JPH09270783A

JPH09270783A - フレーム同期装置

Info

Publication number: JPH09270783A
Application number: JP8076720A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Ando; 和弘安道; Hiroyuki Imai; 裕之今井; Shinichiro Omi; 愼一郎近江
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1997-10-14

Abstract

(57)【要約】【課題】相関演算を正確に実行できない場合において
も、受信データとフレーム同期信号との同期を正確に維
持することができるフレーム同期装置を提供することで
ある。【解決手段】フレーム同期補正装置１１は、受信クロ
ック１０１とシステムクロック１０３とを受信し、シス
テムクロック１０３の位相が受信クロック１０１の位相
に対して進んでいる状態から遅れている状態（または遅
れている状態から進んでいる状態）に変化した時に、フ
レーム同期生成装置１２にフレーム同期信号１０６の出
力を早める旨（または遅らせる旨）を示す同期補正信号
１０５を出力する。フレーム同期生成装置１２は、この
同期補正信号１０５を入力すると、フレーム同期信号１
０６をシステムクロック１０３の１個分の時間早めて
（または遅らせて）出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フレーム同期装置
に関し、より特定的には、有線または無線通信システム
の信号受信点において、受信データの同期を確立するフ
レーム同期装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＴＤＭＡ（時分割多重）方式を用いた通
信システムには、データの送受信を正しく行うために、
フレーム同期を確立するためのフレーム同期装置が設置
されている。図５は、従来のフレーム同期装置の構成を
示すブロック図である。図５において、フレーム同期装
置は、上記の通信システムにおけるデータの受信装置に
設置されており、回線インターフェイス装置３０と、フ
レーム同期生成装置３１とを備える。

【０００３】図６は、回線インターフェイス装置３０が
入力する受信データ３０２の構成を示す図である。受信
データ３０２は、フレーム単位で構成されており、（ｎ
＋１）個のデータを含んでいる。この受信データ３０２
は、同期を確立するために、所定のデータパターン（以
下、ユニークワードと称する）を所定位置（通常は先頭
位置）に有している。

【０００４】図７は、フレーム同期装置の各構成部が入
力する信号および出力する信号を示す図である。図７
（ａ）は、回線インターフェイス装置３０が入力する受
信データ３０２、受信クロック３０１およびシステムク
ロック３０３と、回線インターフェイス装置３０から出
力する内部受信データ３０４とを示している。図７
（ｂ）は、フレーム同期生成装置３１に入力するシステ
ムクロック３０３および内部受信データ３０４と、フレ
ーム同期生成装置３１から出力するフレーム同期信号３
０５とを示している。

【０００５】以下、図５〜図７を参照して、従来のフレ
ーム同期装置の動作について説明する。回線インタフェ
ース装置３０は、データの送信装置（図示せず）で生成
され、伝送路を経由して受け取った受信クロック３０１
および受信データ３０２を連続的に入力する。両者は、
送信装置で生成されるため、同期が確立している。回線
インターフェイス装置３０は、さらに受信装置内で生成
されるシステムクロック３０４を入力する。回線インタ
ーフェイス装置３０は、受信クロック３０１に同期した
受信データ３０２を、システムクロック３０４に同期し
た内部受信データ３０４に変換し、フレーム同期生成装
置３１に出力する（図７（ａ）参照）。

【０００６】フレーム同期生成装置３１は、初期動作に
おいて、入力する内部受信データ３０４に対して、予め
内部に格納されているユニークワードで連続的に相関演
算を実行し、相関値が所定の基準を満たす時点を相関タ
イミングとして検出する。フレーム同期生成装置３１
は、相関タイミングを検出してから、受信データ３０２
の１フレーム分に相当する時間が経過した時点で、フレ
ーム同期信号３０５を出力する（図７（ｂ）参照）。し
たがって、フレーム同期信号３０５は、次回新たに入力
する内部受信データ３０４の先頭位置を示すようにフレ
ーム同期生成装置３１から出力される。これによって、
次回新たに入力する内部受信データ３０４は、システム
クロック３０３と同期がとれており、かつ先頭位置が検
出されたものとなるため、後段のデータ処理系（図示せ
ず）で正確に処理されることとなる。

【０００７】フレーム同期生成装置３１は、初期動作に
おいて先頭位置を検出すると、上記のように内部受信デ
ータ３０４の１フレーム分の長さが決まっているため、
上述した相関演算を連続的に実行する必要がなくなる。
すなわち、フレーム同期生成装置３１は、新たな内部受
信データ３０４が送信されてくる時間よりも若干早い時
間に、上述した相関演算を開始し、当該新たな内部受信
データ３０４の先頭位置を検出する。この検出に基づい
て生成されるフレーム同期信号３０５も、次回新たに入
力する内部受信データ３０４の先頭位置を示すように出
力される。以降、回線インターフェイス装置３０および
フレーム同期生成装置３１は、上述した動作を繰り返し
実行する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、受信クロック３０１は送信装置で生成され、シス
テムクロック３０３は受信装置で生成されるため、一般
的に両者は非同期である。そのため、受信クロック３０
１とシステムクロック３０３との位相関係が変化する場
合がある。かかる場合、フレーム同期信号３０５は、内
部受信データ３０４の先頭位置を示さなくなる。図８
は、システムクロック３０３の位相に対する受信クロッ
ク３０１の位相が進んでいる状態（位相進み状態）から
遅れている状態（位相遅れ状態）に遷移した場合におけ
るフレーム同期信号３０５を説明するための図である。
位相進み状態が継続している場合、回線インターフェイ
ス装置３０は、入力した受信データ３０２を、受信クロ
ック３０１に対して位相が遅れているシステムクロック
３０３に同期させて出力する。フレーム同期生成装置３
１は、前回入力した内部受信データ３０４について実行
した相関演算の結果に基づくフレーム同期信号３０５を
出力する。したがって、このフレーム同期信号３０５
は、今回入力した内部受信データ３０４の先頭位置を正
確に示す。ところが、位相遅れ状態に変化した場合、回
線インターフェイス装置３０は、位相が進んだシステム
クロック３０３に同期させることはできず、当該システ
ムクロック３０３の１つ後のシステムクロック３０３に
同期させて出力する。そのため、フレーム同期生成装置
３１が出力するフレーム同期信号３０５は、今回入力し
た内部受信データ３０４の先頭位置を正確に示さず、当
該フレーム同期信号３０５と内部受信データ３０４の先
頭位置とには、時間的なずれが生じる。従来のフレーム
同期装置では、時間的なずれが残留しないように、フレ
ーム同期生成装置３１は、内部受信データ３０４を入力
する度に、相関演算を実行している。

【０００９】しかしながら、フレーム同期生成装置３１
は、相関演算を正確に実行しなければフレーム同期信号
３０５を出力することができない。しかし、受信データ
３０２はその位相がゆらぐ場合のみならず、内部に含む
ユニークワードが、伝送路上での誤り等により、フレー
ム同期生成装置３１によって正確に検出されない場合も
起こり得る。かかる場合に、フレーム同期生成装置３１
は、前回出力したフレーム同期信号３０５から受信デー
タ３０２の１フレーム分に相当する時間が経過した時点
で、新たなフレーム同期信号３０５を出力するようにし
ている。したがって、前述した時間的なずれが一旦発生
し、かつフレーム同期生成装置３１が正確に相関演算を
実行できない場合、フレーム同期信号３０５と内部受信
データ３０４との間には、上述した時間的なずれが残留
した状態が続き、後段のデータ処理系で内部受信データ
３０４を正確に処理することができないという問題点が
あった。

【００１０】それゆえに、本発明の目的は、相関演算を
正確に実行できない場合においても、受信データとフレ
ーム同期信号との同期を正確に維持することができるフ
レーム同期装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明は、受信したデータに対してフレーム同期をとるた
めの装置であって、外部で生成された第１クロックおよ
びデータと、内部で生成された第２クロックとを入力
し、当該第１クロックに同期したデータを、当該第２ク
ロックに同期したものに変換する入力／変換手段と、前
記第２クロックに同期したデータに対して相関演算を実
行し、当該データの所定位置を示すフレーム同期信号を
出力する同期信号出力手段と前記第１クロックと前記第
２クロックとの位相の関係に基づいて、同期補正信号を
出力する補正信号出力手段とを備え、前記同期補正信号
によって、前記同期信号出力手段は、前記フレーム同期
信号の出力タイミングを制御することを特徴とする。

【００１２】第１の発明によれば、同期信号生成手段
は、補正信号出力手段で生成される同期補正信号に基づ
いて、フレーム同期信号の出力タイミングを制御するこ
とができる。したがって、同期信号生成手段は、データ
に対して、正確な相関演算を実行することができなくと
も、フレーム同期信号の出力タイミングを制御し、正確
にフレーム同期信号を出力することができる。

【００１３】第２の発明は、第１の発明において、入力
／変換手段は、第１クロックとデータとを連続的に入力
することを特徴とする。

【００１４】第３の発明は、第１の発明において、入力
／変換手段は、第１クロックとデータとを、所定時間毎
に入力することを特徴とする。

【００１５】第４の発明は、第１〜第３のいずれかの発
明において、補正信号出力手段は、第２クロックに対す
る第１クロックの位相の関係が、進んでいる状態から遅
れている状態に遷移したとき（以下、第１遷移と称す
る）、または遅れている状態から進んでいる状態に遷移
したとき（以下、第２遷移と称する）に同期補正信号を
出力する。

【００１６】第５の発明は、第４の発明において、同期
信号出力手段は、第１遷移に基づいて出力された同期補
正信号を入力した場合、フレーム同期信号の出力タイミ
ングを遅らせ、また第２遷移に基づいて出力された同期
補正信号を入力した場合、フレーム同期信号の出力タイ
ミングを早くする。

【００１７】第４または５の発明によって、フレーム同
期信号は、データの先頭位置を正確に示すこととなる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態に係
るフレーム同期装置の構成を示すブロック図である。図
１において、フレーム同期装置は、ＴＤＭＡ（時分割多
重）を用いた通信システムにおけるデータの受信装置
（図示せず）に設置されており、回線インターフェイス
装置１０と、フレーム同期補正装置１１と、フレーム同
期生成装置１２とを備える。

【００１９】図２は、回線インターフェイス装置１０が
入力する受信データ１０２の構成を示す図である。受信
データ１０２は、フレーム単位で構成されており、（ｎ
＋１）個のデータを含んでいる。この受信データ１０２
は、同期を確立するために、特定のデータパターン（以
下、ユニークワードと称する）を所定位置（通常は先頭
位置）に有している。

【００２０】図３は、受信クロック１０１の位相とシス
テムクロック１０３の位相との関係が変化しない場合の
フレーム同期信号１０６を説明するための図である。図
４は、受信クロック１０１の位相とシステムクロック１
０３の位相との関係が変化した場合におけるフレーム同
期信号１０６を説明するための図である。図４（ａ）
は、システムクロック１０３の位相に対して受信クロッ
ク１０１の位相が進んでいる状態（位相進み状態）から
遅れている状態（位相遅れ状態）に遷移した場合を示し
ており、図４（ｂ）は、逆に位相遅れ状態から位相進み
状態に遷移した場合を示している。

【００２１】以下、図１〜図４を参照して、本実施形態
に係るフレーム同期装置の動作について説明する。回線
インタフェース装置１０は、データの送信装置（図示せ
ず）で生成され、伝送路を経由して受け取った受信クロ
ック１０１および受信データ１０２を連続的に入力す
る。両者は、送信装置で生成されるため、同期が確立し
ている。回線インターフェイス装置１０は、さらに受信
装置内で生成されるシステムクロック１０３を入力す
る。回線インターフェイス装置１０は、受信クロック１
０１に同期した受信データ１０２を、システムクロック
１０３に同期したものに変換し、内部受信データ１０４
としてフレーム同期生成装置１１に出力する（図３参
照）。

【００２２】フレーム同期生成装置１１は、初期動作に
おいて、入力する内部受信データ１０４に対して、予め
内部に格納されているユニークワードで連続的に相関演
算を実行し、相関値が所定の基準を満たす時点を相関タ
イミングとして検出する。フレーム同期生成装置１１は
カウンタ（図示せず）を内部に有しており、当該カウン
タは、相関タイミングを基準として計数を開始し、シス
テムクロック１０３が入力する毎に計数を行っていく。
フレーム同期生成装置１１は、カウンタが「ｎ」を計数
した後にフレーム同期信号１０６を出力する（図３参
照）。ここで、カウンタが「ｎ」を計数した後にフレー
ム同期信号１０６が出力されるのは、図３に示すよう
に、１つのシステムクロック１０３に対応して内部受信
データ１０４の個々のデータ（Ｄ０，…Ｄｎ）がフレー
ム同期生成装置１１に入力されるからである。すなわ
ち、フレーム同期生成装置１１は、カウンタが「０」か
ら「ｎ」までを計数する時間を、内部受信データ１０４
の１フレーム分に相当する時間と判断する。また、カウ
ンタは、フレーム同期生成装置１１がフレーム同期信号
１０６を出力した直後に計数をリセットし、再度「０」
から計数を行う。

【００２３】したがって、フレーム同期信号１０６は、
次回新たに入力する内部受信データ１０４の先頭位置を
示すようにフレーム同期生成装置１１から出力される。
これによって、次回新たに入力する内部受信データ１０
４は、システムクロック１０３と同期がとれており、か
つ先頭位置が検出されたものとなるため、後段のデータ
処理系（図示せず）で正確に処理されることとなる。

【００２４】フレーム同期生成装置１１は、初期動作に
おいて先頭位置を検出すると、上記のように内部受信デ
ータ１０４の１フレーム分に相当する時間とユニークワ
ードが格納されている位置とが決まっているため、上述
した相関演算を連続的に実行する必要がなくなる。例え
ば、ユニークワードが受信データ１０２の先頭位置に格
納されているならば、フレーム同期生成装置１１は、新
たな内部受信データ１０４が送信されてくる時間よりも
若干早い時間（すなわち、カウンタが「ｎ」を計数する
直前）に、上述した相関演算を開始し、当該新たな内部
受信データ１０４の先頭位置を検出する。この検出に基
づいて生成されるフレーム同期信号１０６も、次回新た
に入力する内部受信データ１０４の先頭位置を示すよう
に出力される。以降、回線インターフェイス装置１０お
よびフレーム同期生成装置１１は、上述した動作を繰り
返し実行する。

【００２５】なお、フレーム同期補正装置１１は、上述
した動作中において、受信クロック１０１とシステムク
ロック１０３とを入力し、両者の位相関係を監視してい
る。そして、両者の位相の関係が変化したとき同期補正
信号１０５を出力する。しかし、図３に示す受信クロッ
ク１０１とシステムクロック１０３とは、位相関係が一
定の状態（システムクロック１０３の位相に対して受信
クロック１０１の位相が進んでいる状態）を保っている
ため、フレーム同期補正装置１１は、同期補正信号１０
５を出力しない。

【００２６】ところが、上述したように、受信クロック
１０１は送信装置で生成され、システムクロック１０３
は受信装置で生成されるため、一般的に両者は非同期で
ある。しかも、受信クロック１０１および受信データ１
０２は、有線または無線の伝送路上を伝送してくるた
め、それらの位相がゆらぐ場合がある。そのため、受信
クロック１０１とシステムクロック１０３との位相関係
が変化してしまい、フレーム同期信号１０６が内部受信
データ１０４の先頭位置を示さない。次に、システムク
ロック１０３の位相に対する受信クロック１０１の位相
の関係が変化した場合におけるフレーム同期装置の動作
について説明する。

【００２７】この場合においても、回線インターフェイ
ス装置１０およびフレーム同期生成装置１２は、原則的
には上述した動作を繰り返し実行する。しかし、この原
則的な動作では、システムクロック１０３に対する受信
クロック１０１の位相の関係が「位相進み状態」から
「位相遅れ状態」に遷移した後の内部受信データ１０４
の「Ｄ０」は、「位相進み状態」のときに内部受信デー
タ１０４の「Ｄ０」に同期したシステムクロック１０３
から数えて（ｎ＋１）個目のシステムクロック１０３
（すなわち、カウンタが再度「０」を係数するときに入
力するシステムクロック）ではなく（ｎ＋２）個目のシ
ステムクロック１０３に同期することとなる。しかし、
フレーム同期生成装置１２は、上述したように（ｎ＋
１）個目のシステムクロック１０３と同一のタイミング
でフレーム同期信号１０６（図４（ａ）点線部参照）を
出力しようとするため、このままでは内部受信データ１
０４は、フレーム同期信号１０６に対して時間的に遅れ
てしまう（図４（ａ）参照）。

【００２８】この時間的なずれを補正するために、フレ
ーム同期補正装置１１は、常時受信クロック１０１とシ
ステムクロック１０３との位相関係を監視し、位相関係
が変化した時点において、同期補正信号を出力する。よ
り具体的には、図４（ａ）に示すような場合、フレーム
同期補正装置１１は、受信クロック１０１とシステムク
ロック１０３とを受信し、「位相進み状態」から「位相
遅れ状態」に遷移した時点で、フレーム同期信号１０６
の出力タイミングを遅らせるために「＋１」を示す同期
補正信号１０５を出力する。フレーム同期生成装置１２
は、この同期補正信号１０５を入力すると、カウンタが
「ｎ＋１」を計数した後にフレーム同期信号１０６を出
力する。すなわち、フレーム同期生成装置１２は、原則
的な動作と比較して、システムクロック１０３の１個分
の時間遅らせてフレーム同期信号を１０６を出力する
（図４（ａ）矢印部分参照）。

【００２９】また、上記とは逆に、システムクロック１
０３に対する受信クロック１０１の位相の関係が「位相
遅れ状態」から「位相進み状態」に遷移したとき、内部
受信データ１０４は、フレーム同期信号１０６に対して
時間的に進んでしまう（図４（ｂ）参照）。

【００３０】図４（ｂ）に示すような場合、フレーム同
期補正装置１１は、「位相遅れ状態」から「位相進み状
態」に遷移した時点で、フレーム同期信号１０６の出力
タイミングを早めるために「−１」を示す同期補正信号
１０５を出力する。フレーム同期生成装置１２は、この
同期補正信号１０５を入力すると、カウンタが「ｎ−
１」を計数した後にフレーム同期信号１０６を出力す
る。すなわち、フレーム同期生成装置１２は、原則的な
動作と比較して、システムクロック１０３の１個分の時
間早めてフレーム同期信号を１０６を出力する（図４
（ｂ）矢印部分参照）。

【００３１】なお、「位相進み状態」から「位相遅れ状
態」への遷移と「位相遅れ状態」から「位相進み状態」
への遷移とが、受信データ１０２の１フレーム内で起こ
った場合、フレーム同期補正装置１１は、「＋１」と
「−１」とを示すフレーム同期信号１０６を１回ずつ出
力するため、フレーム同期生成装置１２は、原則的な動
作にしたがって、カウンタが「ｎ」を計数した後にフレ
ーム同期信号１０６を出力する。

【００３２】上述したように、フレーム同期補正装置１
１は、受信クロック１０１とシステムクロック１０３と
の位相関係を監視し、当該位相関係が変化したとき同期
補正信号１０５を出力する。フレーム同期生成装置１２
は、この同期補正信号１０５に基づいて、フレーム同期
信号１０６の出力タイミングを早めたり遅くしたりす
る。したがって、フレーム同期生成装置１２は、フレー
ム同期補正装置１１が出力する同期補正信号１０５によ
って正確にフレーム同期信号１０６の出力タイミングを
認識することができる。これによって、フレーム同期生
成装置１２は、相関演算を正確に実行することができな
い場合においても、内部受信データ１０４の先頭位置を
正確に示すフレーム同期信号１０６を出力することがで
き、両者の同期を正確に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るフレーム同期装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示す回線インターフェイス装置１０が入
力する受信データ１０２を示す図である。

【図３】受信クロック１０１の位相とシステムクロック
１０３の位相との関係が変化しない場合のフレーム同期
信号１０６を説明するための図である。

【図４】受信クロック１０１の位相とシステムクロック
１０３の位相との関係が変化した場合におけるフレーム
同期信号１０６を説明するための図である。

【図５】従来のフレーム同期装置の構成を示すブロック
図である。

【図６】図５に示す回線インターフェイス装置３０が入
力する受信データ３０２を示す図である。

【図７】フレーム同期装置の各構成部が入力する信号お
よび出力する信号を示す図である。

【図８】システムクロック３０３の位相に対する受信ク
ロック３０１の位相が進んでいる状態（位相進み状態）
から遅れている状態（位相遅れ状態）に遷移した場合に
おけるフレーム同期信号３０５を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１０…回線インターフェース装置１１…フレーム同期補正装置１２…フレーム同期生成装置１０１…受信クロック１０２…受信データ１０３…システムクロック１０４…内部受信データ１０５…同期補正信号１０６…フレーム同期信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受信したデータに対してフレーム同期を
とるための装置であって、外部で生成された第１クロックおよびデータと、内部で
生成された第２クロックとを入力し、当該第１クロック
に同期したデータを、当該第２クロックに同期したもの
に変換する入力／変換手段と、前記第２クロックに同期したデータに対して相関演算を
実行し、当該データの所定位置を示すフレーム同期信号
を出力する同期信号出力手段と前記第１クロックと前記
第２クロックとの位相の関係に基づいて、同期補正信号
を出力する補正信号出力手段とを備え、前記同期補正信号によって、前記同期信号出力手段は、
前記フレーム同期信号の出力タイミングを制御すること
を特徴とする、フレーム同期装置。
【請求項２】前記入力／変換手段は、前記第１クロッ
クと前記データとを連続的に入力することを特徴とす
る、請求項１に記載のフレーム同期装置。
【請求項３】前記入力／変換手段は、前記第１クロッ
クと前記データとを、所定時間毎に入力することを特徴
とする、請求項１に記載のフレーム同期装置。
【請求項４】前記補正信号出力手段は、前記第２クロ
ックに対する第１クロックの位相の関係が、進んでいる
状態から遅れている状態に遷移したとき（以下、第１遷
移と称する）、または遅れている状態から進んでいる状
態に遷移したとき（以下、第２遷移と称する）に前記同
期補正信号を出力する、請求項１〜３のいずれかに記載
のフレーム同期装置。
【請求項５】前記同期信号出力手段は、前記第１遷移
に基づいて出力された同期補正信号を入力した場合、前
記フレーム同期信号の出力タイミングを遅らせ、また前
記第２遷移に基づいて出力された同期補正信号を入力し
た場合、前記フレーム同期信号の出力タイミングを早く
する、請求項４に記載のフレーム同期装置。