JPS593911B2 - 通信回線の同期方式 - Google Patents

通信回線の同期方式

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JPS593911B2
JPS593911B2 JP53101731A JP10173178A JPS593911B2 JP S593911 B2 JPS593911 B2 JP S593911B2 JP 53101731 A JP53101731 A JP 53101731A JP 10173178 A JP10173178 A JP 10173178A JP S593911 B2 JPS593911 B2 JP S593911B2
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JP
Japan
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random number
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synchronization
circuit
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JP53101731A
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JPS5528620A (en
Inventor
和 森山
孝男 「き」生川
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS5528620A publication Critical patent/JPS5528620A/ja
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Expired legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/12Transmitting and receiving encryption devices synchronised or initially set up in a particular manner

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は良好な伝送品質が得られないたとえは短波無線
回線などにおいてディジタル符号伝送の送受信を行なう
場合に効果的な同期方式に関する。
従来の同期方式では送信局の原隋報のディジタル符号の
フレーム同期符号と、この原隋報に乱数をかけて送信す
る乱数ディジタル信号の乱数同期符号とは別々のもので
あつた。しかも後者の同期符号には誤り訂正を施してな
いので、受信した乱数同期符号が途中の無線回線で誤り
を生じることがあれば正しく原情報に復元されないので
原情報の同期もとれないという欠点があつた。またたと
え乱数同期符号が正しく受信されたとしても、乱数同期
符号以外の乱数符号の中に誤りがあつて原端報の同期符
号が誤ることになれは原精報のフレーム同期もとれない
こと、誤り対策として乱数同期符号と原隋報の同期符号
に別々に誤り訂正のためのパリテイコードを付加するこ
とは、ディジタル信号の冗長分が大きくなること等の問
題があり有効な手法とは言えなかつた。本発明は上記従
来の欠点を除くために行つたもので、秘匿性を考慮して
送信側でディジタル信号に乱数をかけて送信するとき本
方式を採用すれは送受信間の原精報のフレーム同期は乱
数の同期符号が正しくとれるかどうかで一義的に決定す
る。
しかも原端報と乱数同期符号に別々にパリテイコードを
付加する必要がないので、パリテイコードによるディジ
タル符号の冗長が少なくそれだけ回線における誤りの発
生も少くなるので、同期が正J 確にとれ迅速で有効な
ディジタル符号伝送が行われることが特徴である。以下
本発明を実施例によつて詳細に説明する。第1図は本発
明を実施した送信装置の構成例図、第2図は同じく受信
装置の構成例図、第3図は本・ 発明方式によるディジ
タル符号伝送時の送信伝送フォーマット、第4図は第3
図のフォーマット受信時の受信伝送フォーマットである
へ まず第1図と第3図によつて送信装置とその動作を説明
する。
第1図において1は外部より入力するデイジタル符号を
タイミング調整するための一時的な記憶回路(Mt)で
、いまタイミング(パルス発生)回路7にて発生させた
クロツクTl,にて第3図1−Tの直列デイジタル信号
が図示せぬ外部の装置から連続して1の入力端に入力す
るものとする。この場合イの制御ライン信号によつてN
l,。2,...nt,nt+,・・・で示した各フレ
ーム毎の先頭ビツト位置は知らされる。
第3図の1−Tの信号は1フレームが10ビツトずつで
構成されるデイジタル符号で、N,,n2・・・はおの
おの1フレームを構成している。たとえは1フレーム目
のn1は1〜10ビ゛ント、2フレーム目のN2は11
〜20ビ゛ント、NLフレーム目はm−9〜mビツトで
それぞれ構成されている。また1,2,3,・・・m−
9,・・・M,m+1・・・はフレーム中の2進法の1
またはOの各ビツトを表わしている。さて第1図のメモ
リ1に一時記憶されたデイジタル信号は同じく1フレー
ム毎に同期信号付加回路2(St)に出力し口の制御ラ
インにてイと同様に各フレームの先頭ビツトの位置を知
らせる。この回路2では送受信間の同期を合わせるため
の同期符号を適当フレーム数毎に区切つて付加する。こ
の同期符号によつて送受信間のフレーム同期を合わせる
のであるが、フレームの区切り方は1フレームのビツト
数によつて異る。たマしこの例では説明をわかり易くす
るため2フレームに1回ずつその先頭に5ビツトよりな
るフレーム同期符号を付加し、しかもどれも同一共通の
5ビツト符号を用いた場合を示してある。第3図の2−
Tはこの同期符号付加回路2の出力デイジタル符号で、
Nは原情報のフレーム同期符号でSl,S2・・・S5
のビツトから成立つて2フレームごとに付加されている
。また第1図のT,2はこの回路2を制御するクロツク
である。次段の3は乱数回路(CP,)で、2−Tのよ
うな原情報デイジタル信号に乱数をかけてクロツクT,
3に従つて次段4に出力する。
第3図3−Tはこの出力デイジタル符号である。あらか
じめ送、受信間で設定してある乱数同期符号の組合わせ
とその送出順序および乱数同期符号による原情報の変更
方法等を含む乱数かけ方の規則に従つてNが入力する度
に乱数の手法が変わる。たとえば2−Tの最初のNの5
ビツトがN,xに変化する。N,xはビツト数は5で変
わらないがビツト内の符号はS,lX,S,2X・・・
Sl5Xに変化する。さらに具体的に示すとNが2進法
でS,S2S3S4S5=10010で構成されていた
とすれば、N,xはSllXSl2XSl3XSl4X
Sl5X=01001のように変化する。次のNはN3
Xになるがそのビツト構成はN,xとはまた異なる。同
様にしてN5x,Ntxもこの乱数回路3で作られこれ
らは循環的に変化する。さらにこれらの乱数同期符号N
lx,N3x,N5x,・・・Ntxによつてそれぞれ
次の乱数同期符号までの原情報(この例では2フレーム
分)に乱数がかけられる。たとえはN,xによつてNl
,n2フレームが乱数をかけられその結果としてN,x
となり、N3XによつてN3とN4フレームはN3Xに
、NtxによつてNtとNL+,フレームはNLXにそ
れぞれ変化する。このように乱数回路3では第3図の2
−Tを3−Tに変えるとき、フレーム同期信号N毎に乱
数のパターンを打合わせてある規則に従つて変えて他の
デイジタル符号を作る。すなわち乱数パターンのため原
情報はビツトの配列が変えられる。たとえばn1とN2
のフレームでは1,2,3,・・・20のように配列さ
れていた原情報は4,7,9,・・・20,19,10
のようなN,xにビツト配列が変更される。この乱数同
期符号による原情報への乱数のかけ方はたとえば乱数同
期符号によつて決まる乱数加算符号と原情報との2進数
による加算などのあらかじめ定めてある手段が用いられ
る。なおこの例のように5ビツトで乱数パターンの組合
わせを作る場合には乱数の組合わせは25X5!=38
40通りあり、一般にnビツトを用いれは2nXn!通
りの組合わせができる。
従つて乱数の組合わせの要求によつてビツト数nを選べ
はよい。声た乱数同期符号N,x,N3x・・・Ntx
・・・は受信局側で他の符号をこの乱数同期符号と誤つ
て判定しないように鋭い相関関数のピークをもつ符号系
列を選ぶことが必要である。次に第1図の4はパリテイ
コード付加回路(E,l)で、無線回線における同期符
号の誤りを受信側で訂正できるように送信側でパリテイ
コードを付加する回路であり、クロツクTl4で動作す
る。
第3図の3−Tデイジタル符号の乱数同期符号が回路3
から回路4に入力する度にその制御信号ラインハからは
その先頭のビツト位置を知らせ、Nlx,N3x,N5
x・・・Ntx・・・それぞれの後に誤り訂正のための
パリテイコードを4ビツト付加する。このパリテイコー
ドのビツト数は訂正能力および乱数同期符号のビツト数
によつて異る。第3図の4−Tはこのパリテイコードが
付加されて回路4から出力されるデイジタル符号を示し
、3−TのNlXはNllX9N3X(まN3lX9N
tXはNtlXにそれぞれ変化する。そしてたとえはN
llXではSllX・・・S,5Xの5ビツトに対して
パリテイコードPl,X,・・・Pl4Xの4ビツトが
付加されている。同様にしてN3,x,・・・Nt,x
にもそれぞれ4ビツトのパリテイコードが付加される。
たマしこの回路4ではN,X,n3X,・・・NtX・
・・については変化はなく3−Tと4−Tのこの部分は
全く同じである。すなわちパリテイコードは3−Tの乱
数同期符号のみに付加する。パリテイコード付加回路4
の出力は送信機5の変調回路に送られ、4−Tのデイジ
タル符号で変調された特定周波数の電波は送信機5−ア
ンテナ6によつて送信信号として送出される。次に上記
の送信信号を受信側で復元する受信装置の構成とその動
作を第2図と第4図によつて説明する。
第2図の受信装置においてアンテナ15、受信部8を経
て復調された信号は第4図の4−Rのデイジタル信号と
して誤り訂正回路9に入力する。4−Rは無線回線で誤
りを発生しないときは第3図の4−Tと全く同一の符号
構成になる筈であるが、ここでは4−Rの△印のビツト
が誤りを生じたものとする。
誤りというのは無線回線の途中で2進コードの1がOに
、Oが1に変化したことであつて、具体的には4−Rで
はSl3X,7,l99S32Xラ319409st5
X夛Mpm−5のビツトが誤りをおこしたものとする。
この誤りを生じたビツトおよびフレームには4−Rでは
バー印を付加してNllXはNl,X,n,XはNlX
のように表わしてある。第2図の回路9(EpR)は第
1図のパリテイコード付加回路4(Ept)に対して受
信側の乱数同期符号の誤り訂正を行う回路で、送信側と
同一周波数のタイミング回路13から供給されるクロツ
クパルスT24によつて動作する。
回路9は信号4−Rが入力し始めると回路内部のメモリ
装置に入カデイジタル符号を順に記憶させ、入力される
ビツト毎にいま受信したビツトとこれより前に受信した
8ビツトとの合計9ビツトで後の4ビツトをパリテイと
して誤り訂正を施し、次段の乱数復元回路10(CPR
)に訂正した5ビツト分を出力する。そして回路10に
おいて乱数の鍵にあたる同期符号であると確認した時は
二の制御ラインによつて誤り訂正回路9に確認の通知信
号(以後乱数同期開始信号という)を送出する。例で示
すと第4図4−Rのデイジタル符号ではNllXのP,
4Xのビツトが回路9に入力し、Sl,X,Sl2X,
?青X′Sl4X2Sl5XツPllXラPl2X2P
l3X2Pl4Xの計9ビツトで後の4ビツトPl,X
,・・・Pl4Xをパリテイとして誤り訂正を施し、S
,3XをSl3Xとした後のSllX,Sl2X,Sl
3X,S,4X,Sl5Xからなる3−RのNlXの符
号を第2図の9αラインより回路10に送り出した時の
み二のラインから乱数(同期)開始位置通知信号を出す
。かくして第4図3−RのN,xはN,,xの訂正され
た乱数同期符号であり、NlXは前記のように鋭い相関
関数のピークをもつ符号系列のパターンを利用している
ので、入カビツト毎に上記のような操作をし回路9と回
路10の間でこの判定を行つても誤つて他のビツト位置
で乱数開始位置通知信号を出す確率は非常に小さい。さ
て乱数復元回路10で一度乱数の開始位置通信信号(N
l,xに対するNlx)を判定すると、送信側の乱数回
路3と同じ規則であらかじめ設定してある乱数復元回路
10内の設定値に対応して次の乱数同期符号の位置すな
わち第4図4−Rの7N寺、のS3lOのビツト位置を
第2図二の制御ラインを使つて回路10が回路9に通知
する。
このようにして順次乱数同期符号の最初のビツト位置す
なわち第4図のN3lXO)S3lx・・・NtxOS
txの位置を遂次第2図の制御ラインニより誤り訂正τ
回路9に通知する。誤り訂正回路9では乱数開始位置
信号以後はこの制御ラインニから乱数同期信号の最初の
ビツト位置が通知されると、このビツトを含めて後の9
一ビツトで誤り訂正を行う。
たとえば第4図4−R9のNπτではS7C,・・・,
S,5X,P3,X,・・・P34Xの後半4ビツトを
パリテイとし計9ビツトで誤り訂正をすると、第4図3
−R(7)S3lx,・・・S35Xよりなる訂正され
た乱数同期符号N3Xを出力する。なお乱数開始位置判
定以後は乱数復元回路10の構成を容易にするために9
bラインから回路9はデイジタル符号を回路10に出力
する。上記の例では第1図の乱数回路(CP,)3は第
2図の2−Tのデイジタル符号に対して3−Tのフレー
ム同期信号N毎に乱数をかけているが、あらかじめ送、
,受信局間の乱数設定約束による設定値に対応させて回
路10よりの制御信号二によつて乱数同期の通知信号を
回路3に送るようにすれはどのNの位置で乱数をかけて
もよい。たとえは最初のNで乱数をかけたら次は3回目
に乱数回路3に入力されるNで乱数をかけてこれに対応
するr乱数同期符号をフレームの前に付加し送信しても
よい。
なお第4図の4−Rのマπτ部分のエラービツトの数が
訂正可能な範囲を超えている場合は乱数復元回路10で
は乱数開始位置の判定ができない。そして次のN3,X
で訂正してこれに対するN3Xを乱数開始位置とみなし
て以後前述と同じ動作を誤り訂正回路9と乱数復元回路
10の間で行う。T23は回路10を制御するためのク
ロツクである。9a,9b両ラインを通じて乱数同期符
二号の誤りが正しく訂正されて乱数復元回路10に入
力すると、第4図の3−Rのデイジタル符号は回路10
の内部であらかじめ送受間で設定してある手法に従つて
2−Rのように復元される。
すなわち3−RのNlXによりNlXの4,7,9,・
・・ 二20,19,10のビツト配列が2−R(17
)n1とN2のビツト配列1,2,3,・・・9,10
,11,12,・・・19,20のように復元される。
これは送信側の第2図2−TO)n1とN2に対応した
ビツト配列である。その後で第4図の3−RO)N,x
5は2−R(7)Nに復元される。Nのビツト配列はS
l,S2,・・・S5である。同様にして3−Rの′N
3Xにより?\の23,n,27,29,・・・40,
25,32のビツト配列が2−RO)N3,n4のビツ
ト配列21,22,・・・28,29,30,31,3
2,33,・・・39,40のように復元され、これは
送信側の第3図2−TのN3とN4に対応するビツト配
列になる。その後で3−RのN3Xは2−RO)Nに復
元される。このようにして乱数同期信号毎に乱数復元回
路10内部でも 4との原情報に復元されるが、第4図
3−R(7)Ntxは2−ROnt(5nt+1に、N
txはNに復元される。そしてこの2−Rが回路10の
デイジタル符号出力として次段の回路11に送出される
。第2図の回路11はフレームおよびビツトの同期抽出
回路(SR)で、タイミング回路13よりのクロツクT
22によつて動作する。回路10から第4図2−Rのデ
イジタル符号がこの回路11に入力すると、同期符号N
によつて2フレームずつ送信局側の同期に正しく追従し
、その出力には第4図1−Rのデイジタル符号が現われ
る。フレーム同期が正しくとれるとビツト同期も同時に
修正される。なお第2図の制御ラインホはフレームの位
置を知らせる制御信号の送り出し線で、2フレーム毎の
先頭ビツトの位置を知らせる。次段の回路12は出力の
タイミング調整をするメモリ回路(MR)で、第4図1
−Rのデイジタル信号を1フレームずつ外部線路14に
送り出しもとの信号を復元する。
また制御ラインへは第2図の外部にあるプリンタ等の装
置に制御ラインホの出力から1フレームの先頭ビツトの
位置を知らせるための出力を与えるためのものである。
以上の説明のように送信局側でもとのフレーム同期信号
Nに乱数をかけ、この乱数同期信号に誤り訂正のための
パリテイを付加して送信し、受信局側では誤り訂正を行
い乱数同期符号のみ正しく受信すれはもとの同期符号N
は回路10内部で一義的に正しく復元できる。
なお第4図1−Rの原情報中の7,19,31等がエラ
ー誤りとなつたまま送出してもフレーム同期のエラーと
は無関係で、かつこのフレーム毎のデイジタル符号出力
14をたとえはアナログ信号に変換するような場合には
少しばかりのエラーは問題にならない。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ本発明を実施した送信装
置および受信装置の構成例図、第3図は本発明方式によ
るデイジタル符号伝送時の送信伝送フオーマツト、第4
図は第3図のフオーマツト受信時の受信伝送フオーマツ
トである。 1,12・・・・・・メモリ、2・・・・・・同期符号
付加回路(S,)、3・・・・・・乱数回路(CPl)
、4・・・・・・パリテイコード付加回路、5・・・・
・・送信機、6,15・・・・・・アンテナ、7,13
・・・・・・タイミングパルス発生器、8・・・・・・
受信部、9・・・・・・誤り訂正回路(EpR)、10
・・・・・・乱数復元回路(CPR)、11・・・・・
・同期抽出回路(SR.)、14・・・・・・外部線路
、イ〜へ・・・・・・制御ライン。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 原情報のディジタル符号に秘匿のために乱数をかけ
    てディジタル符号伝送を行う場合に、送、受間にて原情
    報の一定フレーム数毎に挿入しかつ循環的に変化する乱
    数同期符号とその組合わせおよび各乱数同期符号による
    原情報符号への乱数のかけ方を打合わせておき、送信側
    においては原情報の一定フレーム毎にその先頭に乱数同
    期符号とその誤り訂正のためのパリテイコードを付加挿
    入すると共に上記一定フレーム毎の原情報にその乱数同
    期符号によつて定まる乱数をかけて送信し、受信側では
    受信した乱数同期符号について誤り訂正を行つたのち乱
    数同期符号であることを確かめてから乱数同期開始位置
    を判定して上記乱数同期符号毎のフレーム同期をとりま
    た乱数をかけられた原情報符号をあらかじめ定めてある
    手法によつて原情報符号に復元出力させることを特徴と
    する通信回線の同期方式。
JP53101731A 1978-08-23 1978-08-23 通信回線の同期方式 Expired JPS593911B2 (ja)

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JPS5528620A JPS5528620A (en) 1980-02-29
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JP2715408B2 (ja) * 1986-10-15 1998-02-18 日本電気株式会社 デジタル情報伝達方式
US4911834A (en) * 1988-10-27 1990-03-27 Triton Engineering Services Company Drilling mud separation system
WO2002084936A1 (fr) * 2001-04-13 2002-10-24 Fujitsu Limited Appareil de transmission et appareil de reception

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