專利名稱:周期性數(shù)字信息傳輸系統(tǒng)的制作方法
本發(fā)明涉及周期性數(shù)字信息傳輸中的幀同步方法的改進(jìn)。
正象第56-35059號日本專利公開文件，“周期性數(shù)字信息傳輸中的幀同步方法”，中敘述的那樣，發(fā)電廠及類似地方使用的周期性數(shù)字信息傳輸中的常規(guī)幀同步方法都是只用一個(gè)固定位的單一碼型方法。其原因如下假設(shè)數(shù)據(jù)的同步由于干擾(如通訊電路中的不規(guī)則現(xiàn)象)而中斷且引起失步，在干擾消除之后將進(jìn)入同步引入起始狀態(tài)。在這種情況下，如果同步碼不是單一的，那么同步引入可能在不正確的時(shí)間在進(jìn)行。如果發(fā)生這種情況且長時(shí)間送出固定碼型的數(shù)據(jù)時(shí)，那么，在這段時(shí)間內(nèi)可能把錯(cuò)誤的信息送至某個(gè)接收點(diǎn)。此外，由于這個(gè)差錯(cuò)，信息將被錯(cuò)誤地復(fù)位，從而引起很大的麻煩。為了消除上述麻煩，在幀同步方法中使用的同步碼型必須是單一碼型，就數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)而言，它不能隨機(jī)地產(chǎn)生。
下面參照圖23簡要描述一下日本專利公開文件第59-35059號中所描述的幀同步方法的格式。這種格式一幀長度為90位，其組成為10位同步信號、總數(shù)為72位的信息位和校驗(yàn)位以及每隔8個(gè)信息位和校驗(yàn)位插入的固定位(共8個(gè))。同步信號由9個(gè)連“0”及其后的一個(gè)“1”組成，總共為10位。由于固定位是象上面所述的那樣插入的，因此，除了同步信號之外不可能出現(xiàn)9個(gè)連“0”。這樣，同步信號就可以作為所謂的“單-碼型”被檢出。然而這個(gè)方法為使同步信號成為單一碼型而增加了固定位，降低了傳輸效率。為了在有限的傳輸率內(nèi)(例如在使用保護(hù)繼電器裝置的前提下)傳送盡可能多的數(shù)據(jù)，固定位的數(shù)量必須越少越好。
本發(fā)明就是鑒于上述情形而作出的，它的目的就是提出一種周期性信息傳輸系統(tǒng)中的幀同步方法，使用最少的固定位來實(shí)現(xiàn)單一碼型，從而提高傳輸效率。
根據(jù)本發(fā)明提出的方法，每幀的待傳輸信息的信息位和固定位均分成二場即無須增加固定位的第一場和需要加入固定位的第二場。由于第一場的比特碼型并不具備第二場與同步信號組成的比特碼型的固有特性，因而可以得到鑒別同步信號的幀同步方法，可以減少一個(gè)幀中插入的固定位的數(shù)量，也就可以提高傳輸頻率。
圖1.是采用本發(fā)明方法的裝置之實(shí)施例的方框圖。
圖2.是本發(fā)明的一幀數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式(比特碼型)。
圖3.是用來解釋圖2中格式的優(yōu)點(diǎn)的一種比特型格式。
圖4.是用來鑒別圖3中的關(guān)系的電路方框圖。
圖5.是用來解釋圖3中關(guān)系的鑒別程序的流程圖。
圖6.也是一種數(shù)據(jù)格式。是對圖2所示格式的一種改進(jìn)。
圖7.是用來解釋圖6中的格式的優(yōu)點(diǎn)的一種碼型格式。
圖8.是用來鑒別圖7中的關(guān)系的電路方框圖。
圖9.還是一種數(shù)據(jù)格式，它是對圖2中的格式的又一改進(jìn)。
圖10.是使用本發(fā)明以外的方法時(shí)的數(shù)據(jù)格式。
圖11.是本發(fā)明使用的又一種數(shù)據(jù)格式。
圖12.是對圖11中的格式的一種改進(jìn)。
圖13和14.都是數(shù)據(jù)格式，它們都是對圖12所示格式的改進(jìn)。
圖15.是根據(jù)本發(fā)明的方法的第二個(gè)實(shí)施例的方框圖。
圖16.是第二實(shí)施例中所用的一種格式。
圖17.是用來解釋圖16中的格式的優(yōu)點(diǎn)的一種碼型格式。
圖18.是對圖16所示格式的一種改進(jìn)。
圖19.是解釋圖18所示格式的優(yōu)點(diǎn)的一種碼型格式。
圖20.是對圖18所示格式的一種改進(jìn)。
圖21.是對圖19所示格式的一種改進(jìn)。
圖22.是對圖21所示格式的一種改進(jìn)。
圖23.是使用本發(fā)明以外的一種方法的格式。
圖24A至24H.均為時(shí)序圖，分別表示了圖1中的裝置產(chǎn)生圖2所示的碼型時(shí)信號E20至E27的產(chǎn)生時(shí)間。
圖25.表示了產(chǎn)生圖2所示的碼型時(shí)固定位插入電位24的電路方框圖。
圖26.表示了產(chǎn)生圖2所示的碼型時(shí)固定位插入電路26的電路方框圖。
圖27.是一流程圖，用來解釋在圖1中的電路部件29至31用微機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí)使微機(jī)取出圖2中的比特碼型的程序。
圖28.是對圖27中的流程圖的一種改進(jìn)。
圖29.是一流程圖，用來解釋當(dāng)圖1中的電路部件29至31用微機(jī)來實(shí)現(xiàn)時(shí)使微機(jī)取出圖6所示的比特碼型的程序。
圖30.中的流程是對圖29的流程圖的一種改進(jìn)。
圖1是一種使用了本發(fā)明的周期性信息傳輸系統(tǒng)中的幀同步方法的裝置之實(shí)施例的方框圖。該裝置使用的數(shù)據(jù)格式如圖2至14所示。
參照圖1，時(shí)鐘發(fā)生器20將時(shí)鐘E20送至各部分，同步信號發(fā)生器21產(chǎn)生9個(gè)連“0”的同步信號E21，信息位發(fā)生器22產(chǎn)生包含待傳輸?shù)男畔⑻柕男盘朎22，計(jì)數(shù)器23對時(shí)鐘發(fā)生器20的輸出進(jìn)行計(jì)數(shù)，并在同步信號的產(chǎn)生完成之后發(fā)出對應(yīng)于第一場(A)(以后再細(xì)述)的44位計(jì)數(shù)輸出E23(時(shí)鐘發(fā)生器20將時(shí)鐘信號送至圖1中包括計(jì)數(shù)器在內(nèi)的各部分，這個(gè)時(shí)鐘信號的流動(dòng)如箭頭所示，這是常規(guī)技術(shù)故在圖1中來畫出)。固定位插入電路24在信號E21和E22中每隔8個(gè)信息位在緊隨計(jì)數(shù)器23的輸出E23之后插入一個(gè)固定位“1”，從而得到合成信號E24。
校驗(yàn)位發(fā)生器25將常規(guī)的CRC校驗(yàn)碼(舉個(gè)例子來說)即循環(huán)冗余校驗(yàn)碼加到插入電路24的輸出信號E24上，得到合成信號E25。固定位插入電路26在計(jì)數(shù)器23有輸出E23，插入電路24停止產(chǎn)生固定位時(shí)，對剩下的信息位和校驗(yàn)位每隔8位插入一個(gè)固定位“1”，插入電路26產(chǎn)生的信號為E26。固定位插入電路24和26的輸出E24和E26按時(shí)基串行連結(jié)，調(diào)制器27將這樣的一個(gè)合成信號調(diào)制成一個(gè)用于傳輸?shù)男盘朎27。
解調(diào)器28將調(diào)制器27送來的信號E27解調(diào)成原始碼型并產(chǎn)生解調(diào)后的信號E28。幀同步檢測器27檢出同步信號(E21)中的碼型FP，并把檢測到的同步輸出SY遞入一串/并變換器30。串/并變換器30把檢測器29的輸出作為幀的定時(shí)基準(zhǔn)，把包括在信號E28中的接收碼進(jìn)行串/并變換，然后將并行輸出E30送至接收數(shù)據(jù)處理器31。輸出信號SV表示相連的各幀之間的邊界，它起到信號E28中各幀數(shù)據(jù)的串/并變換的起始提示的作用。處理器31包括一個(gè)微機(jī)(μCPu)。這個(gè)微機(jī)本身的結(jié)構(gòu)沒有什么特征，故對其硬件的描述在此就省略了。串/并變換器30也是用先有技術(shù)建立起來的，故對它的描述也省略了。但是幀檢測器29的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及的功能是與本發(fā)明密切相關(guān)的，以后再參照圖4舉例說明。
圖2表示了本發(fā)明所用的一種信號格式。參考符號FP表示同步信號，A和B分別表示第一場和第二場。第一場是由信息位或者校驗(yàn)位兩者之一或者兩者形成的，而第二場是由固定位加上信息位或校驗(yàn)兩者之一或兩者形成的，于是，第一場A和第二場B就組成了信息位+檢驗(yàn)位+固定位的組合。同步信號FP的位長為9位，全為“0”。第二場包括作為固定位“1”的末端位、信息位和校驗(yàn)位，固定位“1”每隔8位插入1個(gè)，插入的固定位的總數(shù)為5。A場的長度M為44位，B場的長度N為37位。一幀的長度為常規(guī)長度90位，如圖23所示。
圖3是用來解釋圖2所示的格式的優(yōu)點(diǎn)的一種碼型格式，它表示了偽同步信號PFP出現(xiàn)在圖2中的A場未尾時(shí)的情況。偽同步信號由9位全“0”組成，也就是說，與信號FP一樣(同步碼型以后簡稱為FP)。偽同步信號PFP可以用下列手段和信號FP區(qū)分開來。
第二場B是在同步信號FP之前，并與之緊密相鄰。在B場中，由于固定位是每隔8位插入的，因此不可能出現(xiàn)同步碼型19個(gè)連續(xù)的“0”)，不出現(xiàn)同步碼型的位長與同步信號的位長之和為N+L＝4b位。圖3表示了當(dāng)前幀的同步信號及下一幀的同步信號(用虛線表示的FP)之間的關(guān)系。同步碼型在A場中的非同步區(qū)間之后才出現(xiàn)，這個(gè)間隔的長度即為A場的長度M。在圖示的情況下，這個(gè)長度為44位，這樣M(1)于N+L，N+L＝46，即L+N＞M。在這種情況下，同步信號緊隨第二場B，第一場A不可能為相同的碼型。即使信號PFP不是出現(xiàn)在A場末端的一個(gè)部分中，上面提出的關(guān)系仍保持不變。因此，信號FP可以很清楚地與信號PFP區(qū)別開來。
圖4是用來鑒別圖3中的關(guān)系的一個(gè)電路裝置的方框圖，即用來從包括偽同步信號PFP的一幀數(shù)據(jù)中檢出真同步信號FP的電路。在這個(gè)電路中，包括在經(jīng)解碼的信號E28中的接收碼被存在移位寄存器1中。寄存器1中的內(nèi)容E1由解碼器2進(jìn)行解碼。如果有同步碼型出現(xiàn)，將有輸出AFP產(chǎn)生(也就是說，解碼器包括一個(gè)使用同步碼作為比較數(shù)據(jù)的比較器)。用移位寄存器進(jìn)行碼型檢測及解碼器都是常規(guī)技術(shù)，在此對它的詳細(xì)描述就省略了。輸出AFP被送至計(jì)數(shù)器3的清零端CL，使計(jì)數(shù)器3清零。計(jì)數(shù)器3對與接收碼同步的時(shí)鐘(其頻率和圖1中的時(shí)鐘E20相同)進(jìn)行計(jì)數(shù)。比較器4把計(jì)數(shù)器3的計(jì)數(shù)值E3與常數(shù)K進(jìn)行比較(這里K定義為N+L-1＝45)，如果計(jì)數(shù)值超過K，比較器4即產(chǎn)生輸出E4。這個(gè)輸出E4由一延遲元件(D型觸發(fā)器)5延遲1比特。延遲輸出E5送至與門6的一個(gè)輸入端，輸出AFP送至與門6的另一個(gè)輸入端。不論信號E28包含真同步信號還是偽同步信號，輸出AFP都會(huì)產(chǎn)生，但只有在計(jì)數(shù)器3清零并計(jì)滿45個(gè)或多于45個(gè)時(shí)鐘脈沖CK之后，產(chǎn)生的同步信號才是真同步信號。例如，在圖3所示的情況下，偽同步信號PFP出現(xiàn)之前1電位時(shí)計(jì)數(shù)最大值為44-1＝43。在收到真同步信號FP時(shí)，與門將產(chǎn)生同步檢測輸出SY。
上述電路從圖2所示的格式中取出同步信號FP，這個(gè)格式可以用常規(guī)技術(shù)很容易地產(chǎn)生下面將參考圖24至26詳細(xì)描述另一種形成圖2所示格式的方法。
圖2所示的格式具有與常規(guī)幀長相同的幀長，即90位。由于第一場A不需要固定位，因此有4位可以用作信息位，從而實(shí)現(xiàn)上面所述的提高傳輸率的目標(biāo)，在使用高速、高可靠性的保護(hù)繼電裝置的場合中，可以保持單一碼型的條件，又可提高傳轉(zhuǎn)效率，從而具有很大的實(shí)際效果。
圖5是用軟件來鑒別圖3中的關(guān)系的流程圖，這個(gè)構(gòu)成圖1中的幀同步檢測器29的微機(jī)程序示于圖5中。微機(jī)(未畫出)逐位取出接收碼(E28)(步驟SO)，微機(jī)中的軟件計(jì)數(shù)器(未給出)也隨之逐次加“1”(步驟S1)。在步驟S2中，微機(jī)檢查9位接收碼中的各位是否全為“0”，如在步驟S2中的結(jié)果為“否”，流程也就結(jié)束;如在步驟S2中的結(jié)果為“是”，在步驟S3中微機(jī)檢查計(jì)數(shù)器3的計(jì)數(shù)值，即檢查該計(jì)數(shù)值是否超過46(＝N+L)。如在步驟S3中得出的結(jié)果是“是”，同步輸出將在步驟S4中產(chǎn)生，并在步驟S5中把計(jì)數(shù)器3清零;如果計(jì)數(shù)器3的計(jì)數(shù)值小于45，亦即在步驟S3中得出的結(jié)果為“否”，流程即直接跳到步驟S5，然后使計(jì)數(shù)器3清零，也不產(chǎn)生輸出Sy。用軟件完成的上述操作和用圖4中的硬件所完成的操作完全一致。這樣，如圖5所示，使用軟件技術(shù)可以很方便地從接收碼E28中檢測出同步信號FP。
圖6所示的數(shù)據(jù)格式是對圖2所示的數(shù)據(jù)格式的改進(jìn)。與圖2中的格式相比，圖6中的格式除了第一場A和第二場B前后倒置之外完全相同。
圖7是用來解釋圖6格式的優(yōu)點(diǎn)的碼型格式。更詳細(xì)地說，圖7表明了即使在第一場A中出現(xiàn)偽同步信號PFP時(shí)怎樣從第二場B緊跟著同步信號FP的碼型中鑒別出碼型。
正如圖7所示，檢測信號PFP之后直至檢出真同步信號(虛線FP)(第一種情況)，要經(jīng)過一個(gè)相當(dāng)于44位的最大時(shí)間間隔;檢測信號FP之后直至檢出偽同步信號(第二種情況)，至少要經(jīng)過一段第一場長度N與偽同步信號長度L之和(即N+L＝4b位)的時(shí)間間隔。如果信號PFP出現(xiàn)第一場A的始端，那么，第一種情況下的位數(shù)(44位)和第二種情況下的位數(shù)(≥46位)之差將會(huì)增大。因此，使用圖6中的格式也可以取得圖2所示格式的相同效果。即偽同步信號PFP可以與真同步信號區(qū)分開來。
圖8是用以鑒別圖7所示關(guān)系的電路方框圖。圖8的電路裝置與圖4相似，只是圖8中加了一個(gè)觸發(fā)器12，并且用比較器13取代了圖4中的比較器4。與圖4中的方式一樣，當(dāng)解碼器2按包含在接收碼(F28)同步碼型產(chǎn)生輸出AFP時(shí)，計(jì)數(shù)器3即被清零。輸出AFP被送入觸發(fā)器12的S端，觸發(fā)器12即被置位。因而輸出ASy即從觸發(fā)器12輸出。輸出ASy輸入至與門6A。在輸出AASy出現(xiàn)時(shí)，如計(jì)數(shù)器3已計(jì)滿45個(gè)時(shí)鐘CK(N+L-1＝45)，比較器13將根據(jù)計(jì)數(shù)輸出E3產(chǎn)生輸出E13，接著，與門6A產(chǎn)生同步檢測信號Sy。產(chǎn)生輸出Sy時(shí)，延遲元件5A在相應(yīng)于一個(gè)時(shí)鐘CK的一位之后輸出E5A。當(dāng)輸出E5A送至觸發(fā)器12的R端時(shí)，觸發(fā)器12即被復(fù)位，并準(zhǔn)備進(jìn)行下一次同步碼型檢測操作。偽同步信號PFP也產(chǎn)生輸出ASy，但是，正如上面參照圖7所述的那樣，計(jì)數(shù)器3達(dá)到最大計(jì)數(shù)值44時(shí)即被清零，它不會(huì)達(dá)到45。在這樣的情況下，輸出E13和Sy將不會(huì)產(chǎn)生。這樣，同步信號FP即可與信號PFP區(qū)別開來。
圖2所示格式與圖6中的格式的唯一不同之處在第一、二場位置前后顛倒。在考慮進(jìn)行由于信息位和固定位間的關(guān)系而引起的數(shù)據(jù)后期處理時(shí)，所以選擇圖2或圖6中的任一格式。
圖9是圖2所示格式的另一種改進(jìn)形式。圖9中，只有同步信號FP和第二場B中的固定位的內(nèi)容是與圖2相反的，具體地說是“1”、“0”相反。使用這樣一種裝置，上面所述的關(guān)系可以保持不變。
圖10所示的格式是不采用本發(fā)明的方法的格式。一幀由8位同步信號和其它67位，總共75位組成。同步信號由7位連“0”和1位“1”組成。每個(gè)信息位或校驗(yàn)位都插入一個(gè)固定位“1”，信息位和校驗(yàn)位的總數(shù)為58位。
圖1是本發(fā)明使用的另一種格式。這種格式與圖10中的格式相比，具有顯著的特點(diǎn)。參照圖11，同步信號是長度L為7位的全“0”，第一場A的長度M為37位，第二場B的長度N為31位，L、M、N滿足下列關(guān)系式L+N＞M。第二場B的兩端均插有固定位“1”，在數(shù)據(jù)串中至少每隔L-1＝6位插入一固定位“1”。B場中不會(huì)產(chǎn)生視在同步信號或稱偽同步信號。除同步信號和6個(gè)固定位之外的一幀的位數(shù)為37+6×4+1＝62。與圖10中的情況相比，位數(shù)增加4位。因此，使用圖11所示的格式可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，即提高傳輸效率。
圖12中的格式為圖11中的格式的改進(jìn)，與圖11中的情況相比，第二場B中固定位的位置有所變化。更詳細(xì)地說，在第二場末端的3個(gè)和4個(gè)信息或校驗(yàn)位之間以及在3個(gè)信息或校驗(yàn)位之后均插入一固定位“1”，這與圖11中信息或校驗(yàn)位的數(shù)目為6或1的情況不同。然而在圖12中固定位的總數(shù)與圖11中的相同。固定位的插入使得圖11和圖12都不產(chǎn)生同步碼型。圖11中達(dá)到的效果在圖12中也能達(dá)到。
圖13中的格式是圖12中的格式的一種改進(jìn)，它與圖12中的格式本質(zhì)上相同，只是同步信號FP1和第二場B1的交界處的比特分配有所不同。具體地體，同步信號FP1由1位“1”和其后的7位連“0”組成。在第二場B1的未端就不再插入固定位。如果圖12的第二場中的最后一位固定位是插在同步信號中，那么，邊界就被移動(dòng)1位。在這一點(diǎn)上，圖12和圖13的格式基本相同的概念。和圖12及圖13所示的那些相類似的邊界改相類似的改進(jìn)也屬于本發(fā)明的范圍。
圖14所示的格式是對圖12所示格式的另一種改進(jìn)格式。圖14中的格式和圖12中的格式本質(zhì)相同，只是在第一場中插入了一個(gè)“1”，而在以前幾種格式中都不需要插入這個(gè)固定位。為了指明相鄰數(shù)據(jù)串之間的分隔邊界，在第一場中插入了這個(gè)固定位。在這種情況下，這個(gè)固定位的插入不考慮同步信號的長度L。第一場A的比特碼型的特征與圖12中的相同。因此，圖14所示的改進(jìn)也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
可是，圖23中的常規(guī)方法的概念擴(kuò)充不在本發(fā)明之例。在圖23所示的情況下，固定位的插入與一幀中同步信號的長度有長，幀同步也是在這樣的條件下實(shí)現(xiàn)的。
圖15是本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的方框圖，圖16至22表示了其中所用的格式。圖15中的方框圖與圖1中的方框圖基本相同，只是部件21A、23A、24A和26A的工作情況分別與圖1中的21、23、24和26稍有不同。同步信號發(fā)生器21A產(chǎn)生8比特的同步信號E21A，它由7個(gè)全“0”和之后的1個(gè)“1”組成。計(jì)數(shù)器23A在同步信號E21A的末位之后36位產(chǎn)生輸出E23A。固定位插入電路24A在計(jì)數(shù)器23A產(chǎn)生輸出E23A產(chǎn)生輸出E23A之后，或者每隔6個(gè)信息插入一個(gè)固定位“1”。固定位插入電路26A在所剩的信息位和校驗(yàn)位中每隔6位產(chǎn)生一個(gè)固定位“1”。圖15中的其他裝置與圖1中的裝置相同。
圖16是本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例所用的一種格式。每幀由同步信號FP28位、第一場A36位第二場B31位共75位組成。信號FP2由7位“0”和其后的1位“1”組成。信號FP2中的這位“1”位于A場和B2場之間的邊界上。B2場和圖11中的相似，只是圖16中的B2場不具有圖11中的第二場B的末位固定位“1”，這個(gè)位置指配給了一個(gè)信息位或校驗(yàn)位。即使這樣，同步信號的位數(shù)與固定位的位數(shù)之?dāng)?shù)為13，這種圖11中的一樣。由第二場B2和同步信號FP2形成的碼形并不出現(xiàn)在第一場A的附近，因此可用與前一實(shí)施例相同的手段來檢測同步碼型。下面將參照圖17加以更詳細(xì)的描述。
圖17是用來解釋圖16中的格式優(yōu)點(diǎn)的碼型格式。特別在偽同步信號PFP出現(xiàn)在第一場A的末端和第二場B2的始端時(shí)，圖16所示的格式就具有優(yōu)點(diǎn)。在這種情況下，從同步信號FP2末端至偽同步碼型0-01的長度為M+1＝37位，從第二場B2的第二位至下一同步碼型(虛線表示的FP2)的未端的長度為N+L-1＝38位。因此，同步信號FP2可以清楚地與偽同步信號PFP區(qū)分開來。
圖18中的格式是圖16所示格式的一種改進(jìn)。它與圖16中的格式基本相同，只是第二場末端附近的比特碼型有所不同。具體地說，在圖18中固定位“1”插在1位和7位之間(見圖)，而在圖16中固定位“1”插在2位和6位之間。圖18中的固定位的總數(shù)與圖16相同。在圖18的格式中也可取得與圖16所示格式相同的效果。下面將參照圖19詳細(xì)描述。
圖19是用來解釋圖18所示格式的優(yōu)點(diǎn)的碼型格式。圖19中的格式與圖17基本相同，只是第二場B2的最后7位為全“0”，下一幀的同步信號(虛線表示的FP)的起始處也是“0”。這個(gè)同步碼型(即7位“0”加上1位“1”)不是由B2的最后7位“0”構(gòu)成的。因此，不出現(xiàn)同步碼型的區(qū)間與同步信號的長度之和為N+L-1＝38位，這樣，就產(chǎn)生了與圖17相同的結(jié)果。
圖20是圖18中的格式的一種改進(jìn)。這個(gè)格式與圖18中的格式相同，只是“1”和“0”相反。圖16或者圖18至20所示的格式都與圖14以前的幾種格式有所不同。在圖14中及以前各圖表示的格式中，同步信號位是全“0”或全“1”，或者在與第二段B的交界設(shè)置不同于相鄰位的邏輯值“1”或“0”，如圖13所示。但在圖16及后續(xù)各圖所示的格式中，在同步信號FP和第一段A之間插入了與在FP中占大多數(shù)的邏輯值“0”(或“1”)相反的邏輯值“1”(或“0”)。在這種情況下，L、M、和N滿足下列不等式L+N-1＞M+1，即L+N＞M+2，正如上面參照圖17或19描述的那樣。但由于在第二場B2的末端不要求有固定位，因此數(shù)據(jù)傳輸效率與圖2中的傳輸效率基本相同。
圖21所示的格式是圖20中的格式的一種改進(jìn)。圖21中的格式與圖20所示格式基本相同，只是第一場A與第二場B2前后倒置。圖20和圖21之間的關(guān)系與圖2和圖6間的關(guān)系相同。圖20中的效果在圖21中也能得到。
圖22中的格式是對圖21所示格式的一種改進(jìn)。它們之間基本相同，只是圖22中的格式中第二場B2的起始處是一個(gè)固定位“0”。圖22中的格式與圖14所示格式相近。即使為某種目的加上了固定位，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)也不會(huì)失去，除非在整幀中以小于某個(gè)預(yù)定值的間隔插入固定位。此外，即使包括了固定位后的同步信號的內(nèi)容是“01-10”，同步信號與第一場和第二場之間的邊界也只是主觀地改變，這樣本發(fā)明的范圍并沒有變化。
圖24A至24H示出了信號E20至E27的產(chǎn)生時(shí)刻，這些信號的作用是使圖1中的裝置產(chǎn)生圖2所示的碼型(格式)。圖24E中的信號E24由固定位插入電路24產(chǎn)生，如圖25所示。圖24G中的信號E26由固定位插入電路26產(chǎn)生，如圖26所示。
圖2中的一幀(90位)格式中的每一位都是由圖1中的時(shí)鐘發(fā)生器20產(chǎn)生的時(shí)鐘E20來確定的。同步信號發(fā)生器21與時(shí)鐘E20同步，輸出9個(gè)連“0”組成的同步信號E21(圖24B)。信息位發(fā)生器22在從信號E21的后沿(t20)起E20的65個(gè)時(shí)鐘的時(shí)間間隔(t40為止)內(nèi)，產(chǎn)生相應(yīng)的信息信信息E22(圖24C)。
在同步信號E21產(chǎn)生之時(shí)(t10)，計(jì)數(shù)器23就開始對時(shí)鐘E20計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器23的計(jì)數(shù)值達(dá)到54時(shí)(t30)，它將產(chǎn)生進(jìn)位輸出E23(圖24D)。計(jì)數(shù)器23接著響應(yīng)于下一個(gè)同步信號E21而即時(shí)清零，輸出E23在E21開始時(shí)(t50)即被截止，這樣就可得到表示一幀數(shù)據(jù)(t10至t50)的第二場的持續(xù)時(shí)間(t30至t50的信號E23)。
合成信號E21至E23及時(shí)鐘E20被送入圖25中的插入電路24中。同步信號E21和信息位信號E22被送至或門24的第一輸入端。信號E23送至D型觸發(fā)器(D·FF)242的D輸入端。D·FF242把E20作為時(shí)鐘。D·FF242在延遲E20的一個(gè)時(shí)鐘后輸出信號E242。信號E242的徑反轉(zhuǎn)的邏輯值和信號E23在與門243中相與，得到信號E243。這個(gè)信號中包括寬度為E20的一個(gè)時(shí)鐘的固定位FB1(圖24B)，信號E243被送至或門241的第二個(gè)輸入端。
信號E23和時(shí)鐘E20送至與門244。時(shí)鐘E20在信號E23保持在邏輯“1”期間(圖24D中的t30至t50)通過門244加與選通，并作為計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖244。
時(shí)鐘E244加至一模數(shù)為9的環(huán)形計(jì)數(shù)器245的時(shí)針輸入端CK，計(jì)數(shù)器245每隔9個(gè)脈沖輸出對應(yīng)于固定位的進(jìn)位輸出E245，這個(gè)輸出E245被送至與門246的第一輸入端。
脈沖E244也送入一模數(shù)為21的計(jì)數(shù)器247的時(shí)鐘輸入端CK。一旦計(jì)數(shù)器247計(jì)滿21個(gè)脈沖，它就輸出進(jìn)位脈沖E247。
信號E23送入復(fù)位/置位觸發(fā)器(RS觸發(fā)器)248的S端。RS觸發(fā)器248在E23的前沿置位，而在來自計(jì)數(shù)器247的信號E247的前沿復(fù)位。
RSFF248輸出門信號E248，這個(gè)門信號的寬度是從第二場B的起始時(shí)刻(圖24A中的t30)的21個(gè)時(shí)鐘(圖24A中的t40)。信號E248被送至與門246的第二個(gè)輸入端。兩個(gè)固定位(圖24E中的FB2和FB3)也通過門246。進(jìn)位輸出E245中的從門246來的輸出E246被送至或門241的第三個(gè)輸入端。從或門241可得到相當(dāng)于信號E21、E22、E243和E246之和的信號E24(圖24E)。
計(jì)數(shù)器245和247被信號E23的后沿(圖24D中的t50)同時(shí)清零，從而完成了處理下一幀的準(zhǔn)備工作。
圖1中的校驗(yàn)位發(fā)生器25在一幀內(nèi)從信號E24的后沿(圖24E中的A40)起產(chǎn)生校驗(yàn)位信號E25(圖24F)。信號E25、信號E23的時(shí)鐘E20均輸入至圖26中的插入電路26。信號E25首先送至或門261的第一個(gè)輸入端，信號E23和時(shí)鐘E20輸入或門264。模9環(huán)形計(jì)數(shù)器265和模21計(jì)數(shù)器267以來自門264的輸出E264作為時(shí)鐘。一旦計(jì)數(shù)器265計(jì)滿E264的9個(gè)脈沖時(shí)，它就輸出進(jìn)位輸出E265。一旦計(jì)數(shù)器267計(jì)滿E264的21個(gè)脈沖時(shí)，它就輸出進(jìn)位輸出E267。
計(jì)數(shù)器輸出E265和E267被輸入到與門266中。一旦計(jì)數(shù)器265計(jì)滿E264的9個(gè)脈沖時(shí)，E265就被送到與門266中。但是直至在計(jì)數(shù)器267計(jì)滿21個(gè)脈沖之前，從門266來的輸出E266一直保持為邏輯“0”。當(dāng)門264打開后(圖24A中的t30)，計(jì)數(shù)器267計(jì)到E264的21個(gè)脈沖時(shí)(圖24A中的t40)，B267才變成邏輯“1”，在時(shí)間(t40)以后的后續(xù)脈沖E265才通過門266。從門266輸出的信號E266包括有插第二場的校驗(yàn)位信號中的固定位(圖24G中的FB4和FB5)。信號E266被送至或門261的第二個(gè)輸入端，從或門261輸出相應(yīng)于E25+E266的信號即E26(圖24G)。
計(jì)數(shù)器265和267在信號E23的后沿(圖24D中的t50)同時(shí)清零，這樣就完成了處理下一幀的準(zhǔn)備工作。
信號E24(圖24E)和信號E26(圖24G)被結(jié)合在一起以形成具有圖2所示格式的一幀周期性數(shù)據(jù)(號24H)。
圖27是個(gè)流程圖，它舉例說明了在微機(jī)處理具有圖2或圖24A所示比特碼型的幀數(shù)據(jù)時(shí)，怎樣在微機(jī)中取出比特碼型。微機(jī)首先取出9位同步信號(圖24B中的t10至t20)(第10步)，然后微機(jī)取出第一場A(圖24C中的t20至t30)中的44個(gè)信息位(第12步)，并且使一變址計(jì)數(shù)器(未畫出)的內(nèi)容N清零(第14步)。
微機(jī)取出第二場B中的第一個(gè)定位(圖24E中的FB1)(第16步)以及后面的8個(gè)信息位(第18步)，變址計(jì)數(shù)器的內(nèi)容N從“0”增至“1”(第20步)，微機(jī)判斷N是否為2(第22步)。因N＝1(第22步結(jié)果為“否”)。所以微機(jī)取出定位FB2和8個(gè)信息位(第16步和第18步);因此，變址計(jì)數(shù)器的內(nèi)容增值(第20步)，N＝2被建立起來了(第22步中結(jié)果為“是”，第16至22步的循環(huán)也就結(jié)束了。
微機(jī)取出第二場B中的第三個(gè)固定位FB3(第24步)及后續(xù)的兩個(gè)信息位(第26步)，然后微機(jī)依次取出6個(gè)校驗(yàn)位(第28步)、第4個(gè)固定位(FB4)(第30步)、8個(gè)校驗(yàn)位(第32步)和第5個(gè)固定位(FB5)(第34步)，這樣取出了一幀數(shù)據(jù)碼型。
圖28表示了對圖27的流程圖的一種改進(jìn)。這種改進(jìn)表示了執(zhí)行與圖27相同的操作的另一種程序的流程圖。圖28中的第40至44步與第10至14步相同。但第46步以后的步驟則與圖27中的步驟有所不同。微機(jī)取出第二場B中的第一個(gè)固定位FB1(第46步)，把一個(gè)變址計(jì)數(shù)器(未畫出)的內(nèi)容N增“1”(第48步)。然后微機(jī)判斷這個(gè)內(nèi)容N是等于5(第50步)。在取出固定位FB1的那步中，已建立了N＝1(第50步判斷結(jié)果為“否”)，所以取出8個(gè)信息位，流程回到第46步。
固定位和信息位或校驗(yàn)位的取出要重復(fù)4次(第46步至第52步)，然后N＝5才被建立(第50步中判別結(jié)果為“是”)，此時(shí)一幀數(shù)據(jù)碼型的取出才告完成。
圖29為一流程圖，它舉例說明了在用微機(jī)處理具有圖6所示比特碼型的幀數(shù)據(jù)時(shí)，怎樣使一個(gè)微機(jī)取出圖6所示的碼型。微機(jī)先取出9位同步信號(第60步)變址計(jì)數(shù)器(未畫出)的內(nèi)容N即被清拾(第62步)接著，取出一個(gè)固定位(第64步)和第一場A中的8個(gè)信息位(第66步)。
當(dāng)這一個(gè)固定位和8個(gè)信息位被完全取出后，變址計(jì)數(shù)器的內(nèi)容N加“1”(第68步)。微機(jī)判斷N＝4是否已經(jīng)建立(第70步)。因?yàn)镹＝1(第70步中的判斷結(jié)果為“否”)，流程回流到第64步。第64步至第70步的程序重復(fù)四次。如果N＝4(第70步判斷結(jié)果為“是”)，又一個(gè)固定位接著被取出(第72步)。如果第一場B的數(shù)據(jù)取出已完成，第二場A的30個(gè)信息位即被取出(第74步)，14個(gè)檢驗(yàn)位也被取出(第76步)，這樣就完成一幀數(shù)據(jù)碼型的取出。
圖30是對圖29的流程圖的一種改進(jìn)，它表示了取出圖6中的比特碼型的另一種程序的流程圖。若30中第80至84步與圖29中的第60至64相同，圖30中的第86步以其后的步驟與圖29中的相應(yīng)步驟不同。在取出一個(gè)固定位后(第84步)，變址計(jì)數(shù)器的內(nèi)容N增1(第86步)，微機(jī)判斷N是否等于5(第88步)。如果N＝1，2，3或4，(第88步中的判斷結(jié)果為“否”)。那么第一場B中的8個(gè)信息位即被取出(第90步)，流程回到第84步。當(dāng)?shù)?4至90步的循環(huán)被重復(fù)5次之后(第88步判斷結(jié)果為“是”)，第二場A中的30個(gè)信息位即被取出(第82步)，14個(gè)校驗(yàn)位也被取出(第94步)，這樣就完成了一幀數(shù)據(jù)圖形的取出。
在圖27至30的流程圖中，固定位可以足“0”也可以是“1”。信息位和校驗(yàn)位的數(shù)目可以任意選定。最初的步驟(第10步，第40步，第60步和第80步)中同步信號(FP)的取出時(shí)刻可以用圖5中的軟件或者圖4或8中的硬件來確定。
按照本發(fā)明提出的在一個(gè)周期性信號傳輸系統(tǒng)中的幀同步方法，固定位只插在一幀的一半中，這樣使得包含固定位的這一半中不出現(xiàn)同步碼型，不出現(xiàn)同步碼型的那個(gè)區(qū)間和同步信號形成的碼型被用于一幀的其余一半之中。不需插入固定位的部分大約為一幀的1/2。這樣，與使用圖10或23的碼型的方法相比，傳輸效率被提高了。
權(quán)利要求
1.一種使用幀結(jié)構(gòu)的周期性信息傳輸系統(tǒng)中的幀同步方法，包括下列步驟·用L位同步信號、M位第一場、N位第二場構(gòu)成一幀數(shù)據(jù)格式，L、N、N滿足下列關(guān)系式L+N＞M，·用連續(xù)數(shù)位的全“0”或全“1”構(gòu)成L位同步信號；在第三場的兩端位置上都插入一個(gè)固定位“1”(或“0”；在只述兩端位置之間以一個(gè)不大于(L-1)位的位間距插入一個(gè)固定位“1”。
2.使用權(quán)利要求
1所述的方法的幀同步設(shè)備，包括·數(shù)據(jù)合成裝置，用來交替地產(chǎn)生包括第一場和第三場的傳輸數(shù)據(jù)，·幀同步檢測裝置，它對上所傳輸數(shù)據(jù)作出響應(yīng)，從上述傳輸數(shù)據(jù)中檢測出同步信號。
3.根據(jù)權(quán)利2的設(shè)備，其特征在于上述的幀同步檢測裝置包括·同步碼檢測裝置，它從對應(yīng)于傳輸數(shù)據(jù)的碼中檢測出具有與同步信號相同碼型的同步碼，·判別裝置，它對同步碼之后M位中的同步碼不起反應(yīng)，而把出現(xiàn)在M位后的數(shù)據(jù)串中的同步碼判定為同步信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3的裝置，其特征在于上述判別裝置包括·計(jì)數(shù)裝置，在檢出同步碼時(shí)該裝置被清零，在清零之后該裝置對其頻率相當(dāng)于傳輸數(shù)據(jù)的傳輸率的時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù);·選通裝置，該裝置只有在上述計(jì)數(shù)裝置達(dá)到相當(dāng)于M位的某個(gè)值后才輸出同步碼作為同步信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2的裝置，其特征在于上述的數(shù)據(jù)合成裝置包括·產(chǎn)生同步信號的同步產(chǎn)生裝置;·產(chǎn)生包括在上述幀中的信息位的信息位產(chǎn)生裝置;·位置信號發(fā)生裝置，它產(chǎn)生一個(gè)表示上述幀中第二場的位置的場位置信號;·第一固定位插入裝置，它只在場位置信號產(chǎn)生時(shí)后才以一個(gè)預(yù)定的位間距在信息位中插入固定位。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5的裝置，其特征在于上述數(shù)據(jù)合成裝置還包括·校驗(yàn)位產(chǎn)生裝置，用來在未產(chǎn)生信息位的幀內(nèi)位置上產(chǎn)生包括在上述幀中的校驗(yàn)位;·第二固定位插入裝置，用來在場位置信號產(chǎn)生之后，以預(yù)定的位間距在校驗(yàn)位中插入固定位。
7.一種具有幀結(jié)構(gòu)的周期性信息傳輸系統(tǒng)中的幀同步方法，包括下列步驟·用L位同步信號、M位第一場和N位第二場來構(gòu)成一幀數(shù)據(jù)格式;·把同步信號中同步信號與第一場的交界處的那一位設(shè)為邏輯“1”(或邏輯“0”)，把同步信號的(L-1)位設(shè)定邏輯“0”(或邏輯“1”)，·在第二場和第一場的交界處插入一固定位“1”(或“0”)，在第二場中離同步信號和第二場間的交界L位內(nèi)的基-位置上插入一固定位“1”(或“0”);·在第二場中至少以(L-2)位的位間距插入固定位“1”(或“0”)，同步信號和第二場的交界處除外;·L、N、M滿足下列關(guān)系式，L+N＞M+2。
專利摘要
根據(jù)本發(fā)明的方法，一幀待傳輸信息中的信息位和校驗(yàn)位被分成二場(即不需插入附加固定位的第一場(A)和需要增加固定位的第二場(B))。由同步信號(FP)和第二場信號(B)形成的特碼型的固有特性在第一場(A)中并不出現(xiàn)，故可鑒別出同步信號(FP)，這樣可以減少插入幀中的固定位的數(shù)量，傳輸效益也就得以提高。
文檔編號H04L7/04GK86105554SQ86105554
公開日1987年4月22日 申請日期1986年7月30日
發(fā)明者山浦充 申請人:株式會(huì)社東芝導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan