ａ　ｎ　−１を０
次に対応させて、符号多項式Ｆ　（Ｘ）　ｆｔ Ｆ　（Ｘ）　＝Ａｎ−ｓ　＋Ａｎ　−２Ｘ＋Ａ　ｎ−ｓ
　Ｘ２　＋・・−−−＋Ａ　ＩＸｎ′＋ＡＯＸｎ−”　
　　　　　　Ｈ＋＋＋＋＋ｍ　　（１１と表すことがで
きる。ここで符号長はｎであり、時間的には高次の項Ａ
Ｏが最初に規れ、順次低次の万へと進み、最後にＡ　ｎ
−１が現れるものとする。

ここで、符号長８．符号語として（ＣＩＣ２Ｃ３・・・
Ｃ７Ｃ３）　　を選んだとすると、符号多項式Ｆ（Ｘｌ
は７次の多項式で表すことが可能である。つｔｎ、湧仁
Ｃ８＋Ｃ７Ｘ＋Ｃ６Ｘ”＋Ｃ５Ｘ”＋０４Ｘ’　＋Ｃ３
Ｘ’＋Ｃ２Ｘ’　＋ＣＩＸ’　　　　　　　＝・（２）
例えば、生成多項式〇（Ｘｉとして３次の多項式を選び Ｇ（３）＝１＋Ｘ＋ρ＋ρ　　　　　　　　・・・・・
・・・・　（３）とした場合、 Ｆ（３）＝Ｑ囚Ｇ（Ｘ）　　　　　　　　　　・・・・
・・・・・　（４）を満足するＱ（３）なる多項式が存
在すれば、式（２）の多項式は式（３）の生成多項式か
ら生成されたことになる。ここで多項式Ｑ（Ｘ）として
、入力ビット’？ｌＩ＝　（１０１１）全係数とする多
項式 ％式％（５） を選び、２を法とする体を仮定すれば、）゛（３）＝Ｑ
（Ｘ）Ｇ（３） ＝（１＋Ｘ＋Ｘ”　　）・（１＋Ｘ＋Ｘ雪＋ＸＳ　）＝
１　＋Ｘ３　＋ＸＩ　＋Ｘ藝　　　　　　・・・・・・
・・・　（６）となり、符号語 ＷＯ＝（０１１０１００１）　　　　　・・・・・・・
・・　（７）が入力ビット列Ｉ＝（１０１１）　　から
生成されたことになる。

更に、刊行物１「符号理論」（宮用洋、岩垂好裕、今井
秀樹著、昭晃堂、１９４頁〜１９７頁）”に示されてい
るように、２を法とする体において、一般にｎｔ−符号
長とした時、生成多項式〇（Ｘ）が冷＋１を割切るＧ（
３）から生成される符号語は巡回符号をなす。従って、
式（３）の生成多項式は、（Ｘ”　＋　１　）／Ｇ（Ｘ
）＝　（Ｘ’　＋　１　）　／　（Ｘ”＋Ｘ”＋Ｘ＋１
）＝Ｘｌ＋Ｘ４　＋Ｘ＋１ ・・・・・・・・・　（８） トナリ、Ｘ畠＋１　ｆ　Ｘ’　＋　Ｘ４　＋　Ｘ　＋　
１　テ割切ル。

よって、式（３）の生成多項式から生成される符号長８
の符号語は巡回符号となる。即ち、式（７）の符号語に
おいて 式（９）で示された行列Ｗの各行成分は符号長８の巡回
符号とな）、 Ｗ１＝（０１１０１００１）　　　　・・・（１０−１
）Ｗ２＝（１１０１００１０）　　　　・・・（１０−
２）Ｗ３＝（１０１００１０１）　　　　・・・α０−
３）Ｗ４＝（０１００１０１１）　　　　・・・（１０
−４）Ｗ５＝（１００１０１１０）　　　　・・・（１
ｏ−５）Ｗ６＝（００１０１１０１）　　　　・・・（
１０−６）Ｗ７＝（０１０１１０１０）　　　　・・・
α０−７）Ｗ８＝（１０１１０１００）　　　　・・・
（１０−８）としたとき、ｗｌ、ｗ２．・・・・・・Ｗ
７．Ｗ＄を係数とする符号多項式は、式（３）の生成多
項式で割切れることになる。

第１図は本発明のフレーム同期方法の一実施例を示す図
である。同図のフレームはｌワード８ビットのワード多
重、１７レームは８個のサブフレームから構成されてい
る。各サブフレームの先頭１ワードはフレーム同期用チ
ャネル（Ｈチャネル）として使用されており、各Ｈチャ
ネルの先頭ビットには、例えば、式（１０−１）で示し
たワード長８ビットの巡回符号Ｗ１が１ビットずつ分散
挿入されている。また、フレームの先頭サブフレームか
ら取り出されたフレーム同期用チャネルＨ。

の残シフビットには、フレームチャネルの識別情報（Ｉ
Ｄチャネル）が挿入される。この識別情報としては、例
えば、シーケンシャル番号が考えられ、この場合識別可
能なフレームチャネル数は２７＝１２８となる。また、
フレーム同期用チャネルＨ８の未使用ピットｔ−用いる
ことにより、識別可能なフレームチャネル数を増大させ
ることも可能となる。

第２図は本発明のフレーム同期方法の他の実施例を示す
図である。同図のフレームにおいても、１ワード８ビッ
トのワード多重、１フレームは８個のサブフレームから
構成されている。各サブフレームの先頭１ワードはフレ
ーム同期用チャネル（Ｈチャネル）として使用されてお
り、各Ｈチャネルの先頭ビットには、例えば、式（１０
−１）で示した巡回符号Ｗ１が１ビットずつ分散挿入さ
れている。また、フレームの先頭サブフレームから取力
出されたフレーム同期用チャネルＨ，の残り７ビットの
うち、６ビットにはフレームチャネルの識別情報（ＩＤ
チャネル）が、１ビットにはフレームヘッダ情報が挿入
される。

なお、第１図及び第２図のフレームにおいて、サブフレ
ーム数を１６とし、ワード長８ビットの巡回符号Ｗ１ｉ
２サブフレーム毎に１ビットずつ分散挿入することも可
能である。

以下にｇ１図及び第２図で示されたフレームにおける同
期検出について説明する。本フレームを用いた場合、同
期検出はフレーム内に分散挿入されている巡回符号の性
質を用いて行うことが可能となり、これは良好な同期復
帰特性の確保を可能とする。つまフ、非同期状態におい
ては、まず１フレーム内から巡回符号が分散挿入された
周期を有するクロック信号（ＦＯ）に同期してデータ信
号を取り出し、この分離信号列から構成される符号多項
式と、式（３）で示された生成多項式の割り算を行い、
その剰余を調べる。剰余が非零であるならば、分離クロ
ック信号（ＦＯ）の位相′ｆ、１ピットシフトし、この
処理を剰余零とムるまで保〃返す。剰余零はフレーム同
期用パターンである巡回符号群の検出を意味する。つま
り、サブフレーム同期が確保されたことになる。サブフ
レーム同期の確保後、分離信号列から巡回符号Ｗ１を検
出することにより、フレームの先頭を檀出しフレーム同
期の確保を行う。第２図のフレームにおいては、フレー
ムヘッダ情報を用いてフレーム同期の確保を行うことも
可能となる。これにより、非同期状態に陥り同期状態に
復帰するまでの最悪ノ蔦ンテイング回数は（サブフレー
ム長−１）回となり、犬幅な同期特性の改善が期待でき
る。

更に、高速伝送系における多重方式としては、簡易な回
路構成となるビット多重方式が適用される場合が多いと
考えられる。この際には、第１図及び第２図で示したフ
レーム系利金そのままビット多重して送信し、受信側に
おいては受信系列がビット底開されたある１系列のフレ
ーム同期を確保した後、谷フレームに挿入されているフ
レームチャネル識別情報（ＩＤチャネル）を用いて、速
やかに高速伝送系の同期確保が可能となる。

以上、ワード長８ビット、３次の生成多項式を用いた場
合金側に挙げて説明したが、本発明はこれらの組合せに
限られるものではなく多種多様な組合せが考えられる。

また、フレーム同期用チャネル（Ｈチャネル）の空きビ
ットには、伝送路監視情報等の付加情報を挿入すること
も可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、同期検出が容易
で、同期処理の低速化が図られ、また高次群データで特
にフレーム構成を意識することなく系全体の状態把握が
可能となフ、更には平均非同期継続時間を従来構成によ
る同期方法に比べ著しく改善できる。

このように高速・大容量な伝送系に適した同期方法であ
るため、−層高速・大容量化される伝送系への応用にそ
の活用が期待されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例におけるフレーム構
成を示す図、第３図及び第４図は従来例を説明するため
の図である。 代理人　弁理士　　内　原　　　音

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｎ個のサブフレームに分割され各サブフレームが
   ワード多重されているフレームにおいて、フレーム同期
   用に各サブフレームの１ワードを割り当て、各１ワード
   のうちの１ビットを使用し、フレーム同期用パターンと
   して生成多項式から生成される１ワードＮビットからな
   る巡回符号を分散挿入し、前記ワードの未使用ビットに
   チャネル識別情報を挿入することを特徴とするフレーム
   同期方法。
2. （２）前記ワードにフレームヘッダビットを挿入するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフレーム同
   期方法。
3. （３）フレーム同期用パターンとして使用する巡回符号
   のワード長をＮ／Ｉ（ＩはＮの約数）ビットとし、前記
   巡回符号が前記ワードのうちのＩワード毎に１ビットず
   つ分散挿入されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項または第２項記載のフレーム同期方法。