JPS586634A

JPS586634A - 超フレ−ム同期方式

Info

Publication number: JPS586634A
Application number: JP56104817A
Authority: JP
Inventors: Yuuhei Ishi; 石　侑平
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1981-07-03
Filing date: 1981-07-03
Publication date: 1983-01-14
Also published as: JPS632377B2

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】本発明は、衛星通信方式として適するＴ　ＤＭＡ　（時
分割多元接続）通信方式の同期方式に関する。−特に超
フレーム同期を確立するための装置に関するものである
。

従来、複数の局が１つの中継器を時分割的に共用して相
互に通信を行う’！’ＤＭＡ衛星通信系においては、同
期の基準となる１つの特定の局（以下「基準局」と呼ぶ
。）から送信された同期用基準ワードを他の局（−以下
「−殻間」と呼ぶ。）において正しく受信判別し、これ
を受信の時間基準として時分割フレームに対して受信同
期を確立している。

このような通信系においては、複数の一般局が衛星中継
器の入力における時間軸上で一致するよう力時分割フレ
ームタイミングで同時に通信容量を変更する場合や、特
定の時分割フレームの周期で基準局から制御情報を複数
の一般局に送信する場合に、　Ｌ、ばしｄ複数の連続し
た時分割フレームを周期とする超フレームが定義される
。

この超フレームは通常、時分割フレームのＭ分の１（た
たしＭは２以上の整数）の周期を持っている。通信系に
参加しようとする一般局は速やかにこの超フレームの同
期を確立すること、および一度確立され九超フレーム同
期の監視を連続的に行うことが必要である。

従来の方式によると、基準局は同期用基準ワードを超フ
レーム周期の識別のために、その周期でパターン変調し
て送信し、−殻間ではこれを正しく受信判別し受償超フ
レームの時間基準として費信超７レー五同期の確立を行
う。

第１図は、従来例による送信側の説明図である。

第１図で、同期用基準ワードＲＵＮ社排他的論理和ゲー
ト１の一方の入力に導かれている。まえ、クロック信号
ｄが導かれた送信超フレームカウンタ２のあらかじめ定
められえ初期値信号ＣＦｉｔデコーダ３に導か、れてい
る。このデコーダ出力すは前記排他的論理和ゲート１の
他方の入力端子に導かれている。

第２図は、９１１図に×印で示した点の入力あるいは出
力波形を示す動作タイムチャートである。

、　第２図で、１はＭ時分割フレームで構成された１超
フレームを示す。

第３図は、従来例による受信側の説明図である。

ゲート５の出力は検出器６に導かれている。この検出器
６の出力は受信超フレームカウンタ７に導かれている。

この受信超フレームカウンタ７には初期値設定回路、８
が接続されている。この受信超フレームカウンタ７およ
び前記検出器６の出力は、排他的論理和ゲート９０入力
端子にそれぞれ導かれている。この排他的論理和ゲート
９の出力は、フリップフロップｌＯのセット端子に導か
れている。

このような装置で、まず送信側の動作を説明する。基準
局において、同期用基準ワードＲυＷの送信周期を持つ
クロック信号ｄＫより、計数動作している送信超フレー
ムカウンタ２の値があらかじめ定められた初期値になっ
たとき、これをデコーダ３でデコードする。この出力信
号ｔ）Ｋより、送信すべき同期用基準ワードＲＩＴＷの
極性を排他的論理和ゲート１を経て反転して送信する。

この動作により基準局から送信される同期用基準ワード
ＲｔｒＷは第２図に示されるように類フレームシに１回
の割合で、極性の反転した同期用基準ワードＲＵＮ　　
（以下「補の同期用基準ワードｆｆ１ｒＪと呼ぶ。）と
なり、このタイ建ングが超フレーム周期の識別に利用さ
れる。

次に、−殻間における受信側の動作を説明する。

−殻間において同期用基準ワードＲＵＮ　または補の同
期用基準ワードｍ　を含む９信信号系列ｅは、あらかじ
め時分割フレーム中の定められ九時間位置く発生する基
準局アパーチャーゲート信号ｆＫより制御され、ゲー）
６によって同期用基準ワードＲＵＮ　または補の同期用
基準ワード１］のみが抽出される。この検出信号ｇは補
の同期用基準ワードｒ１のみを検出する検出器６により
検出され、出力信号りを得る。この出力信号ｈＫより受
信超フレームカ９ン夕７を基準局において定められてい
るような初期値にプリセットする。

このようＫして一般局は受信超フレーム同期を確立する
。

また、−殻間において超フレーム同期が確立すると、受
信超フレームカウンタ７からの超フレームタイミング信
号１と、基準局から送信されえ超フレームタイミングを
表わす信号りが、常に時間軸上で一致することを監視し
て、この結果により超フレーム同期外れを検出すること
ができる。

このように従来の方式によると、−殻間は最初に受信超
フレーム同期を確立する場合に、基準局に！つで定義さ
れた超フレームタイミングを検出するまで受信超フレー
ムカ９ン夕７をプリセットすることができず、最悪の場
合には１超フレームの期間にわたり超フレームタイミン
グ検出を待たねばたらない。また、超フレーム同期が確
立していることを監視する場合に１判定が超フレームに
１度の割合でしかできないため、超フレーム同期外れに
対して速やかに再引きこみ動作を開始することができな
い勢の欠点を有する。

本発明はこの点を改良するもので、−殻間において超フ
レーム中のいかなる位相のタイミングを受信したとして
もその位相Ｋかかわらず、また特別に超フレーム中の位
相情報を送信データに付加することなく超フレームの周
期に対して十分短い時間で受信超フレーム同期を確立す
ることができ、−超フレーム同期確立後は同期用基準ワ
ードＲＵＮを送信する周期でその同期状態を判定しうる
超フレーム同期装置を提供することを目的とする。

本発明は、同期の基準となるバースト信号を送信する１
個の基準局と、この基準局の送信する信号に同期して＠
当てられたタイミングにバースト信号の送信を行う複数
の一般局とを含み、前記基準局とこの一般局との送信す
る信号が超フレームを構成する時分割多元接続方式の超
フレーム同期方式において、前記基準局（、超フレーム
周期以上の周期の位相を判別することができこの超フレ
ーム□・。

周期でリセットされる符号系列を発生する手段と、前記
同期の基準となるバースト信号に含まれるユニークワー
ドを前記手段の発生する符号系列により正補変調する手
段とを備え、前記−殻間に、前記基準局から受信し友前
記ユニークワードの正補に変調された状態を検出する手
段と、この手段により検出された正補に変調された状態
を示すパターンから超フレームの位相を決定しその位相
に受信超フレームカウンタを同期させる手段とを備えた
ことを特徴とする。

また、正補に変調された状態を検出する手段Ｋ。

受信されたユニークワードと基準局から送信された正変
詞のユニークワードとの７・ミンク距離を求める手段と
、受信されたユニークワードと記憶された標準のユニー
クワードとを比較し全ビットが一致する場合と全ビット
が不一致の場合との間に定められた値をしきい値として
一致するビット数がこのしきい値より大きいか小さいか
Ｋよって受信されたユニークワードの正補ＫＷ調された
状態を判定する手段とを含むことが好ましい。

また、−殻間に、正補に変調された状態を判定する手段
の判定の結果と、）１ミンク距離とを同期用基準バース
トが受信される周期で連続的に記憶する記憶手段と、ハ
ミング距離を積、算するととＫより正補変調された状態
のパターンの確がらしさを演算する手段と、この手段に
より演算された確からしさが所定の値以上であるときに
決定され九位相を有効とする手段とを備えることが好ま
しい。

本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第４図および第５図は、本発明一実施例の要部ブロック
構成図である。

第４図は、送信側装置あ要部ブロック＃ｌ！戒図である
。第１図で示した従来例と比較すると、符号系列発生器
１２を設け、同期基準ワードＲＵＮをこの符号系列発生
器Ｕの出力により正補変調するところに特徴がある。

すなわち、クロック信号は符号系列発生器１２にも与え
られ、この符号系列発生器１２のプリセット端子Ｐ日に
は前記デコーダ３の出力が導かれる。

また、初期パターン発生回路１３がこの符号系列発生器
１２に接続される。この符号系列発生６１２の出力は前
記排他的論理和ゲート１の一方の入力端子に導かれる。

この排他的論理和ゲート１の他の入力には同期用基準ワ
ードＲＵＮが導かれている。

他の点は第１図に示した従来例と同様である。

第５図は、送信側装置の要部ブロック構成図である。ゲ
ート１５の出力はシフトレジスタ１６に導かれている。

仁のシフトレジスタ１６の読出内容は比較器１７の一方
に導かれている。この比較器１７の他の入力には既知の
同期基準ワードＲＵＮパターンｎが導かれている。この
比較器１７の出力は比較器用の被比較値端子に導かｎて
いる。この比較器１８の比較基準値端子にはしきい値０
が導かれている。

この比較器１８の出力はＮ段のシフトレジスタ１９に導
かれている。このシフトレジスタ１９のクロック端子に
は受信フレームクロック信号ｑが導かれている。このシ
フトレジスタ１９の読出内容は比較善美の一方の入力端
子に導かれている。

また、フレームナンバーカウンタ２１のクロック端子に
は高速クロックＶが導かれている。このフレームナンバ
ーカウンタ２１の出力はパターン発生６四に導かれてい
る。このパターン発生器ｎの出力は前記比較善美の他の
入力端子に導かれている。

このフレームナンパカ９ンタ２１の出力は費信超フレー
ムカウンタ２３にプリセット値として導かれている。仁
の受信超フレームカウンタ２３には受信フレームクロッ
ク信号ｑが導かれている。この受信フレームカウンタお
の出力は信号発生器２４に導かれている。

この信号発生器ＵＯ小出力よび前記比較器用の出力は排
他的論理和ゲート怒の入力端子にそれぞれ導かれている
。この排他的論理和ゲート器の出力はフリップフロップ
怒のリセット端子に導かれている。この７リツプフロツ
プ篇の出力性ゲートｎの一方の入力端子に導かれている
。このゲートｎの他の入力端子には前記比較善美の出力
が導かれている。このゲートγの出力は前記フレームナ
ンバーカウンタ２１に導かれるとともにモノマルチパイ
ブレー−回路２８に−導かれている。このモノマルチバ
イブレータ回路あの出力は前記受信超フレームカウンタ
ｎのプリセット端子および前記アリツブ７０ツブ拠のリ
セット端子にそれぞれ導かれている。

このような装置の動作をまず送信側について第４図を用
いて説明する。基準局において、同期基準ワードＲＵＴ
送信の周期を持つクロック信号ｄＫより、あらかじめ定
められた周期（超フレームの周期に相当する。）で計数
動作している基準局の送信超フレームカウンタ２の値が
、あらかじめ設定された初期値（通常は「０」）に々る
と、この出力をデコーダ３がデコードする。この出力信
号ｂＫよって符号系列発生器１２のあらかじめ定められ
た初期パターンがプリセットされ、超フレームの周期以
上の周期を持つ位相を判別しうる符号系列（たとえばＭ
系列）の符号を発生する。この符号系列出力により排他
的論理和ゲート１を経て送信する同期基準ワードＲＵＮ
の極性が正補変調され送信される。

したがって、この符号系列発生器１２の、符号系列出力
が「１」の時は正の同期基準ワードＲＵ−Ｗが、「０」
の時は補の同期基準ワードｆｆｒが出力信号ａとして見
られる。

次に、受信側の動作を１ｌＥｓ図によって説明する。

−殻間において、同期基準ワードＲＵＮまたは補の同期
基準ワード「］を含んだ受信信号ｊはフレーム中のあら
かじめ定められた時間位置の基準局アパーチャーゲート
信号ｋＫより制御されるゲート！５により、同期基準ワ
ードＲＵＴ　を構成するビット数を長さに持つシフトレ
ジスタ１６にサンプリングされ、直並列蜜換が行われて
並列パターン信号ｅが得られる。この並列パターン信号
ｅは、あらかじめ定められている送信されたはずの同期
基準ワードＲＵＮのパターン信号ｍと比較器！７で比較
され、その比較結果がバイナリ−出力ｎで得られる。こ
の出力ｎをハミング距離情報と定義する。さらに、その
出力信号ｎが同期基準ワードＲυＷのビット数の１／２
の値を持つしきい値信号０と比較６彷で比較される。し
きい値０より大きい場合には同期基準ワードＲＵＮ　を
受信し九として「１」を得、小さ一場合には補の同期基
準ワードＷＴＹ　を受信したとしてｒＯＪを得る。この
受信同期基準ワードＲＯＷ　の判定信号ｐは同期基準ワ
ードＲＵＮ　の送信周期を持つ受信フレームクロツタｑ
Ｋより、超７レーム中の位相を判定するのに十分な回数
ＭｒＭＪＫわた９正補パタ一ン判定のための璽段シフト
レジスタＷに取込まれる。このシフトレジスタ１９によ
り信号ｐが直並列変換され、正補パターンｒが得られる
。このパターン信号ｒは、１回期基準ワードＲυＷの送
信周期の間に超フレームを構成する時分割フレーム数を
計数させる高速クロックＶで計数動作するフレームナン
バーカウンタｎの出力ｍＫよって定められる、既知の送
信変調パターンを発生するパターン発生器Ｕのパターン
出力ｔと比較器２０において比較される。すなわち、こ
のパターン出力ｔはフレームナンバー信号ａＫ一対一で
対応する。

一致が成立し九ときに出力信号Ｕが出力され、フレーム
ナンバーカウンタ２１をその時の状態が保持されるよう
に停止させる。それと同時に、同期基準ワードＲＵＴ送
信の周期を持つ受信フレームクロックｑで計数動作をし
ている受信フレームクロック２３に１前記のようにして
得られ友フレームナンバ信号ａを強制的にプリセットす
るとともに、超フレーム同期正常を示すフリップフロッ
プ１６をセットし、比較優美の一致出カ■を禁止する。

このようにして１回の同期基準ワードＲＵＮまたは補の
同期基準ワードＹ「ｒを受信するととにより超フレーム
同期を確立する。

次に、超フレームの同期状態を監視する動作について説
明する。前記の超フレーム同期回路は。

同期基準ワードＲＵＴ　Ｏ送信周期で常に動作し、その
周期毎に新たな同期基準ワードＲＵＮの極性を示す信号
ｐが得られる。一方、超フレーム同期の確立し九受信超
フレームカウンタ田の計数出力ωの値に基づき、あらか
じめ定められた正補状態を示す極性信号を発生する信号
発生器２４によりその時の同期基準ワードＲＯＷの極性
を示す信号Ｘを得る。正常同期状態ではこの信号Ｘと受
信同期基準ワードＲＵＴの極性信号ｐは常に一致してい
るはずである。したがって、これらの２つの信号を排他
的論理和ゲート怒にて比較し、この比較結果を示す信号
ｙを得て、これが不一致のときには同期外れが発生し九
として再びフリップフロップ渇をリセットし同期確立動
作を再開させる。

このよう和して本発明によると、常に超フレーム同期状
態を監視することが可能であり、従来の方法に比べ著し
く短時間に再同期ひきこみ動作を行うことができる。

第６図は、本発明第二実施例の要部ブロック構成図であ
る。第５図に示した第一実施例が受信さ　　（れ九同期
基準ワードＲＵＮ　の正補状態を一定のし　　１きい値
によシ判定して、その結果得られた正補連　　１続状態
に基すき超フレームにおける位相を判別す　　すること
を特徴とするのに対して、この第二実施例　　（は正補
パターンの確からしさを定量的に判定する　　１手段を
備えたことを特徴とする。　　　　　　　　　　；すな
わち、第６図でゲート１５の出力はシフトレジスタ１６
に導かれている。このシフトレジスタ１６　　　”・の
読出内容は比較器１７の一方に導かれている。こ　　３
の比較器１７の他の入力には既知の同期基準ワード　　
１ＲＵＮ　パターンｍが導かれている。この比較器１７
　　　ｉの出力はデータ反転回路３０に導かれるととも
に比較器用の一方の入力端子に導かれて゛いる。この比
較器１８の他の入力端子にはしきい値０が導かれている
。この比較器１８の出方はデータ反転回路３ｏおよびシ
フトレジスタ３１にそれでれ導かれている。

データ反転回路（資）の出力は記憶回路３２に導かれて
いる。この記憶回路羽の出方は加算器３３ＩＣ導かれて
いる。この加算器羽の出力は比較器Ｕの一方の入力端子
に導かれている。この比較６調の出方はゲー）３５の一
方の入力端子に導かれている。こりゲート聾の他の入力
端子には前記レジスタ３１の出力が導かれている。この
ゲート蕊の出方は比較＠３６に導かれている。また、前
記記憶回路羽およブシフトレジスタ３１にはクロック信
号βがそれ七−導かれている。

このような回路構成で、同期基準ワードＲＯＷまたは補
の同期基準ワード！ｔｔＴＷを含む受信信号哄列ｊから
同期基準ワードＲＵＮま九は補の同期１準ワードＲ１）
Ｗの並列パターン・を得て、これヒ既知の同期基準ワー
ドＲＵＴパターン信号ｍと比較し、ハミング距離情報ｎ
を得る。これをしきい値Ｏと比較し正補状態信号ｐを得
るまでの過福は第一実施例と全く同様である。

ハミング距離情報ｎとしきい値０との比較の結果は、正
の同期基準ワードＲ１ｊＷパターンが受信されたと判定
された場合には、データ反転口賂加は動作せず、ハミン
グ距離情報ｎがそのままデータ反転回路Ｉの出力αとし
て得られる。また補の同期基準ワード１１１−が受信さ
れ九と判定された場合には、データ反転回路３０により
ノー之ング距離情報ｎが反転して、出力信号αとして補
の同期基準ワードｆＵＶｒｐｃ対するハミング距離情報
が得られる。毎回、同期基準ワードＲＯＷまたは補の同
期基準ワードＴ１１を受信するたびに、これらの信号α
およびＰが得られノ〜ミング距離情報αは記憶回路諺に
、同期基準ワードＲＵＴの極性を示す信号ｐは超フレー
ム中の位相を判別するのに十分な］１０段数を持つシフ
トレジスタ３１に：それぞれ同期基準ワードＲＵＮ送信
の周期を持つタロツク信号／に同期して取込まれる。こ
こで、記憶回路ｎはシフトレジスタ３１と同様にＮ語の
記憶容量を持ち常に最新のＮ語のデータが記憶されるよ
うになっている。

このようにして、新しい同期基準ワードＲＵＴが受信さ
れる度に受信正補パターンｒが送出されるが、その受信
正補パターンｒが超フレーム中の位相判別に使用できる
程度に確かであるかどうかの判定社、加算器羽を用いて
行われる。すなわち、この加算器（は毎回１ｆｔＫ−わ
たりハミング距離情報を加算する。この加算器おの加算
結果８は、現在得られている正補パターンｒの確からし
さを定量的に示すものであり、この値Ｃはあらかじめ定
められたしきい値と比較器あにて比較され、これがしき
い値以上の場合にのみ正補パターンｒが超フレームの位
相を判別するために使用される。これはゲート蕊の制御
により行われる。

ここで、第６図における比較６蕊は、第５図に示されて
いる第一実施例の比較善美に相幽する。

以下、超フレーム同期確立までの過程は、前記第一実施
例と同様である。

以上説明したように本発明によれば、超フレームの位相
を超フレーム周期の中で速やかに判別することができ、
しかも超フレームの同期状態監視を連続的に行うことが
できるので長い周期の超フレーム構造を持つ通信系にお
いても、その通信系に参加しようとしている一般局は超
フレーム同期確立までに、要する時間を短かくすること
ができる。

また、超フレーム同期が外れた場合でも、次の超フレー
ム周期を待たすに短い時間で、正しくこれを検出し、再
同期を設定することが可能となる勢の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の送信側要部ブロック構成図。第２図は第１図に×印で示した点の入力あるいは、出力
波形を示す動作タイムチャート。第３図は従来例の受信側要部ブロック構成図。第４図は本発明第一実施例の送信側要部ブロック構成図
。第５図は本発明第一実施例の受信側要部ブロック構成図
。第６図は本発明第二実施例の要部ブロック構成図。１．９、怒・・・排他的論理和ゲート、２・・・送信超
フレームカウンタ、３・・・デコーダ、５．１５．２７
・・・ゲ−）、６・・・検出器、７、お・・・受信超フ
レームヵ９ンタ、訃−初期値設定回路、１ｏ・・・−７
リツプ７０ツブ、１２・・・符号系列発生器、１３・・
・初期パターン発出回路、１６．１９．３１・・・シフ
トレジスタ、１７．１８゜２０．３４．３６・・・比較
器、２１・・・フレームナンバカウンタ、２２・・・パ
ターン発生器、腕・・・信号発生器、第・・−モノマル
チバイブレータ、（資）・・・データ反転回路、３２・
・・記憶回路、お・−加算器。　　′特許出願人　日本
電気株式会社、−１７、代理人　　弁理士井　出　直　
孝ジ、“ゝ゛ｒ’、；’、、Ｊノ・− ハ　２　図児　４　図第　５　図」　６　口

Claims

【特許請求の範囲】

（１）同期の基準となるバースト信号を送信する１個の
基準局と、この基準局の送信する信号に同期して割当て
られたタイミングにバースト信号の送信を行う複数の一
般局とを含み、前記基準局とこの一般局との送信する信
号が超フレームを構成する時分割多元接続方式の超フレ
ーム同期方式において、前記基準局に、超フレーム周期
以上の周期の位相を判別することができこの超フレーム
周期でリセットされる符号系列を発生する手段と、前記
同期の基準となるバースト信号に含まれるユニークワー
ドを前記手段の発生する符号系列により正補変調する手
段とを備え、前記一般局（、前記基準局から受信した前
記ユニークワードの正補に変調された状態を検出する手
段と、この手段により検出された正補に変調された状態
を示すパターンから超フレームの位相を決定しその位相
に？信越フレームカウンタを同期させる手段とを備えた
ことを特徴とする超フレーム同期方式。
（２）正補に変調され良状態を検出する手段に％受信さ
れ九ユニークワードと基準局から送信された正変調のユ
ニークワードとのハミング距離を求める手段と、受信さ
れ九ユニークワードと記憶された標準のユニークワード
とを比較し全ビットが一致する場合と全ビットが不一致
の場合との間に定められた値をしきい値として一致する
ビット数がこのしきい値より大きいか小さいかによって
受信されたユニークワードの正補に変調された状態を判
定する手段とを含む特許請求の範囲第（１）項記載の超
フレーム同期方式。
（３）一般局に、正補に質請された状態を判定する手段
の判定の結果と、ハミング距離とを同期用基準バースト
が受信される周期で連続的に記憶する記憶手段と、ハミ
ング距離を積算することにより正補変調された状態のパ
ターンの確がらしさを演算する手段と、この手段により
演算された確からしさが所定の値以上であるときに決定
された位相を有効とする手段とを備えた特許請求の範囲
第（３）項記載の超フレーム同期方式。