(57)【要約】【課題】  受信したフレーム同期パターンに受信誤りが生じていた場合でもフレーム同期を確立できるようにする。【解決手段】  受信したフレーム同期パターンに想定される受信誤りがあってもそのフレーム同期パターンが同一の短縮パターンに変換されるような一定のデータ変換を受信データに施し、そのデータ変換出力から短縮パターンを検出してフレーム同期を確立する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信データからあらかじめ定められたフレーム同期パターンを検出してフレーム同期を確立するフレーム同期装置において、
受信したフレーム同期パターンに想定される受信誤りがあってもそのフレーム同期パターンが同一の固定パターンに変換される一定のデータ変換を受信データに施すデータ変換手段と、
このデータ変換手段の出力から前記固定パターンを検出する固定パターン検出手段と
を備えたことを特徴とするフレーム同期装置。
【請求項２】
前記データ変換手段は、前記フレーム同期パターンをＮビット、ただしＮ≧１、で構成される複数のグループに分割し、２つのグループから、Ｍビット目、ただし１≦Ｍ≦Ｎ、の値の排他的論理和を求める手段を含む請求項１記載のフレーム同期装置。
【請求項３】
前記データ変換手段は、前記フレーム同期パターンをＮビット、ただしＮ≧２、で構成される複数のグループに分割し、互いに全てのビットが同一、または互いに全てのビットが反転している２つのグループから、Ｍビット目、ただし１≦Ｍ≦Ｎ、の値の排他的論理和を求める手段を含む請求項１または２記載のフレーム同期装置。
【請求項４】
前記想定される受信誤りは、グループのＭビット目の論理が反転する誤りである請求項２記載のフレーム同期装置。
【請求項５】
前記想定される受信誤りは、グループのＭビット目の論理が、他のビットの論理と同じ、あるいは他のビットの論理の反転となる誤りである請求項３記載のフレーム同期装置。
【請求項６】
前記想定される受信誤りは全ビット反転であり、前記データ変換手段は、前記フレーム同期パターンのビット数のデータに対して互いに隣接するビット間で排他的論理和を求める手段を含む請求項４記載のフレーム同期装置。
【請求項７】
前記受信データはＤＱＰＳＫ変調（Differential Quadrature
Phase Shift Keying）信号を復調した信号であり、伝送データがＡn、Ｂn、Ａn+1、Ｂn+1、Ａn+2、Ｂn+2、...であって復調に依存してＡ、Ａ-、Ｂ、Ｂ-（Ａ-、Ｂ-はそれぞれＡ、Ｂの論理反転）の１６通りの組み合わせの受信状態があるとき、前記データ変換手段は、前記フレーム同期パターンの奇数ビット目と偶数ビット目とが同じ論理の組同士および異なる論理の組同士でそれぞれ、奇数ビット目同士および偶数ビット目同士の排他的論理和をそれぞれ求める手段を含む請求項５記載のフレーム同期装置。
【請求項８】
前記固定パターン検出手段が前記固定パターンを検出したにもかかわらずそのときの受信データと前記フレーム同期パターンとが一致していない場合にはそれらが一致するように受信データの該当ビットを反転させる、または該当ビットを入れ替えるビット反転／入替手段を備えた請求項１記載のフレーム同期装置。
【請求項９】
前記ビット反転／入替手段は、前記固定パターン検出手段の検出出力に同期して前記受信データをフレーム処理することより検出される受信誤りに応じて受信データの該当ビットを反転または入れ替える請求項８記載のフレーム同期装置。
【請求項１０】
受信データからあらかじめ定められたフレーム同期パターンを検出してフレーム同期を確立するフレーム同期方法において、
受信したフレーム同期パターンに想定される受信誤りがあってもそのフレーム同期パターンが同一の固定パターンに変換される一定のデータ変換を受信データに施し、
この一定のデータ変換が施された受信データから前記固定パターンを検出する
ことを特徴とするフレーム同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレームに構成されたディジタルデータの受信に関する。特に、受信データのフレーム同期に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル伝送システムでは、フレームを構成し伝送する場合、受信側でフレーム同期をとる必要がある。この方法として、一般的には、伝送信号にフレーム同期パターンを付加しておき、受信側のフレーム同期装置でそのパターンを検出して、フレーム同期信号を生成する。
【０００３】
図２は従来例のフレーム同期装置を示すブロック構成図である。この従来例では、同期パターン検出回路２１を備え、受信データからフレーム同期パターンが検出されると、その同期パターン検出タイミングをフレーム同期信号として出力する。
【０００４】
誤り訂正等を含んだデータ処理は、このフレーム同期信号に基づき実行される。また、伝送速度の高速化、長距離化とともに、伝送効率改善のため、様々な変調方式が用いられている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−１７７４９１
【特許文献２】特開２０００−１７４７４４
【特許文献３】特開２０００−３２４１１６
【特許文献４】特開平６−１６９２９７
【特許文献５】特開平５−１１０５５５
【特許文献６】実開平５-８５１４０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光伝送システムでは、光送信装置や光受信装置の構成により、検出した光信号の符号が反転したり、他のビットを検出したりする場合がある。
【０００６】
具体的な例としては、光信号フォーマットがＤＰＳＫ（Differential Phase Shift Keying：差動位相変調）信号の場合、マッハツェンダ干渉器により、ＤＰＳＫ信号を強度変調信号に変換するが、この際、マッハツェンダ干渉器の設定により、検出した光信号の全ビットが符号反転する可能性がある。また、光信号フォーマットがＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature PSK）信号の場合、受信器において光信号を２つに分離して、それぞれマッハツェンダ干渉器を用いて位相のＩ成分とＱ成分を検出するが、一方の成分の検出の際に、マッハツェンダ干渉器の設定により、誤って他方の成分を検出したり、あるいは、全ビット反転して検出したりする可能性がある。
【０００７】
このように、データを反転して検出したり、他のビットを検出したりする状況では、受信データにフレーム同期パターンが含まれていても、フレーム同期を行うことができず、通信を開始することができない。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決し、誤ってビット反転して検出したり、他のビットを検出したりする状態時において、フレーム同期パターンを検出することができるフレーム同期方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一の観点によると、受信したフレーム同期パターンに想定される受信誤りがあってもそのフレーム同期パターンが同一の固定パターンに変換される一定のデータ変換を受信データに施すデータ変換手段と、このデータ変換手段の出力から前記固定パターンを検出する固定パターン検出手段とを備えたことを特徴とするフレーム同期装置が提供される。
【００１０】
前記データ変換手段は、前記フレーム同期パターンをＮビット、ただしＮ≧１、で構成される複数のグループに分割し、２つのグループから、Ｍビット目、ただし１≦Ｍ≦Ｎ、の値の排他的論理和（ＸＯＲ）を求める手段を含むことができる。これにより、グループのＭビット目の論理が反転する受信誤りに対応することができる。
【００１１】
前記データ変換手段は、前記フレーム同期パターンをＮビット、ただしＮ≧２、で構成される複数のグループに分割し、互いに全てのビットが同一、または互いに全てのビットが反転している２つのグループから、Ｍビット目、ただし１≦Ｍ≦Ｎ、の値の排他的論理和を求める手段を含むこともできる。これにより、グループのＭビット目の論理が、他のビットの論理と同じ、あるいは他のビットの論理の反転となる誤りに対応することができる。
【００１２】
前記想定される受信誤りが全ビット反転である場合、前記データ変換手段は、前記フレーム同期パターンのビット数のデータに対して互いに隣接するビット間で排他的論理和を求める手段を含むことができる。
【００１３】
前記受信データがＤＱＰＳＫ変調信号を復調した信号の場合、伝送データがＡn、Ｂn、Ａn+1、Ｂn+1、Ａn+2、Ｂn+2、...であって、復調に依存してＡ、Ａ-、Ｂ、Ｂ-（Ａ-、Ｂ-はそれぞれＡ、Ｂの論理反転）の１６通りの組み合わせの受信状態があると想定される。この場合、前記データ変換手段は、前記フレーム同期パターンの隣接する二つのビットずつ、それらのビットが同じ論理の組同士および異なる論理の組同士で、それぞれ排他的論理和を求める手段を含むことがよい。
【００１４】
前記固定パターン検出手段が前記固定パターンを検出したにもかかわらずそのときの受信データと前記フレーム同期パターンとが一致していない場合にはそれらが一致するように受信データの該当ビットを反転させる、または該当ビットを入れ替えるビット反転／入替手段を備えることが望ましい。このビット反転／入替手段としては、前記固定パターン検出手段の検出出力に同期して前記受信データをフレーム処理することより検出される受信誤りに応じて受信データの該当ビットを反転または入れ替えるような構成が望ましい。
【００１５】
本発明の第二の観点によると、受信データからあらかじめ定められたフレーム同期パターンを検出してフレーム同期を確立するフレーム同期方法において、
受信したフレーム同期パターンに想定される受信誤りがあってもそのフレーム同期パターンが同一の固定パターンに変換される一定のデータ変換を受信データに施し、この一定のデータ変換が施された受信データから前記固定パターンを検出することを特徴とするフレーム同期方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フレーム同期パターンに受信誤りが生じている場合でも、確実にフレーム同期を確立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明実施例のフレーム同期装置を示すブロック構成図である。この装置は、受信したフレーム同期パターンに想定される受信誤りがあってもそのフレーム同期パターンが同一の固定パターン（以下「短縮パターン」という）に変換される一定のデータ変換を受信データに施すデータ変換回路１１と、このデータ変換回路１１の出力から短縮パターンを検出する短縮パターン検出回路１２とを備え、さらに、短縮パターン検出回路１２が短縮パターンを検出したにもかかわらずそのときの受信データとフレーム同期パターンとが一致していない場合にはそれらが一致するように受信データの該当ビットを反転させるビット反転回路１３を備える。
【００１８】
ビット反転回路１３としては、短縮パターン検出回路１２が短縮パターンを検出したときの受信データがフレーム同期パターンと一致するようなビット反転を行うものでもよい。しかし、短縮パターン検出回路１２で短縮パターンが検出されるまで対応する受信データを蓄えておく必要があり、しかも、それをフレーム同期パターンと比較する必要があり、回路構成が複雑になる。そこで、短縮パターン検出回路１２の検出出力に同期して受信データをフレーム処理することより検出される受信誤りに応じて、受信データの該当ビットを反転させる構成が望ましい。
【００１９】
ビット反転回路１３の代わりに、受信データの該当ビットを反転させるのではなく該当ビットを入れ替えるビット入替回路を用いることもできる。このビット入替回路は、受信誤りに応じて受信データの該当ビットを入れ替える構成とすることができる。
【実施例１】
【００２０】
図３はフレーム同期パターンと短縮パターンとの関係およびデータ変換回路の一例を示す。ここでは、受信誤りによる受信状態として、正常と全ビット反転の二通りを想定し、フレーム同期パターンがＦ６２８（１６進数、以下同様）であるとする。
【００２１】
この場合、データ変換回路１１として、フレーム同期パターンのビット数のデータに対して互いに隣接するビット間で排他的論理和を求める回路構成とする。この構成により、１６ビットのＦ６２８という値に対して、データ変換回路１１の出力が１５ビットで０Ｄ３Ｃという値になる。また、フレーム同期パターンが全ビット反転した０９Ｄ７（１６進数）に対しても、０Ｄ３Ｃが得られる。この０Ｄ３Ｃという値を短縮パターン検出回路１２で検出する。
【実施例２】
【００２２】
図４は論理反転および他ビット検出の異常受信状態の可能性がある状況に対応できるデータ変換回路の構成例を示す。ここでは、受信データがＤＱＰＳＫ変調信号を復調した信号であり、フレーム同期パターンがＦ６２８であるとする。
【００２３】
ＤＱＰＳＫ信号の場合、伝送データのビット列がＡn、Ｂn、Ａn+1、Ｂn+1、Ａn+2、Ｂn+2、...であって、復調に依存して、ＡおよびＢがともにＡ、Ａ-、Ｂ、Ｂ-（Ａ-、Ｂ-はそれぞれＡ、Ｂの論理反転）の４通りの受信状態がある場合、２ビットがまとまったＡＢについては１６通りの組み合わせの受信状態があると想定される。ここで、正常復調はＡＢであり、その他異常復調として、ＡＡ、ＡＡ-、ＡＢ-、...がある。表１にこれらの受信状態と同期パターンとの関係を示す。
【００２４】
【表１】
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このような論理反転および他ビット検出の異常受信状態の可能性がある状況に対応するため、図４に示すデータ変換回路１１は、表１に示したようにＦ６２８のフレーム同期パターンが１６通りの異なったパターンで受信された場合でも、排他的論理和の値が全て「００１１１１００００００」となるように構成される。したがって、排他的論理和の値がこの値であるか否かを短縮パターン検出回路１２で判定することにより、１６通りの異なったパターンで受信したとしても、フレーム同期パターンの受信の有無を判定することができる。
【００２５】
図５および図６は排他的論理和によるフレーム同期パターンの変換方法を説明する図である。
【００２６】
ＤＱＰＳＫのように２ビットを組とした異常受信状態がある場合は、図５に示すように、フレーム同期パターンをｂ１５とｂ１４、ｂ１３とｂ１２、ｂ１１とｂ１０、・・・、ｂ１とｂ０という具合に、２ビットずつのグループに分割する。フレーム同期パターンが１６ビットである場合には、８つのグループに分割する。そして、互いに全てのビットが同一である２つのグループ（ｂ１５ｂ１４とｂ１３ｂ１２、ｂ７ｂ６とｂ１ｂ０、およびｂ５ｂ４とｂ３ｂ２のそれぞれ）から、１つ目のビット同士および２つ目のビット同士の排他的論理和をとる。また、互いに全てのビットが反転している２つのグループ（ｂ１１ｂ１０とｂ９ｂ８）から、同じく１つ目のビット同士および２つ目のビット同士の排他的論理和をとる。
【００２７】
互いに全てのビットが同一である２つのグループから１番目または２番目のビット同士の排他的論理和をとると、仮にビット反転した場合でも両方の論理が共に反転するため、排他的論理和値は同一値となる。また、仮に他のビット、あるいはその反転した値が検出される異常があった場合でも、その検出されたビット自体は２つのグループで同じ値であるため、排他的論理和値は同一値となる。
【００２８】
また、互いに全てのビットが反転している２つのグループから１番目または２番目のビット同士の排他的論理和をとると、仮にビット反転した場合でも両方の論理が共に反転するため、排他的論理和値は同一値となる。また、仮に他のビット、あるいはその反転した値が検出される異常があった場合でも、その検出されたビットは２つのグループで互いに反転しているため、排他的論理和値は同一値となる。
【００２９】
このようにして、異常受信状態でフレーム同期パターンを受信しても、上記の法則により選択した排他的論理和値は正常受信状態と同一値となり、フレーム同期パターンを検出することができる。
【００３０】
以上の方法は、異常受信状態として、ビット反転と他のビットの検出との双方を想定している。ビット反転のみが想定される場合、すなわちＡＢの正常受信に対してＡ-Ｂ、ＡＢ-、Ａ-Ｂ-の異常受信状態がある場合には、任意の２つのグループを選択して、グループ内の１つ目のビット同士および２つ目のビット同士の排他的論理和をとればよい。この場合、仮にビット反転した場合でも、両方の論理とも反転するため、排他的論理和値は同一値となる。
【００３１】
以上説明した方法は、２ビットを組とした異常受信状態がある場合に限られるものではなく、Ｎビットを組とした異常受信状態がある場合にも適用できる。図６にＮ＝４の場合の例を示す。
【００３２】
この場合、まず、フレーム同期パターンをＮビットずつまとめて複数のグループに分割する。そして、互いに全てのビットが同一である２つのグループ（図６の例ではグループ１とグループ２）から、Ｍビット目（Ｍ＝１〜Ｎ）の値の排他的論理和をとる。このとき、仮にビット反転した場合でも、２つの値とも反転するため、排他的論理和値は同一値となる。また、仮に他のビット、あるいはその反転した値が検出される異常があった場合でも、その検出されたビット自体は２つのグループで同じ値であるため、排他的論理和値は同一値となる。
【００３３】
また、互いに全てのビットが反転している２つのグループ（図６の例ではグループ３とグループ４）から、Ｍビット目（Ｍ＝１〜Ｎ）の値の排他的論理和をとる。このとき、仮にビット反転した場合でも、２つの値が共に反転するため、排他的論理和値は同一値となる。また、仮に他のビット、あるいはその反転した値が検出される異常があった場合でも、その検出されたビットは必ず、２つのグループで互いに反転した値であるため、排他的論理和値は同一値となる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によれば、規則的な復調誤りを生じた受信状態であってもフレーム同期を行うことができ、同期確立後に受信状態に応じたビット反転を行うことで、復調誤りを訂正することも可能となる。また、伝送速度の高速化に伴いフレーム同期の並列処理（特許文献３、４参照）が必要になるが、本発明によれば、検索パターンのビット数を削減できるだけでなく、隣接ビット位置での並列検索において排他的論理和回路の共通化（同じ排他的論理和の削減）が可能なので、回路規模を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明実施例のフレーム同期装置を示すブロック構成図。
【図２】従来例のフレーム同期装置を示すブロック構成図。
【図３】フレーム同期パターンと短縮パターンとの関係およびデータ変換回路の一例を示す図。
【図４】フレーム同期パターンと短縮パターンとの関係およびデータ変換回路の別の例を示す図。
【図５】排他的論理和によるフレーム同期パターンの変換方法を説明する図。
【図６】排他的論理和によるフレーム同期パターンの変換方法を説明する図。
【符号の説明】
【００３６】
１１  データ変換回路
１２  短縮パターン検出回路
１３  ビット反転回路
２１  同期パターン検出回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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