(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の信号と第２の信号をＣＭＩ符号に変換するＣＭＩ符号化方法であって、
前記第１の信号のＣＭＩ符号への変換と、前記第２の信号の該第１の信号への重畳を所定の規則で決定し、
前記第２の信号を重畳する場合、該重畳する信号を入れるタイムスロットの第１の信号を重畳を表示する第１の符号に変換し、
前記重畳する信号を入れるタイムスロットと該タイムスロットの次のタイムスロットに入るべき２ビットの前記第1の信号を前記ＣＭＩ符号とは別のＣＭＩ符号化規則で第２の符号に変換し、該第２の符号を該次のタイムスロットに入れ、
前記第１の信号と前記第２の信号をＣＭＩ符号に変換することを特徴とするＣＭＩ符号化方法。
【請求項２】
上記所定の規則は、上記第２の信号の状態に対応して上記第１の信号の第１の符号への変換を決めるもので、前記第１の符号は、上記タイムスロットの周期をＴとすると、周期Ｔ／２の２タイムスロットに入る２ビット符号で、前記ＣＭＩ符号において信号状態「０」もしくは「Ｌ」を示す周期Ｔ／２の２タイムスロットで構成する２ビット符号と逆の極性の２ビット符号であることを特徴とする請求項１に記載のＣＭＩ符号化方法。
【請求項３】
上記第２の信号の状態が「１」もしくは「Ｈ」の場合に上記第１の信号の第１の符号への変換を実施することを特徴とする請求項1もしくは２いずれかに記載されたＣＭＩ符号化方法。
【請求項４】
上記第２の信号の状態が「０」もしくは「Ｌ」の場合に上記第１の信号の第１の符号への変換を実施することを特徴とする請求項1もしくは２いずれかに記載されたＣＭＩ符号化方法。
【請求項５】
上記第２の符号は、上記タイムスロットの周期がＴとすると、周期Ｔ／２の２タイムスロットに入る２ビット符号で、上記第１の符号が入るタイムスロットと該タイムスロットの次のタイムスロットで送るべき２ビットの上記第１の信号の極性が同じ場合、該周期Ｔ／２の２タイムスロットに入る２ビット符号の各々の極性が異なる２ビット符号であることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のＣＭＩ符号化方法。
【請求項６】
第1の信号に第２の信号が重畳されたＣＭＩ符号から該第１の信号ならびに第２の信号を再生するためのＣＭＩ復号化方法であって、
前記ＣＭＩ符号を前記第１の信号に変換する一方で、重畳を表示する第1の符号を検出すると該符号の検出を示す信号を出力し、
該符号の次のタイムスロットに入った第２の符号を前記ＣＭＩ符号とは別のＣＭＩ符号化規則に基づき２ビットの前記第１の信号に変換出力に変換することを特徴とするＣＭＩ復号化方法。
【請求項７】
上記第１の符号は、上記タイムスロットの周期がＴとすると、周期Ｔ／２の２タイムスロットに入る２ビット符号で、上記ＣＭＩ符号において信号状態「０」もしくは「Ｌ」を示す周期Ｔ／２の２タイムスロットで構成する２ビット符号と逆の極性の２ビット符号であることを特徴とする請求項６に記載のＣＭＩ復号化方法。
【請求項８】
上記第１の符号を検出すると、該検出結果に基づくパルスを生成し、該パルスから上記第１の信号へ重畳した上記第２の信号を再生することを特徴とする請求項６もしくは７いずれかに記載されたＣＭＩ復号化方法。
【請求項９】
上記検出結果に基づくパルスの状態に応じ、所定の規則で該パルスから上記第２の信号を再生することを特徴とする請求項８に記載されたＣＭＩ復号化方法。
【請求項１０】
上記第２の符号は、上記タイムスロットの周期がＴとすると、周期Ｔ／２の２タイムスロットに入る２ビット符号で、上記第１の符号が入るタイムスロットと該タイムスロットの次のタイムスロットで送るべき２ビットの上記第１の信号の極性が同じ場合、該周期Ｔ／２の２タイムスロットに入る２ビット符号の各々の極性が異なる２ビット符号であることを特徴とする請求項６に記載のＣＭＩ復号化方法。
【請求項１１】
第１の信号と第２の信号をＣＭＩ符号に変換するＣＭＩ符号化回路であって、
前記第１の信号用の第1クロックを入力または生成する回路と、前記第２の信号を所定の周期でサンプリングするサンプラと、該サンプラ動作用の第２クロックを入力または生成する回路と、受信した信号をＣＭＩ符号へ変換する符号器とを備え、
前記符号器は、前記第１クロックで前記第１の信号をＣＭＩ符号への変換し、さらに、前記サンプラが前記第２の信号を第２クロックでサンプリングした結果に基づき該第２の信号を重畳する場合、該重畳する信号を入れるタイムスロットの第１の信号を重畳を表示する第１の符号に変換し、前記重畳する信号を入れるタイムスロットと該タイムスロットの次のタイムスロットに入るべき２ビットの前記第1の信号を前記ＣＭＩ符号とは別のＣＭＩ符号化規則で第２の符号に変換し、該第２の符号を該次のタイムスロットに入れ、
前記第１の信号と前記第２の信号をＣＭＩ符号に変換することを特徴とするＣＭＩ符号化回路。
【請求項１２】
上記第１の符号は、上記タイムスロットの周期がＴとすると、周期Ｔ／２の２タイムスロットに入る２ビット符号で、上記ＣＭＩ符号において信号状態「０」もしくは「Ｌ」を示す周期Ｔ／２の２タイムスロットで構成する２ビット符号と逆の極性の２ビット符号であることを特徴とする請求項１１に記載のＣＭＩ符号化回路。
【請求項１３】
上記第２の符号は、上記タイムスロットの周期がＴとすると、周期Ｔ／２の２タイムスロットに入る２ビット符号で、上記第１の符号が入るタイムスロットと該タイムスロットの次のタイムスロットで送るべき２ビットの上記第１の信号の極性が同じ場合、該周期Ｔ／２のタイムスロットに入る２ビット符号の各々の極性が異なる２ビット符号であることを特徴とする請求項１１に記載のＣＭＩ符号化回路。
【請求項１４】
第１の信号に第２の信号が重畳されたＣＭＩ符号から該第１の信号ならびに第２の信号を再生するためのＣＭＩ復号化回路であって、
受信したＣＭＩ符号を元の信号に変換する復号器と、該復号器の出力からパルスを生成するパルス生成回路と、該パルス生成回路の出力から所定の規則で信号を再生もしくは生成する信号再生回路とを備え、
前記復号器は、受信したＣＭＩ符号を前記第１の信号に変換し、さらに、重畳を表示する第1の符号を検出すると、該符号が入っていたタイムスロットの次のタイムスロットに入った第２の符号を前記ＣＭＩ符号とは別のＣＭＩ符号化規則に基づき２ビットの前記第１の信号に変換し、
前記復号器が出力する前記第１の符号検出結果で前記パルス生成回路が所定時間幅のパルスを生成すると、前記信号再生回路は、該パルスから送信側で前記第１の信号に重畳した前記第２の信号を所定の規則で再生もしくは生成することを特徴とするＣＭＩ復号化回路。
【請求項１５】
上記第１の符号は、上記タイムスロットの周期がＴとすると、周期Ｔ／２の２タイムスロットに入る２ビット符号で、上記ＣＭＩ符号において信号状態「０」もしくは「Ｌ」を示す周期Ｔ／２の２タイムスロットで構成する２ビット符号と逆の極性の２ビット符号であることを特徴とする請求項１４に記載のＣＭＩ復号化回路。
【請求項１６】
上記第２の符号は、上記タイムスロットの周期がＴとすると、周期Ｔ／２の２タイムスロットに入る２ビット符号で、上記第１の符号が入るタイムスロットと該タイムスロットの次のタイムスロットで送るべき２ビットの上記第１の信号の極性が同じ場合、該周期Ｔ／２のタイムスロットに入る２ビット符号の各々の極性が異なる２ビット符号であることを特徴とする請求項１４に記載のＣＭＩ復号化回路。
【請求項１７】
上記パルス生成回路は、上記第１の符号検出結果をトリガに所定時間幅のパルスを生成するマルチバイブレータを有することを特徴とする請求項１４に記載ＣＭＩ復号化回路。
【請求項１８】
上記信号再生回路が再生もしくは生成した上記第２の信号をフィルタリングし、上記第１の信号に第２の信号を重畳したＣＭＩ符号が受けた誤りを該第２の信号から除去する手段も備えたことを特徴とする請求項１４乃至１７いずれかに記載のＣＭＩ復号化回路。
【請求項１９】
上記ＣＭＩ復号化回路は、上記ＣＭＩ符号および第１の符号および第２の符号と異なる符号の検出結果に基づき、上記第１の信号に第２の信号を重畳したＣＭＩ符号が受けた誤りを監視する手段も備えたことを特徴とする請求項１４乃至１８いずれかに記載のＣＭＩ復号化回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディジタル信号の符号化と復号化に係り、特にＣＭＩ（Ｃｏｄｅｄ  Ｍａｒｋ  Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）符号を用いたディジタル信号の符号化と復号化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
国際電気通信連合（ＩＴＵ−Ｔ）の勧告Ｇ．７０３−Ａｎｎｅｘ  Ａ等で規定されたＣＭＩ符号は、２値のディジタル信号（０と１、あるいはＬとＨ）の各信号（ビット）の周期をＴとすると、０（Ｌ）の場合は周期がＴ／２の２ビットを０１（ＬＨ）とブロック符号化し、１（Ｈ）の場合は該２ビットを００（ＬＬ）または１１（ＨＨ）と交互にブロック符号化するものである。尚、本明細書では、上記の周期Ｔのビット、または周期Ｔ／２の２ビットをタイムスロットと称することがある。   ＣＭＩ符号を用いるとディジタル信号の伝送速度が実効的に２倍に上昇するが、入力信号の０連続や１連続に対してＢＳＩ（Ｂｉｔ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ）を確保でき、符号／復号化に必要なハードウェア規模が小さくでき、符号則チェックにより容易に伝送誤りが監視できるなどの特徴があり、伝送速度が数Ｍビット／秒〜数１０Ｍビット／秒の中小容量光ファイバケーブル伝送システム、局内伝送システム、光加入者線伝送システム、光データリンク等の分野で広く用いられている。
【０００３】
又、ＣＭＩ符号は、ＣＲＶ（Ｃｏｄｉｎｇ  Ｒｕｌｅ  Ｖｉｏｌａｔｉｏｎ）と称する手法で上記符号を規則的に誤らせ、主信号より低速な信号を主信号に重畳可能な冗長符号である。具体的には、監視制御信号、８ｋＨｚフレーム信号、音声やデータ信号等を重畳して伝送するシステムが用いられている。尚、上記ＣＲＶには、主信号の０（Ｌ）を１０（ＨＬ）と符号化するＣＲＶ０と、主信号の１（Ｈ）を１１（ＨＨ）もしくは００（ＬＬ）と符号化する際、その前の１が符号化された符号と同一極性とするＣＲＶ１がある。
【０００４】
尚、上記説明では、信号の状態“０”と“１”とを各々“Ｌ”と“Ｈ”と定義して説明したが、ＣＭＩ符号化／復号化回路で実際に使用する部品（例えば、ＥＣＬ素子で構成した部品）によっては、信号の状態“０”と“１”とを各々“Ｈ”と“Ｌ”定義する場合もある。この場合は、上記説明の“Ｌ”と“Ｈ”を逆にするだけで問題はない。又、上記関係は、以下の本明細書の記載においても同様である。
【０００５】
光伝送システム等のＣＭＩ符号にＣＲＶを実行するシステムでは、ＣＲＶで重畳する信号が主信号のビットレートＦ０＝１／Ｔと同期しており、送信側ではＣＲＶフレームを組んで信号を重畳し、受信側でＣＲＶフレーム同期パターンの検出により該信号を抽出する同期ＣＲＶ重畳伝送システムが用いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一方、重畳したい信号が主信号とが非同期の場合もあり、同期システムより簡易な構成でＣＲＶ重畳を行う為に、ＣＲＶフレーム同期の不要な非同期ＣＲＶ重畳伝送システムの検討も進められている。一例を挙げれば、“ＣＭＩ符号のＣＲＶを用いたディジタル信号の非同期多重化技術”（昭和５７年電子通信学会総合全国大会，２１８６）の図４に記載された、主信号のｍ（正整数）ビット毎に重畳する非同期信号のサンプリングを行い、その結果が１（Ｈ）であればＣＲＶを施し、０（Ｌ）であればＣＲＶを施さない方法で、非同期信号を主信号に重畳する構成である。
【０００７】
しかし、上記非同期ＣＲＶ重畳システムでは、受信側でタイムスロットがＣＲＶ表示されたものか、あるいは、伝送誤りを起こしたものかの区別を行うことが難しい。具体的には、上記非同期ＣＲＶ重畳システムにおいて、図１１のように、ＣＲＶ１の前に信号０がｎ（正整数）ビット連続し、その前の信号が１である場合（同図実線）、複数の信号０の１ビット（ａ）または前の信号１（ｂ）に誤りが発生（同図破線）すると、ＣＲＶ１は１（Ｈ）と誤り、さらに、前記（ｂ）の場合は信号をＣＲＶ０と誤る。すなわち、誤りが伝播（拡散）される現象が起こるので、伝送路の状態が悪い場合は、受信側で復号した主信号あるいは再生された重畳信号に著しい品質劣化が起こりうる。
【０００８】
上記非同期ＣＲＶ重畳システムでは、主信号の速度より低速な非同期信号を重畳することになるが、伝送システムの性能を向上させるためには、出来るだけ高速な信号を重畳して通信を行うことが望ましい。すなわち、主信号に影響を与えず、かつ、高速な非同期信号を確実に伝送出来る、信号の符号／復号化を行うシステムの実用化が望まれる。
【０００９】
本発明の目的は、上述したような主信号に影響を与えずに出来るだけ高速な非同期信号をＣＭＩ符号のＣＲＶで確実に重畳伝送するＣＭＩ符号化および復号化方法、ＣＭＩ符号化回路、ＣＭＩ復号化回路を簡単な手順とハードウェア構成で提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為に、本発明のＣＭＩ符号化方法では、非同期信号を主信号に重畳する為のＣＲＶとしてＣＲＶ０だけを用い、該非同期信号を主信号に重畳する符号化方法とした。更に、主信号を重畳信号のＣＲＶで置き換えると、元の主信号が送れなくなるので、ＣＲＶを入れるタイムスロットと該タイムスロットの次のタイムスロットで送られるべき主信号２ビットを所定の規則で２ビット符号化し、該符号を該次のタイムスロットの前半と後半を用いて伝送する符号化方法とした。尚、本明細書では、ＣＲＶを入れるタイムスロットをＣＲＶ表示タイムスロット、ＣＲＶ表示タイムスロットの次のタイムスロットで本発明の符号化方法で２ビット符号化した符号が入るタイムスロットを圧縮タイムスロットと呼ぶ。又、ＣＲＶ表示タイムスロットと圧縮タイムスロットを纏めて特殊タイムスロットと称することもある。
【００１１】
より具体的には、重畳する信号の状態に対応して主信号にＣＲＶ０を入れるかどうかを決めておき、例えば、重畳する信号が存在するなら（レベルが１またはＨ等）ＣＲＶ０を入れると決めておき、主信号の代わりに前記ＣＭＩ符号において信号状態「０」もしくは「Ｌ」を示す周期Ｔ／２の２タイムスロットで構成する２ビット符号と逆の極性の２ビット符号であるＨＬ（ＣＲＶ０）を必要に応じて入れる。そして、ＣＲＶ０の次のタイムスロットには、ＣＲＶ０が入るタイムスロットと次のタイムスロットで送るべき２ビットの主信号の極性が同じ場合に該周期Ｔ／２の２タイムスロットに入る２ビット符号の各々の極性が異なる２ビット符号に符号化した符号を入れるようにした。
【００１２】
又、復号化方法は、上記符号化方法の逆手順で行うものである。すなわち、受信したＣＭＩ符号からＣＲＶ０を検出すると、主信号とは別の信号が重畳されていると判断して通知し、ＣＲＶ０の次のタイムスロットに入っていた２ビット符号を元の２ビットの主信号に復号する方法とし、更に、この通知に基づき所定の時間幅のパルスを生成して符号化側で主信号に重畳した信号を再生する方法とした。
【００１３】
尚、上述した本発明のＣＭＩ符号化および復号化方法は、特殊タイムスロットに対する符号化および復号化方法を除けば、他は従来のＣＭＩ符号化および復号化方法と同じ方法である。
【００１４】
又、主信号と重畳する信号をＣＭＩ符号に変換するＣＭＩ符号化回路は、重畳する信号を所定の周期でサンプリングするサンプラと信号をＣＭＩ符号に変換する符号器とを有して、符号器が主信号を従来のＣＭＩ符号に変換する一方で、サンプラで重畳する信号をサンプリングした結果に基づき、主信号が入るべきタイムスロットのいずれかのタイムスロット（表示タイムスロット）にＣＲＶ０を入れ、該表示タイムスロットと圧縮タイムスロットに入るべき２ビットの主信号を別のＣＭＩ符号化規則で変換した符号を入れる構成とした。
【００１５】
更に、主信号に別の信号が重畳されたＣＭＩ符号から元の信号を再生するためのＣＭＩ復号化回路は、受信したＣＭＩ符号を元の信号に変換する復号器と、符号器の出力に応じてパルスを生成するパルス生成回路と、パルス生成回路の出力から所定の規則で信号を再生もしくは生成する信号再生回路とを有して、復号器が受信した従来のＣＭＩ符号を主信号に変換する一方で、ＣＲＶ０を検出するとともに、ＣＲＶ０次のタイムスロットに入った符号を別のＣＭＩ符号化規則に基づき２ビットの主信号に変換する。又、復号器が出力するＣＲＶ０の検出結果に応じてパルス生成回路が所定時間幅のパルスを生成すると、信号再生回路が該パルスから送信側で主信号に重畳した信号を所定の規則で再生もしくは生成する構成とした。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のＣＭＩ符号化および復号化方法と、ＣＭＩ符号化回路、ＣＭＩ復号化回路の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の符号化および復号化方法、符号化回路、復号化回路が使用される伝送システムの構成例を示すシステム構成図である。
加入者宅１０には伝送終端装置（ＦＳＵ）１１が備えられ、電話等の同期信号を扱う同期端末（ＴＥＬ）１２やデータ端末等の非同期信号を扱う端末（ＤＡＴ）１３がＦＳＵ１１に接続される。局２０には、加入者宅１０と同様な伝送終端装置（ＦＯＵ）２１が備えられ、加入者宅１０の端末１２，１３と通信を行う。加入者宅１０と局２０の間は、光ファイバ等の伝送路３０で接続され、加入者宅１０と局２０との間で送受信される信号は、本発明のＣＭＩ符号化方法により符号化されたＣＭＩ符号により伝送される。
【００１７】
本発明の符号化および復号化方法は、加入者宅１０と局２０の伝送終端装置１１，２１の各々に備えた符号化回路（ＣＯＤ）および復号化回路（ＤＥＣＯＤ）１００に使用される。一例を挙げれば、ＴＥＬ１２の同期信号をＣＭＩ符号の主信号として符号化して伝送終端装置１１を介して伝送する一方で、ＤＡＴ１３の非同期信号を本発明の符号化および復号化方法に基づきＣＲＶを用いて主信号に重畳して伝送する。局２０においては、主信号や重畳された信号のそれぞれを伝送終端装置２１で取り出し、これらを自装置で用いたり、中継網や他の加入者宅に転送したりする。
【００１８】
図２は、本発明のＣＭＩ符号化および復号化方法（規則）を示す動作説明図である。本発明のＣＭＩ符号化方法では、非同期信号を主信号に重畳する場合に用いるＣＲＶをＣＲＶ０（ＨＬ）だけとして、重畳すべき非同期信号の有無に応じて所定の規則で主信号が入るタイムスロット（ｘ）１１０の信号をＣＲＶ０に置き換える。具体的には、任意のタイミングで重畳信号が１の場合はｘ１１０に主信号の変わりにＣＲＶ０を入れ、重畳信号が０の場合はｘ１１０を主信号のままとする。尚、重畳信号の０／１とＣＲＶ０の有無の関係は、上記説明の逆でも構わない。
【００１９】
更に、ＣＲＶ０を入れたタイムスロット（ＣＲＶ表示タイムスロット：ｘ）１１０では主信号が送れなくなるので、ｘ１１０の主信号とｘの次のタイムスロット（圧縮タイムスロット：ｙ）１２０で送るべき主信号の２ビットを図２の真理値表１３０で示すａ，ｂの２ビットに符号化し、同図で示したように、ＣＲＶ表示タイムスロットに続く圧縮タイムスロット（ｙ）１２０の前半と後半の２ビット（各ビットの周期はＴ／２）に符号化したａ，ｂを入れる方法とした。
【００２０】
尚、上記圧縮タイムスロットに入れる２ビットの主信号を符号化する際、ｘ１１０とｙ１２０の信号極性が同じ場合に符号化ビットａ，ｂの極性を反転させるのは、主信号の２ビット連続誤りを避ける為である。例えば、ｘ＝ｙ＝０のときにａ＝ｂ＝Ｌと符号化すると、ＣＲＶ０に誤りが発生した場合に受信側がＣＲＶ表示タイムスロットｘと圧縮タイムスロットｙに入っていた主信号を２ビットとも１と復号化してしまい、主信号に２ビット連続誤りが発生する。上記現象を防ぐ為、本発明のＣＭＩ符号化／復号化方法では、図２に示した符号化規則を用いるものである。
【００２１】
上記説明では符号化方法を説明したが、本発明のＣＭＩ符号の復号化方法は、ＣＲＶ表示タイムスロットｘ１１０を検出して重畳された非同期信号を抽出後、該ＣＲＶ表示タイムスロットに続く圧縮タイムスロットｙ１２０から図２で示した規則に従い２ビット符号化信号ａおよびｂを復号して、特殊タイムスロットで伝送されるべき主信号の２ビットを再生する方法である。
【００２２】
上述した本発明のＣＭＩ符号化および復号化方法において、ＣＲＶ表示タイムスロットｘ１２０に誤りが発生した場合、受信側はこのタイムスロットを１と復号化し、圧縮タイムスロットがＨＬパターン以外は前半と後半で極性が同一ならば１、異なれば０と復号化する。すなわち、タイムスロットｘ１１０または１２０ｙのいずれか一方の主信号１ビットだけが誤って復号化される。又、圧縮タイムスロットがＨＬパターンの場合、このタイムスロットをＣＲＶ表示タイムスロットとみなすが、低速の非同期信号を重畳するもので元の信号の長さ（周期）が長いので、ＣＲＶ位置が１ビット後方シフトしても再生された重畳信号の位相が正常時と比べ殆ど変化しないので、低速の非同期信号を扱う装置に殆ど影響を及ぼさない。そして、圧縮タイムスロットの次のタイムスロットを圧縮タイムスロットとみなして主信号を復号化するが、この場合も主信号の1ビットだけが誤る。
【００２３】
圧縮タイムスロットに誤りが発生した場合は、タイムスロットｘあるいはｙいずれかの一方の主信号1ビットだけが誤る。
【００２４】
特殊タイムスロットの直前タイムスロットが1のときにこれをＨＬパターンと誤って受信するとＣＲＶ位置の1ビット前方シフトが生ずるが、上記のＣＲＶ位置の１ビット後方シフトと同じ理由で問題とはならない。圧縮タイムスロットと見なされたタイムスロットがＨＬパターン以外であれば、上述した場合と同様に、タイムスロットｘあるいはｙのいずれか一方の主信号１ビットだけが誤って復号化される。もし、この圧縮タイムスロットと見なされたタイムスロットがＨＬパターンであるとＨＬパターンが３連続するが、この場合は最後のＨＬパターンを１の誤りと見なすように受信側で補正する構成をとれば主信号の復号誤りは避けられる。
【００２５】
送信側でＣＲＶ表示を行わないのに受信側でＣＲＶを誤検出する場合もあるが、上述した誤り発生の場合と同様に、主信号1ビットのみが誤る。又、このＣＲＶ誤検出された重畳信号は、後述するように、受信側でフィルタリング動作を行う構成をとれば容易に除去できる。
【００２６】
上述したように、本発明のＣＭＩ符号化および復号化方法によれば、従来の非同期ＣＲＶ重畳システムより伝送誤りの影響受けるタイムスロットが少なく、また、主信号の誤り１ビット誤りにとどまり伝送誤りが伝播（拡散）することはない。具体的には、伝送路の誤り率をＰ（＜＜１）とした場合、従来の非同期ＣＲＶ重畳システムでは信号の誤り率が２．５Ｐであるのに対し、本発明のＣＭＩ符号化および復号化方法によれば０．５Ｐ〜１．５Ｐにとどまり、最悪でも約６割改善される。尚、ＣＲＶ表示タイムスロットは、主信号の１２ビット毎に挿入可能であり、後述する符号化回路および復号化回路の構成により、主信号速度の約４％の速度迄の非同期信号の伝送が可能である。
【００２７】
図３は、本発明のＣＭＩ符号化回路の構成例を示すブロック構成図である。又、図４は、図３のＣＭＩ符号化回路の動作を説明する動作説明図である。
【００２８】
本発明のＣＭＩ符号化回路は、ＣＭＩ符号化に必要な動作クロック（周期Ｔ／２またはＴ）５１３をｍ分周（正整数：クロック周期がＴ／２の場合は２ｍ）する分周器５１４と、該分周器５１４で生成されたクロック５１８（図４（ｃ））でＣＭＩ符号に重畳すべき非同期信号（例えば、図１のＤＡＴ１３の出力）５１２（図４（ｂ））をサンプリングするサンプラ（Ｓ）５１５と、主信号（例えば、図１のＴＥＬ１２の出力）５１１（図４（ａ））とＳ５１５の出力５１９（例えば、図４（ｄ））に基づき本発明のＣＭＩ符号化規則（図２）で主信号５１１にＣＲＶを用いて重畳信号５１２を重畳するＣＭＩ符号器（ＣＯＤ）５１６とで構成した。尚、分周器５１４を削除して予め定められた周期の別のクロックをサンプラ５１５に入れる構成としても良い。
【００２９】
ＣＯＤ５１６は、従来から使用されているＣＲＶ重畳機能を備えたＣＭＩ符号器を基本にした構成で、Ｓ５１５の出力５１９に基づいて、（１）重畳信号５１２が１なら、主信号の位置にＣＲＶ０を挿入してＣＲＶ表示タイムスロットに変更し、該ＣＲＶ表示タイムスロットと次のタイムスロットである圧縮タイムスロットで送られるべき主信号２ビットを図２の真理値表１３０に基づき２ビット符号化して該圧縮タイムスロットに入れ、（２）重畳信号が０なら従来からのＣＭＩ符号化を行い、本発明に基づく非同期信号を重畳したＣＭＩ符号５１７（図４（ｅ））を出力する。尚、上述したＳ５１５の出力０／１とＣＯＤ５１６でのＣＲＶ０の挿入／未挿入の関係は逆にしても構わない。このＣＯＤ５１６は、従来のＣＭＩ符号器と同等にＥＯＲやＮＡＮＤ等のゲート回路とデータを一時保持するフリップフロップ（ＦＦ）を組合せた論理回路で図２の真理値表を満たす動作構成とすれば良い。また、同真理値表を予め記憶しておくテーブルを備えた構成でも良く、マイクロプロセッサとファームウェアの組合せで真理値表の動作を満たす構成としても良い（一構成例を図１２のブロック構成図で示す）。
【００３０】
図５は、本発明のＣＭＩ復号化回路の構成例を示すブロック構成図である。又、図６は、図５のＣＭＩ復号化回路の動作を説明する動作説明図である。
【００３１】
本発明のＣＭＩ復号化回路は、符号器ＣＯＤ５１６で作成された本発明のＣＭＩ符号を受信した信号５２１から特殊タイムスロット（図６（ｂ）の実線タイムスロット）を検出し、ＣＲＶ表示タイムスロットのＣＲＶ検出結果出力５２４（図６（ｃ））を出力するとともに圧縮タイムスロットの信号を図２の真理値表１３０で示した規則で２ビットの主信号５２３に復号するＣＩＭ復号器（ＤＥＣＯＤ）５２２と、ＣＲＶ検出出力５２４を振り分けるスイッチ（ＳＷ）５２５と、ＳＷ５２５の出力に基づき所定の時間幅のパルスを生成する並列に設置された複数の単安定マルチバイブレータ（ＭＭ）５２６，５２７と、ＭＭ５２６，５２７の出力の論理和をとり、符号化回路で主信号に重畳した非同期信号５１２を再生した再生重畳信号５２９を出力する論理和回路（ＯＲ）５２８とで構成した。
【００３２】
ＤＥＣＯＤ５２２は、ＣＯＤ５１６と同様に、従来から使用されているＣＲＶ重畳機能を備えたＣＭＩ復号器を基本にした構成で、符号器と逆の手順でＣＲＶ０の検出と圧縮タイムスロットの２ビットの復号と従来からのＣＭＩ符号の復号を行うもので、ＥＯＲやＮＡＮＤゲートとデータを一時保持するフリップフロップを組合せた論理回路で図２の真理値表を満たす動作構成とすれば良い。また、同真理値表を予め記憶しておくテーブルを備えた構成でも良く、マイクロプロセッサとファームウェアの組合せで真理値表の動作を満たす構成としても良い（一構成例を図１３のブロック構成図で示す）。
【００３３】
重畳された非同期信号の状態を示すＣＲＶ検出出力５２４は、ＳＷ５２５によって交互にＭＭ５２６又はＭＭ５２７に振り分けられる。上記符号化回路の動作例によれば符号化回路に入力された非同期信号５１２が１の時にＣＲＶ０がＤＥＣＯＤ５２２で検出されＣＲＶ検出出力５２４が出力されるので、ＭＭ５２６，５２７のそれぞれは、ＳＷ５２５で振り分けられた信号５２４をトリガとして時間ｍＴよりやや広いパルスを出力し（図６（ｄ））、ＯＲ５２８でこれらパルスの論理和をとると、符号化回路で主信号に重畳した非同期信号５１２（図６（ａ））を再生した再生重畳信号５２９（図６（ｅ））が得られる。尚、上述したようにサンプラ５１５の出力０／１とＣＯＤ５１６でのＣＲＶ０の挿入／未挿入の関係を逆にした場合は、復号化回路の一部極性を変更すれば、容易に重畳した非同期信号が再生できる。
上記説明では符号化回路と復号化回路を別々に説明したが、これらの回路を１つのＬＳＩ等に纏めて構成しても何ら差し支えはない。
【００３４】
図７は、復号化回路の出力例を示した信号波形図である。先に説明したように、伝送路雑音等によりＣＲＶ検出誤りが発生することがある。この誤りは、図７で示したように、再生重畳信号５２９（実線）におけるヒゲ状の雑音（破線）となって現れる、この雑音は通常孤立しているので、信号５２９を再度サンプリングして孤立パルスを取り除くディジタルフィルタリング処理を行えば容易に除去できる。また、主信号の誤り監視については、受信側で特殊タイムスロット以外の位置に発生したＣＲＶ１を検出する構成を付加し、この数と再生重畳信号５２９に含まれた雑音である孤立パルスを上記フィルタリング処理時（あるいは処理前）にカウントした数を加算すれば精密な誤り監視ができる。尚、上述した符号化回路および復号化回路を用いたシステムの重畳信号速度の上限は主信号速度の１％程度である。
【００３５】
重畳する非同期信号の速度ＦＬが一定であり、かつ受信側でＦＬのタイミング抽出機構を有する場合は、別の構成を用いてさらに高速な伝送を行うことができる。図８は、本発明のＣＭＩ符号化回路および復号化回路の別の構成の動作原理を説明する説明図である。
【００３６】
符号化側は、重畳信号の動作クロックパルス周期（１／ＦＬ）に合せてＣＲＶ０表示を行う。重畳信号が１の場合、更にτ時間後にＣＲＶ０表示を行い、重畳信号が０の場合はτ時間後のＣＲＶ表示を行わない（図８（ａ）（ｂ））。尚、ＦＬは主信号クロックに同期している必要はない。又、τは、１／（２ＦＬ）より小さい値とする。前述の実施形態と同様に、重畳信号０／１とＣＲＶ有無の関係は逆であっても良い。
【００３７】
復号化側は、ＣＲＶ検出を行う度に単安定マルチバイブレータ（ＭＭ）にトリガをかけ、時間幅が１／（２ＦＬ）のパルスを発生させタイミング波を生成する（図８（ｃ））。具体的には、ＭＭ出力を共振回路やＰＬＬ等のタイミング抽出回路に通すことで雑音成分やジッタ成分を除去したきれいなタイミング波を得るものである。又、ＣＲＶ検出を行う度にフリップフロップ（ＦＦ）にトリガをかけ、その出力を各ａ,ｂの位相で識別し、同一極性であれば元の重畳信号は０、異極性であれば１と判定すると、送信側で重畳した期信号が再生される（図８（ｄ））。
【００３８】
図９は、上記微分法に基づき構成した本発明のＣＭＩ符号化回路の別の構成例を示すブロック構成図である。又。図１０は、図９のＣＭＩ符号化回路に対応したＣＭＩ復号化回路の構成例を示すブロック構成図である。
【００３９】
このＣＭＩ符号化回路は、先に説明したＣＭＩ符号化回路（図３）から分周器５１４を除き、主信号５１１に重畳する非同期信号５１２の動作クロック８１１の立上がりを検出するパルス立上がり点検出器８１２と、検出器８１２の出力を所定の時間τだけ遅延させる遅延回路８１４とを追加し、本発明のＣＭＩ符号化方法（図２）を用いたＣＭＩ符号器（ＣＯＤ）５１６に変更を加えたＣＩＭ符号器（ＣＯＤ）５１６‘を用いたものである。
【００４０】
動作クロック５１２の立上がりを検出器８１２が検出してトリガパルス８１３を生成する。このトリガパルス８１３がＣＭＩ符号器（ＣＯＤ）５１６‘に入力されると、ＣＯＤ５１６’は、その時点でＣＲＶ表示タイムスロットにＣＲＶ０を入れ、図２の符号化方法で圧縮タイムスロットを作成する。更に、トリガパルス８１３は、遅延回路８１４でτだけ遅延されサンプラ（Ｓ）５１５に入力される。Ｓ５１５は、図３の符号化回路と同様に、重畳する信号５１２をサンプリングした結果をＣＯＤ５１６‘に通知すると、ＣＯＤ５１６’は、先の図３の説明と同様に、その時点でＣＲＶ表示タイムスロットにＣＲＶ０を入れ、図２の符号化方法で圧縮タイムスロットを作成する。以上の動作で本発明に基づくＣＭＩ符号８１７が出力される。尚、ＣＯＤ５１６‘は、図３のＣＯＤ５１６にトリガパルス８１２受信時の特殊タイムスロット生成機能を追加したもので、主信号５１１と動作クロック５１３を入力し、ＣＲＶで信号重畳する動作は図２の真理値表に基づいて行われる。又、上記トリガパルス８１３とＳ５１５の出力８１６との論理和をとる構成として、先に説明した符号化回路ＣＯＤ５１６をそのまま使う構成としても良い。
【００４１】
一方、上記ＣＭＩ符号化回路に対応する復号化回路は、先に説明したＣＭＩ復号化回路（図５）の重畳信号再生部分を変更したもので、ＤＥＣＯＤ５２２から出力されるＣＲＶ検出出力５２４に基づき、単安定マルチバイブレータ（ＭＭ）８２１と、タイミング抽出回路（ＴＩＭ）８２２と、フリップフロップ（ＦＦ）８２４と、識別回路（ＤＥＣ）８２５とからなる重畳信号再生部で符号化側において重畳した信号５１２を再生する構成とした。尚、ＤＥＣＯＤ５２２は図５の復号化回路で用いたものと同じものである。
【００４２】
ＭＭ８２１は、ＣＲＶ検出出力５２４をトリガとして時間幅が１／（２ＦＬ）のパルスを発生させる。このパルスに基づきタイミング抽出回路（ＴＩＭ）８２２が出力重畳クロック信号８２３（図８（ｃ））を出力する。ＦＦ８２４は、ＣＲＶ検出出力５２４をトリガとして出力信号の極性を反転させ、符号化側で重畳した信号５１２を識別するための信号８２６（図８（ｄ））を出力する。この信号８２６は、ＤＥＣ８２５において、図８（ｄ）で示したａとｂの各位相で識別され、ａとｂでの識別結果が同一極性であれば元の重畳した非同期信号は０、異極性であれば１と判定して再生重畳信号５２９‘を出力する。尚、上記ａとｂの識別位相（タイミング）は、ＴＩＭ８２２により生成される構成とした。
【００４３】
上記構成のＣＭＩ符号化回路および復号化回路においても、先に説明した符号化回路（図３）および復号化回路（図５）と同様に、サンプラ５１５の出力０／１とＣＯＤ５１６でのＣＲＶ０の挿入／未挿入の関係を逆にしても良いし、その場合は、復号化回路の一部極性を変更すれば、容易に非同期信号が再生できる。又、これらの回路を１つのＬＳＩ等に纏めて構成しても何ら差し支えはない。
【００４４】
尚、この実施形態で説明した構成は、１重畳クロック毎に重畳信号の極性が変わるので、先に説明した実施形態の構成のような再生重畳信号５２９に生ずるヒゲ状の雑音（図７参照）は発生せず、重畳信号５２９‘のフィルタリング処理が不要になる。また、主信号の誤り監視については、図１０の復号化回路で重畳信号の動作クロック（図８（ｃ））が生成され、ＣＲＶ表示の位置とτ時間後のＣＲＶ表示の位置がほぼ同定出来るので、これらの近辺を除いた区間でＣＲＶ１の誤検出を行えば、精密な誤り監視が可能な構成にできる。尚、上述した符号化回路および復号化回路を用いたシステムの重畳信号速度の上限は主信号速度の４％程度である。
【００４５】
【発明の効果】
本発明のＣＭＩ符号化および復号化方法、ＣＭＩ符号化回路、およびＣＭＩ復号化回路によれば、簡単な符号化／復号化手順、かつ、簡単なハード構成により、伝送誤りに起因するＣＲＶ誤りの伝播を防止することができ、主信号に与える影響を抑えながら非同期の信号を高速かつ確実に伝送できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】伝送システムの構成例を示すシステム構成図。
【図２】本発明のＣＭＩ符号化および復号化方法を示す動作説明図。
【図３】本発明のＣＭＩ符号化回路の構成例を示すブロック構成図。
【図４】同じく、ＣＭＩ符号化回路の動作を説明する動作説明図。
【図５】本発明のＣＭＩ復号化回路の構成例を示すブロック構成図。
【図６】同じく、ＣＭＩ復号化回路の動作を説明する動作説明図。
【図７】本発明のＣＭＩ復号化方法で再生した重畳信号の一例を示す説明図。
【図８】本発明のＣＭＩ符号／復号化回路の別構成例の動作を説明する動作説明図。
【図９】同じく、ＣＭＩ符号化回路の別の構成例を示すブロック構成図。
【図１０】同じく、ＣＭＩ復号化回路の別の構成例を示すブロック構成図。
【図１１】ＣＲＶを含むＣＭＩ符号の一例を示す説明図。
【図１２】本発明のＣＭＩ符号化回路に用いる符号器の構成例を示すブロック構成図。
【図１３】本発明のＣＭＩ復号化回路に用いる復号器の構成例を示すブロック構成図。
【符号の説明】
１００…ＣＭＩ符号化／復号化回路、
５１１…主信号、      ５１２…重畳信号、      ５１３…クロック信号、
５１４…分周器、      ５１５…サンプラ、      ５１６…ＣＭＩ符号器、
５１７，５２１…ＣＭＩ符号、                  ５２２…ＣＭＩ復号器、
５２４…ＣＲＶ表示信号（再生重畳信号）、      ５２５…切替回路、
５２６，５２７…単安定マルチバイブレータ、    ５２８…ＯＲ回路、
５２９…再生重畳信号、
８１１…重畳クロック信号、      ８１２…パルス立ち上がり点検出器、
８１４…遅延回路、              ８２１…単安定マルチバイブレータ、
８２２…タイミング抽出回路、    ８２４…フリップフロップ、
８２５…識別回路。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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