JPS63197137A - フレ−ム同期方式 - 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】 〔概　要〕 暗号化されたデータ信号の復号処理のためのフレーム同
期方式において、受信データの欠落中は、欠落時間に対
して安定度がよい内部クロックのカウント値を用いて同
期状態を確保し、データが正常に受信されているときに
は、内部クロックのカウント値を再生されたデータクロ
ックのカウント値に一致させることにより、短時間の受
信データの欠落があっても受信データの復号を可能にす
ることができる。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ディジタル無線装置において、暗号化された
データ信号の復号処理のためのフレーム同期方式に関す
る。特に、フレームの使用効率を高め、かつフェージン
グその他の妨害に対しても強いフレーム同期方式に関す
る。

〔従来の技術〕

暗号化されたデータの伝送では、受信側で送信側にフレ
ーム同期をとらなければ、暗号化されたデータ（例えば
音声データ）信号の復号を行なうことができない。

第５図は、ディジタル無線通信において、暗号化（秘話
）された音声データを伝送するための従来例フレーム構
成図である。

暗号化された音声データ！ｙｏ１，５０３は小さなブロ
ックに分割され、暗号化された音声データを復号するた
めの復号情報５０５．５０７が各ブロックの先頭に付加
される。したがって、フェージングその他の原因により
受信データに欠落が発生して再生クロックが乱れ、フレ
ーム同期がずれてしまった場合でも、次のブロックの復
号情報が正しく受信されたならば、そのブロックの音声
データは正しく受信復号できるようになっている。

このように、暗号化された音声データと、それを復号す
るための復号情報とが１対ｌに対応し、しかも細かく分
割されているので、フェージングその他の影響を受けた
場合でも、ただちに正常動作へ復帰させることができる
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

復号情報は、その伝送中にフェージングその他の原因に
より、また伝送誤りにより、その一部に欠落あるいは誤
りが生じた場合には、次の伝送データの復号が不可能に
なるために、冗長性を持たせたビット構成にする必要が
あり、一般に長くなる傾向にある。暗号化強度（復号の
困難さ）を高める場合にも同様である。

一方、音声データなどは、フェージングなどにより音声
データの復号が不可能になった場合に、音声の途切時間
をできるだけ短くするためにあまり長くできない。

このように、従来のフレーム同期方式では、■復号情報
を周期的に送らなければならない、■伝送データ長は長
くできない、などの理由でフレームの使用効率が悪かっ
た。

本発明は、このような従来の問題点を解決するもので、
暗号化データの伝送において、フレームの使用効率を高
め、かつフェージングその他の原因による誤同期状態を
回避できるフレーム同期方式を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は、本発明の原理ブロック図である。

本発明のフレーム同期方式に使用される信号のフレーム
構成は、データフレーム内に同期制御用の情報が挿入さ
れた構成である。

図において、同期検出手段１０１は、受信データを入力
し、同期制御用の情報を検出して同期状態であるか否か
を判断する。

データクロックカウンタ１０３は、データ信号から再生
されたデータクロックでカウントする。

内部クロックカウンタ１０５は、マスタクロツタを分周
してデータクロックに対応したクロックレートを有する
内部クロックでカウントする。

スイッチ手段１０７は、同期検出手段１０１が同期状態
であることを検出しているときに、データクロックカウ
ンタ１０３のカウント値を内部クロックカウンタ１０５
へ移ス。

フレーム同期制御手段１０９は、内部クロックカウンタ
１０５のカウント値からフレーム番号を決定し、このフ
レーム番号から得られたカウント値がデータクロックカ
ウンタ１０３のカウント値に相当するように、データク
ロックのスタッフディスタップを制御する。

、〔作　用〕 本発明のフレーム同期方式に用いられるフレームは、細
かく分けられたデータブロックに短い同期制御用の情報
が挿入された構成である。

この同期制御用の情報が受信されているときには、内部
クロックカウンタ１０５およびデータクロックカウンタ
１０３の両カウント値が相応するようにし、フレーム同
期制御手段１０９において、データクロックに応じたス
タッフディスタッフを行なうことにより、フレーム同期
をとることができる。

また・フェージングその他の原因により、受信信号レベ
ルが低下し、受信データに欠落が生じるような事態にな
った場合には、フェージング同期制御手段１０９におい
て、内部クロックカウンタ１０５のカウント値にデータ
クロックカウンタ１０３のカウント値が相当するように
、データクロックのスタッフディスタッフを行なうこと
により、フレーム同期を容易にとることができる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は、本発明のフレーム同期方式に用いられるフレ
ーム構成例を示す図である。

フレームへフダ２０１は、音声データの復号のための情
報であり、暗号化された音声データ２０３．２０５が細
めζく分割されて配置され、その間に同期制御用の情報
としてユニークワード（ＵＷ）２０７．２０９が挿入さ
れる。

第３図は、本発明の一実施例のブロック構成図である。

！、　　　　と　１゛との、・　− ここで、本発明の実施例と第１図上の対応関係を示して
おく。

同期検出手段１０１は、シフトレジスタ３０１と、１フ
レームカウンタ３０３と、ユニークワード判定回路３０
５と、同期保護回路３１０に相当する。

データクロックカウンタ１０３は、データクロックカウ
ンタ３２１に相当する。

内部クロックカウンタ１０５は、内部クロック゛カウン
タ３２３に相当する。

スイッチ手段１０７は、スイッチ３３１に相当する。

フレーム同期制御手段１０９は、内部クロックカウンタ
３２３のカウント値からフレーム番号を決定し、フレー
ム番号からデータクロックカウンタ３２１のカウント値
を演算する演算回路３４１と、演算されたカウント値と
データクロックカウンタ３２１のカウント値とを比較し
て一致するようにデータクロックのスタッフディスタッ
フを制御する信号を送出するクロックパルス制御回路３
４３と、スタッフディスタッフ回路３４５に相当する。

］濱へｌ戊 以上のような対応関係があるものとして、以下本発明の
実施例について説明する。

第３図において、受信データは、ユニークワードの語長
（例えば８ビツト）を有するシストレジスタ３０１とス
タッフディスタッフ回路３４５に入力される。データク
ロックを入力し１フレ一ム分のカウントを行なう１フレ
ームカウンタ３０３の出力は、シフトレジスタ３０１の
出力とともに、ユニークワード判定回路３０５に接続さ
れる。ユニークワード判定回路３０５の出力は、同期保
護回路３１０に接続される。

内部マスタクロック３２５の出力は、ディジタルＰＬＬ
回路３２７および分周器３２９に接続される０分周比は
、データクロックと等しいクロックレートを得る値であ
る。ディジタルＰＬＬ回路３２７の出力はデータクロッ
クカウンタ３２１に接続され、分周器３２９の出力は内
部クロックカウンタ３２３に接続される。データクロッ
クカウンタ３２１０カウント値出力は、スイッチ３３１
を介して内部クロックカウンタ３２３のプリセット端子
に接続される。スイッチ３３１の切換制御端子には、同
期保護回路３１０の出力が接続され、る。

内部クロックカウンタ３２３の出力は、そのカウント値
からフレーム番号を決定し、フレーム番号からデータク
ロックカウンタ３２１のカウント値を演算する演算回路
３４１に接続される。演算回路３４１の出力と、データ
クロックカウンタ３２１の出力は、クロックパルス制御
回路３４３に接続され、各カウント値が一致するように
データクロックのスタッフディスタッフを制御する信号
をスタッフディスタップ回路３４５に送出する。

スタッフディスタップ回路３４５からフレーム同期がと
られたデータが取り出される。

同期保護回路３１０は、データクロックカウント値３２
１０カウント値を内部クロックカウンタ３２３に移すた
めの条件を与える誤同期防止カウンタ３１１と、ユニー
クワードの誤同期を防止するための後方保護カウンタ３
１２と、ユニークワードの同期はずれを防止するための
前方保護カウンタ３１３と、誤同期防止段数Ａｓおよび
後方保護段数ＢＣ（ＡＳ＞ＢＣ）をそれぞれ誤同期防止
カウンタ３１１および後方保護カウンタ３１２にプリセ
ットするプリセント回路３１４，３１５と、各カウンタ
３１１，３１２，３１３のカウント値と誤同期防止段数
ＡＳ、後方保護段数ＢＣ，前方保護段数ＦＣとをそれぞ
れ比較して一致するか否か（カウント値が最大値になっ
たか否か）を判断するカウント値判定回路３１６．３１
７，３１８と、その他ゲート回路などを含む。

カウント値判定回路３１６の出力（誤同期防止カウンタ
３１１のカウント値と誤同期防止段数ＡＳが一致したこ
とを示す）は、スイッチ３３１の切換制御端子に接続さ
れる。カウント値判定回路３１７の出力（後方保護カウ
ンタ３１２のカウント値と後方保護段数ＢＣが一致いた
ことを示す）は、演算回路３４１に接続される。

なお、フレームヘッダ２０１の最後が検出されたときに
は、データクロックカウンタ３２１および内部クロック
カウンタ３２３がリセットされ、また、同期保護回路３
１０の各プリセット回路３１４．３１５に対してトリガ
を与える構成である。

ｍ、　　　　　＋λ肱作 第４図は、フェージング時の各クロックおよび受信信号
の状態を説明する動作説明図である。

以下、第２図ないし第４図を参照して本発明実施例の動
作について説明する。

データ信号から再生されたデータクロックと、内部クロ
ック（水晶発振器の自動発振による内部マスククロック
３２５と分周器３２９を介して得られたクロック）とに
、それぞれ同期してカウントするデータクロックカウン
タ３２１および内部クロックカウンタ３２３は、データ
信号が受信されて復号用の情報（フレームヘッダ２０１
）が得られたときに、リセットされてカウントが開始さ
れる。

正常受信が行なわれているときには、ユニークワード判
定回路３０５および同期保護回路３１０において、ユニ
ークワード（ＵＷ）が検出されており、スイッチ３３１
が閉じて、データクロックカウンタ３２１のカウント値
が内部クロックカウンタ３２３に移される（プリセット
される）。したがって、演算回路３４１ではデータクロ
ックカウンタ３２１のカウント値と等しいカウント値が
得られている。すなわち、内部クロックとデータクロッ
クとは完全に同期状態であり、スタッフディスタップ回
路３４５では所定のタイミングでユニークワードの抜き
取りが行なわれ、データのみが抽出される。

ここで、フェージングその他の原因により、受信信号レ
ベルが低下して受信データに欠落が生じた場合（第４図
斜線部分）には、スイッチ３３１が開となり、内部クロ
ックカウンタ３２３は分周器３２９から出力される内部
クロックをカウントする。すなわち、データクロックカ
ウンタ３２１のカウント値が乱れても、演算回路３４１
で内部クロックカウンタ３２３のカウント値から得られ
たカウント値（データブロックが受信され始めてから何
番目であるか）により、クロックパルス制御回路３４３
はそれらが等しくなるようにスタッフディスタップ回路
３４５に対して、データクロックのスタッフディスタッ
フ制御を行なう。

スタッフディスタップ回路３４５では、データクロック
のずれを補正するように動作する。すなわち、第４図に
示す例ではデータクロックが乱れてカウントが先行した
場合であり、このときにはクロックパルス制御回路３４
３は、スタッフディスタッフ回路３４５に対してフレー
ム番号Ｌ＋１のところでデータクロックのスタッフ（間
引き）を行なう。

このように、受信データに欠落が生じても、データクロ
ツタに代わって内部クロックがフレーム同期をとること
ができる。

なお、本発明のフレーム同期方式では、内部クロックの
精度が安定度が比較的よい（大数ｐｐｍ　）ことを利用
しており、したがって内部クロックがデータクロックに
対して、１／２フレ一ム分ずれるまでの受信データの欠
落がない限り、フレーム同期がとられ正しく復号を行な
うことができる。

すなわち、たとえば１フレーム、を１２８ビツト、クロ
ックレートを１６ｋＨｚとし、内部クロックの安定度を
±３ρｐｌとすると、約１１分までの欠落に対応するこ
とができる。これは、フェージングその他の原因により
通常考えられる受信信号レベルの低下の時間に比べて、
充分に余裕のある時間である。

さらに、正常な受信が行なわれているときには、常に内
部クロックとデータクロックの各カウント値が一致する
ように動作するので、内部クロックの安定度が問題とな
ることはない。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明によれば、細かく分割されたデ
ータブロックに対して、短い同期制御用の情報（ユニー
クワード）を付けてフレーム同期制御を行なっているの
で、フレームの使用効率の改善効果がすぐれている。た
とえば、１２０ビツトのデータに対して８ビツトのユニ
ークワードを付けた場合には、フレーム使用効率は約９
３％である。

また、フェージングその他の障害に対しても、データブ
ロックが細か（分けられているので、復号処理における
実用上の問題はほとんどない。また、データブロックが
短いので、スタッフディスタップ処理のためのメモリを
小さくすることができる。

このように、本発明はフレームの使用効率を下げること
なく、フェージングその他の障害による受信データ欠落
が発生しても、誤りなく受信データを復号することがで
きる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は本発明のフレーム構成例を示す図、第３図は本
発明の一実施例のブロック構成図、第４図はフェージン
グ時の動作説明図、第５図は従来例フレーム構成図であ
る。 図において、 １０１は同期検出手段、 １０３はデータクロックカウンタ、 １０５は内部クロックカウンタ、 １０７はスイッチ手段、 １０９はフレーム同期制御手段、 ３０１はシフトレジスタ、 ３０３は１フレームカウンタ、 ３０５はユニークワード判定回路、 ３１０は同期保護回路、 ３１１は誤同期防止カウンタ、 ３１２は後方保護カウンタ、 ３１３は前方保護カウンタ、 ３１４．３１５はプリセット回路、 ３１６〜３１８はカウント値判定回路、３２１はデータ
クロックカウンタ、 ３２３は内部クロックカウンタ、 ３２５は内部マスタクロツタ、 ３２７はディジタルＰＬＬ回路、 ３２９は分周器、 ３３１はスイッチ、 ３４１は演算回路、 ３４３はクロックパルス制御回路１ ．３４５はスタッフディスタップ回路である。 キット日月やジ１．フ゛ロ、、、７１刃１カ〔５シ士と
イ列７Ｌ−ｌ＼Ａミー）、万さご１）り第２図 ／４疋法例フＬ−４構■日 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 データフレーム内に同期制御用の情報が挿入されたフレ
   ーム構成の信号を用い、 受信データを入力し、前記同期制御用の情報を検出して
   同期状態であるか否かを判断する同期検出手段（１０１
   ）と、 データ信号から再生されたデータクロックでカウントす
   るデータクロックカウンタ（１０３）と、マスタクロッ
   クを分周して前記データクロックに対応したクロックレ
   ートを有する内部クロックでカウントする内部クロック
   カウンタ（１０５）と、 同期検出手段（１０１）が同期状態であることを検出し
   ているときに、データクロックカウンタ（１０３）のカ
   ウント値を内部クロックカウンタ（１０５）へ移すスイ
   ッチ手段（１０７）と、内部クロックカウンタ（１０５
   ）のカウント値からフレーム番号を決定し、このフレー
   ム番号から得られたカウント値がデータクロックカウン
   タ（１０３）のカウント値に相当するように、前記デー
   タクロックのスタッフディスタップを制御するフレーム
   同期制御手段（１０９）と を備えたことを特徴とするフレーム同期方式。