JPH04301943A - フレーム同期回路 - Google Patents

フレーム同期回路

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JPH04301943A
JPH04301943A JP3087382A JP8738291A JPH04301943A JP H04301943 A JPH04301943 A JP H04301943A JP 3087382 A JP3087382 A JP 3087382A JP 8738291 A JP8738291 A JP 8738291A JP H04301943 A JPH04301943 A JP H04301943A
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JP
Japan
Prior art keywords
circuit
correlation
frame synchronization
signal
symbol timing
Prior art date
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Pending
Application number
JP3087382A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhiro Asano
勝洋 浅野
Kenzo Urabe
健三 占部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
Application filed by Kokusai Electric Corp filed Critical Kokusai Electric Corp
Priority to JP3087382A priority Critical patent/JPH04301943A/ja
Publication of JPH04301943A publication Critical patent/JPH04301943A/ja
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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バースト状のフレーム
単位でデータの授受を行うデータ通信において受信側に
設備されるフレーム同期回路の改良に関するものである
【0002】
【従来の技術】一般に、フレーム単位でデータの授受を
行うデータ通信におけるフレーム同期回路は、所定のフ
レーム同期信号を検出しフレーム同期タイミングを得る
目的で受信側に設備される。ところで、フレームがバー
スト状に伝送される場合、シンボルのタイミング同期が
完全に確立しないうちにフレーム同期パターンの受信が
開始される場合がある。
【0003】上記のようなバースト状のデータ通信に供
するフレーム同期回路として従来は、受信信号を1シン
ボルあたりN回オーバーサンプリングし、そのサンプリ
ング毎にリアルタイムでフレーム同期参照信号と相関を
とり、その相関値が設定しきい値以上となった時をフレ
ーム同期候補タイミングとし、それを足がかりにシンボ
ルタイミングも同期させるという方法などがある。図2
は従来のフレーム同期回路の一構成例図である。図2を
用いてその動作説明を簡単に行う。
【0004】図中21はクロック抽出回路であって受信
信号からシンボルタイミングクロックを抽出し該シンボ
ルタイミングクロックのN倍の速度を持つN倍オーバー
サンプリングクロックを生成して出力する。22はオー
バーサンプリング回路で、受信信号をクロック抽出回路
21からのN倍オーバーサンプリングクロック信号でサ
ンプリングしサンプリング受信信号を作り出す。23は
相関回路で該サンプリング受信信号を入力しフレーム同
期参照信号との相関値を計算する。この相関回路23は
、大きくわけてデータ設定部と演算部とからなる。まず
データ設定部は、サンプリング受信信号を入力するM段
シフトレジスタと、フレーム同期参照信号が記憶されて
いるXビット×M段レジスタ(以下フレーム同期参照信
号レジスタ)で構成される。ここでMは、フレーム同期
信号のシンボル数、Xは変調方式,同期方式などから決
定される値である。演算部では1シンボルあたり次の(
1)式による内積演算(積和演算により実行)が行われ
N個の相関値cniを得て出力される。   (X・Lni)=cni            
              …………………(1)但
し、X=(X1 ,X2 ,……,XM )Ln,i 
=(Ln,i ,Ln,i+1 ,……,Ln,i+M
−1 )i:シンボル系列番号 n:オーバーサンプリング位相番号 l≦n≦N 24はフレーム同期制御回路であって、相関回路23か
らのN個の相関値cniと所定のフレーム同期判定用し
きい値とを比較してcniが該しきい値より大きい場合
、フレーム同期候補とみなしそのサンプリング位相番号
n及びフレーム同期位置情報iを記憶しておき、それを
もとに前方保護,後方保護などの公知のアルゴリズムを
用いて同期,非同期の判定を行い同期判定時には当該の
フレーム同期位置情報iとサンプリング位相番号nに同
期した同期後シンボルタイミングクロック信号とフレー
ム同期信号とを出力する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし前記従来の方法
では、N倍オーバーサンプリングの各サンプル毎に長さ
Mシンボルの区間の相関値cniを演算しなければなら
ず、M,Nの増加とともにその演算速度も必然的に高く
する必要があり、データ伝送速度が大きい場合消費電力
の増加や、ハードウェア実現が困難になるという問題が
ある。また演算量を減らすためNを小さくした場合には
、サンプリング位相の調整精度が粗くなり、同期はずれ
の可能性が高くなる等の問題が生じてしまう。本発明は
、前記従来の方法における消費電力,回路規模,同期精
度の問題を取り除きかつ、高速のバースト状データ通信
時におけるフレーム同期動作にも対応することのできる
フレーム同期回路を提供することが目的である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のフレーム同期回
路は、受信信号からシンボルタイミングクロックを抽出
し、該シンボルタイミングクロック信号と、該シンボル
タイミングに対し相対的に±(n/N)×T(但し、N
はN>1なる自然数、nはn>(N/2)なる自然数、
Tはシンボル周期)の位相だけオフセットした2n個の
オフセットシンボルタイミングクロック信号とからなる
合計(2n+1)個の間欠オーバーサンプリングクロッ
ク信号を出力するクロック抽出回路と、受信信号を入力
し、上記間欠オーバーサンプリングクロック信号のタイ
ミングで該受信信号をサンプリングする間欠オーバーサ
ンプリング回路と、1シンボル長受信する毎に、上記間
欠オーバーサンプリング回路からの出力の内前記シンボ
ルタイミングクロック信号によるサンプル結果とフレー
ム同期参照信号とを入力しその相関値c0 を出力する
粗相関回路と、上記間欠オーバーサンプル回路からの出
力の内前記2n個のオフセットシンボルタイミングクロ
ック信号によるサンプル結果と上記フレーム同期参照信
号との相関演算を行い2n個の相関値c−n, c−(
n−1),……,c−2, c−1, c1 ,c2 
,……,c−n−1,cn を出力する密相関回路と、
上記相関値c0 と所定のフレーム同期判定用仮しきい
値cthとを比較し相関値が該しきい値よりも大きいと
きにのみ該相関値と密相関回路から得られる上記n個の
相関値とからなる合計(2n+1)個の相関値c−n,
 c−(n−1),……,c−2, c−1, c0 
,c1 ,c2 ,……,cn−1 ,cn の中から
最大値を与える最大相関値を検出し、該最大相関値に対
応する間欠オーバーサンプリングクロック信号を同期後
シンボルタイミングクロック信号として該信号に同期し
たフレーム同期信号とともに外部へ出力するフレーム同
期制御回路とを備えたことを特徴とするものである。
【0007】
【実施例】図1は本発明によるフレーム同期回路の一構
成例図である。図において、11はクロック抽出回路、
12は間欠オーバーサンプリング回路、13は粗相関回
路、14は密相関回路、15はフレーム同期制御回路で
ある。また、図3は本発明のフレーム同期動作例を示す
タイムチャートである。
【0008】
【作用】次に図1及び図3を用いて動作の流れを説明す
る。まずクロック抽出回路11では、受信信号からシン
ボルタイミングクロックを抽出し該シンボルタイミング
クロック信号と該シンボルタイミングに対し相対的に±
(n/N)×Tの位相だけオフセットした2n個のオフ
セットシンボルタイミングクロック信号とからなる合計
(2n+1)個の間欠オーバーサンプリングクロック信
号を間欠オーバーサンプリング回路12とフレーム同期
制御回路15とに出力し続ける。間欠オーバーサンプリ
ング回路12は、受信信号を上記シンボルタイミングク
ロックでサンプリングしたデータを粗相関回路13へ、
また、上記2n個のオフセットタイミングでサンプリン
グした2n個のデータの組を密相関回路14へ、それぞ
れ出力する。粗相関回路13では前記シンボルタイミン
グクロックでサンプリングしたデータとフレーム同期参
照信号との相関値c0 を計算する。すなわち粗相関回
路13では1シンボルあたり(1)式においてn=0に
相当する次式の内積演算式(2)の積和演算を行い相関
値c0 を得る。   (X・L0,i )=c0           
              …………………(2)但
し、X=(X1 ,X2 ,……,XM )L0,i 
=(L0,i ,L0,i+1 ,……,L0,i+M
−1 )この相関値c0 はフレーム同期制御回路15
に入力されて所定のフレーム同期判定用仮しきい値ct
hと比較され、該しきい値よりも大きい場合にのみ密相
関回路11を起動する。
【0009】密相関回路14では2n組の候補信号列L
−n,l−(n−1),……L−2,L−1,L1 ,
L2 ,……,Ln−1 ,Ln とフレーム同期参照
信号との相関演算を行うことにより、2n個の相関値c
−n,i,c−(n−1), , ……,c−2, i
 ,c−1, i ,c1,i ,c2,i ,……,
cn−1,i ,cn,i (計算式は(2)式と同様
)をフレーム同期制御回路15に出力する。最後にフレ
ーム同期制御回路15で上記相関値c0 を含めた計(
2n+1)個の相関値の中の最大値を検出して、それに
対応する同期後シンボルタイミングクロック信号とこれ
に同期したフレーム同期信号とを出力する。
【0010】ここで、具体例としてn=1の場合につい
て粗相関回路13と密相関回路14の機能関係を図3に
示す動作タイムチャート例を用いて説明する。図3にお
いて、最上段は受信信号aであり、次段はその送信側で
の真のシンボルタイミングクロック信号bを示している
。さて、クロック抽出回路11では、図3の第3段から
第5段に示すように上記受信信号aより2n+1(=3
)個の間欠オーバーサンプリングクロック信号c,d,
eを出力する。ここで、相関値は図3の第6段fに示す
ように鋭いピーク特性を示すものとするとフレーム同期
信号の受信終了直後の時点で最大となるが、バースト受
信の先頭でまだシンボル同期が不完全である場合シンボ
ルタイミングクロック信号cと送信側の真のシンボルタ
イミングクロック信号bとの間で位相のずれがあるため
相関値c0 は相関値の最大点にはならない。
【0011】しかしながら、所定しきい値cthを適切
に選定することにより、相関値c0 フレーム同期信号
の受信終了直後で確実にしきい値cthを超えかつ当該
の時点以外ではcthを超えないように構成できる。そ
こで、c0 がしきい値cthを超えた時点でフレーム
同期制御回路15により密相関回路14が起動され、オ
フセットシンボルタイミングクロック信号d,eでサン
プリングしたデータによる相関値c−1,c1 が密相
関回路14で計算されてフレーム同期制御回路15へ供
給される。次にフレーム同期制御回路15では上記3つ
の相関値c0 ,c−1,c1 の中から最大相関値(
図3の例ではc−1)を決定し、間欠オーバーサンプル
クロック信号c,d,eの中から該最大相関値に対応す
る信号(図3の例ではd)を選択し、同期後シンボルタ
イミングクロック信号gとしてその信号gに同期したフ
レーム同期信号hとともに外部へ出力される。
【0012】ここで、本発明の構成と従来方式の構成と
を1フレーム当たりの相関演算に必要となる積和演算回
数を比較してみる。今、フレーム同期シンボル数をM、
1フレームのシンボル数をK、オーバーサンプル数をN
、候補タイミング数を2nとおくと、従来のN倍オーバ
ーサンプリングによる方法では1フレーム当たりの演算
回数は〔K×M×N〕回となる。一方、本発明の方式で
は前記の動作から明らかな通り、c0 がしきい値ct
hを超えるまでは、専ら粗相関回路13による相関値計
算が最大Kシンボル分続き、cthを超えた時点で密相
関回路14が起動され、さらに2n回の相関値計算が追
加されるのみであるから1フレーム当たりの演算回数は
〔(K+2n)×M〕回となる。従って本発明の方式の
方が一般に積和演算回数が小さく、特にnを比較的小さ
く設定することにより本発明の構成の方が著しく小さく
なる。例えば具体例として、M=16、K=256、N
=8、n=1の場合、従来方式では215=32768
回の積和演算が必要であるのに対し、本方式を採用した
場合4128回の積和演算回数(従来比約1/8)でよ
く、しかも従来方式と同等の精度が得られることがわか
る。
【0013】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、従来方式で問題となる消費電力の増大,回路規模
の拡大,同期精度の問題などを取り除くことができるた
め極めて大きい効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフレーム同期回路の一構成例図
【図2
】従来のフレーム同期回路の一構成例図
【図3】本発明
のフレーム同期動作のタイムチャート
【符号の説明】
11  クロック抽出回路 12  間欠オーバーサンプリング回路13  粗相関
回路 14  密相関回路 15  フレーム同期制御回路 21  クロック抽出回路 22  オーバーサンプリング回路 23  相関回路 24  フレーム同期制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  受信信号からシンボルタイミングクロ
    ックを抽出し、該シンボルタイミングクロック信号と、
    該シンボルタイミングに対し相対的に±(n/N)×T
    (但し、NはN>1なる自然数、nはn>(N/2)な
    る自然数、Tはシンボル周期)の位相だけオフセットし
    た2n個のオフセットシンボルタイミングクロック信号
    とからなる合計(2n+1)個の間欠オーバーサンプリ
    ングクロック信号を出力するクロック抽出回路と、前記
    受信信号を該クロック抽出回路からの間欠オーバーサン
    プリングクロック信号のタイミングでサンプリングする
    間欠オーバーサンプリング回路と、1シンボル長受信す
    る毎に、該間欠オーバーサンプリング回路からの出力の
    内前記シンボルタイミングクロック信号によるサンプル
    結果とフレーム同期参照信号との相関演算を行い相関値
    c0 を出力する粗相関回路と、前記間欠オーバーサン
    プル回路からの出力の内前記2n個のオフセットシンボ
    ルタイミングクロック信号によるサンプル結果と前記フ
    レーム同期参照信号との相関演算を行い2n個の相関値
    c−n, c−(n−1),……,c−2, c−1,
     c1 ,c2 ,……,c−n−1,cn を出力す
    る密相関回路と、前記粗相関回路からの相関値c0 と
    所定のフレーム同期判定用仮しきい値cthとを比較し
    相関値が該しきい値よりも大きいときにのみ該相関値と
    前記密相関回路から得られる2n個の相関値とからなる
    合計(2n+1)個の相関値c−n, c−(n−1)
    ,……,c−2, c−1, c0 ,c1 ,c2 
    ,……,cn−1 ,cn の中から最大値を与える最
    大相関値を検出し、該最大相関値に対応する間欠オーバ
    ーサンプリングクロック信号を同期後シンボルタイミン
    グクロック信号として該信号に同期したフレーム同期信
    号とともに出力するフレーム同期制御回路とを備えたフ
    レーム同期回路。
JP3087382A 1991-03-28 1991-03-28 フレーム同期回路 Pending JPH04301943A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0758730A (ja) * 1993-06-30 1995-03-03 Mitsubishi Electric Corp 同期検出回路
JP2010199791A (ja) * 2009-02-24 2010-09-09 Renesas Electronics Corp 同期処理装置、受信装置及び同期処理方法
JP4838810B2 (ja) * 2004-12-13 2011-12-14 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ 同期デバイスおよび同期信号を生成するデバイス

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