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発明の名称 フレーム同期保護装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−66802
公開日 平成7年(1995)3月10日
出願番号 特願平5−207574
出願日 平成5年(1993)8月23日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 北尾 充 / 西岡 稔 / 村瀬 宏一 / 堺 貴久
要約 目的
本発明は、フレーム化データをパケットにより伝送する場合に、パケット内でのフレーム境界位置を示すポインタ値の誤りによるフレーム誤同期を防ぐフレーム同期保護装置を提供することを目的とする。

構成
パケット分解手段70において受信パケットから分離されたポインタ値は、選択手段10に入力され、このポインタ値とポインタ予測値演算手段11から出力されるポインタ予測値のうち一方が選択され、初期状態を含む同期はずれ状態では受信ポインタ値が、同期状態では予測値が選択される。選択されたポインタ値は、次のポインタ予測値を計算するのに使用され、また、比較手段12では予測値と受信ポインタ値が比較され、一致不一致の連続回数が計数手段13,14で計数される。同期状態判定手段15では、計数値により同期状態を判定する。
特許請求の範囲
【請求項1】一定長にフレーム化されたデータを一定長のパケットに分割し、毎周期を含む一定周期のNパケット(Nは自然数)毎に、前記パケットの情報領域の先頭位置と最初のフレーム境界位置とのオフセットをポインタ値として前記パケットに付加して送信し、受信側で前記ポインタ値を用いて前記フレーム境界位置を検出し、フレーム同期をとるフレーム同期装置の保護装置であって、現ポインタ値から次ポインタ値の予測値を演算するポインタ予測値演算手段と、前記予測値と受信ポインタ値を比較する比較手段を備えたことを特徴とするフレーム同期保護装置。
【請求項2】ポインタ予測値演算手段が、フレーム長Lf、N個のパケットの情報領域長の和Lp、現ポインタ値Pから下式の演算を行い、次ポインタ値の予測値Pnを得ることを特徴とする請求項1記載のフレーム同期保護装置。
Pn={Lf+P−(Lp mod Lf)} mod Lfただし(A mod B)はAをBで割った剰余【請求項3】最初に受信したポインタ値を現ポインタ値の初期値とすることを特徴とする請求項1記載のフレーム同期保護装置。
【請求項4】比較手段の比較結果が不一致の場合には、予測値を用いてフレーム同期をとることを特徴とする請求項1記載のフレーム同期保護装置。
【請求項5】比較手段の比較結果の一致不一致の連続回数をそれぞれ計数する第1、第2の計数手段と、前記第1の計数手段の出力がしきい値に達した場合に同期状態と判定し、前記第2の計数手段の出力がしきい値に達した場合に同期はずれ状態と判定する同期状態判定手段を備え、同期状態にある間予測値を用いてフレーム同期をとることを特徴とする請求項1記載のフレーム同期保護装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フレーム化されたデータをパケットに分割して伝送する場合に、受信側で行われるフレーム同期の同期保護装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】広帯域ISDNの構築が始まり、従来の低速回線を階層的にフレーム化したフレーム構造のデータをATMセル等のパケットを使用して高速伝送する必要性が高まりつつある。フレーム化データをパケットに分割して伝送する場合、受信側で正しくフレームを再生する必要がある。一般に、パケットヘッダ等を利用してフレームの先頭がどの位置にあるかを示すポインタ値を送信し、受信側でこの値を用いてフレーム境界を識別し、フレーム同期をとる方法が用いられる。
【0003】以下、従来のフレーム同期装置について、図面を参照しながら説明する。図6はポインタ値の概念を示す図、図7は従来のフレーム同期装置のブロック図である。図6において、60はフレーム化データ、61はパケット、62はパケットの情報領域、63はフレーム境界位置、64はポインタ値、65はパケットヘッダ、66はポインタ値領域である。また、図7において、70はパケット分解手段、71はフレーム組立手段、72はフレーム境界位置検出手段である。
【0004】送信側において、フレーム化データ60は、まずパケット61の情報領域62の長さ相当のブロックに分割される。この時、パケット61の情報領域62の中で最初のフレーム境界位置63がどの位置にあるかを示すポインタ値64がパケットヘッダ65等に設けられたポインタ値領域66に挿入される。ポインタ値64の挿入は、毎パケットあるいは一定周期のNパケット毎に行われる。
【0005】受信装置では、このようにして構成されたパケットを受信すると、まずパケット分解手段70において、ポインタ値、およびデータを分離する。分離されたデータは、フレーム組立手段71に入力され、送信前のフレーム化データに再び組み立てられる。一方、ポインタ値はフレーム境界位置検出手段72に入力され、フレームの境界位置を検出するのに使用される。
【0006】なお、フレーム長Lf、およびN個のパケットに含まれ、フレーム化データの伝送に使用される情報領域長の和Lpが一定である場合、ポインタ値は規則的に変化するため、前のポインタ値から次に受信すべきポインタ値が計算できる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような規則性を利用したポインタ値の誤りに対する保護方法について検討している例は見あたらない。上記のようにしてフレーム同期をとる方法では、伝送路誤りや他の要因によりポインタ値に誤りが発生すると、フレームの境界位置を誤って認識し、誤同期となるという問題を有していた。
【0008】本発明は上記問題を解決し、ポインタ値の誤りによるフレームの誤同期を防ぐフレーム同期保護装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達するため、本発明のフレーム同期保護装置は、現ポインタ値から次ポインタ値の予測値を演算するポインタ予測値演算手段と、予測値と受信ポインタ値を比較する比較手段とを備え、ポインタ予測値演算手段が、フレーム長Lf、ポインタ値が付加される周期に相当するN個のパケットの情報領域長の和Lp、現ポインタ値Pから以下に示す式の演算を実行して次ポインタ値の予測値Pnを得るようにしたものである。
Pn={Lf+P−(Lp mod Lf)} mod Lfただし(A mod B)はAをBで割った剰余本発明はまた、最初に受信したポインタ値を現ポインタ値の初期値とし、比較結果が不一致の場合には、予測値を用いてフレーム同期をとるようにしたものである。
【0010】本発明はさらに、比較手段の比較結果の一致不一致の連続回数をそれぞれ計数する第1、第2の計数手段と、第1の計数手段の出力がしきい値に達した場合に同期状態と判定し、第2の計数手段の出力がしきい値に達した場合に同期はずれ状態と判定する同期状態判定手段とを備え、同期状態にある間、予測値を用いてフレーム同期をとるようにしたものである。
【0011】
【作用】本発明によれば、上記のように、次に受信すべきポインタ値を現ポインタ値から演算し、この予測値と実際に受信したポインタ値とを比較するので、受信ポインタ値の誤りを検出、訂正することができる。またこの予測値は、フレーム長がLf、情報領域長の和がLpである場合、LpをLfで割った余りだけフレーム境界位置が移動し、ポインタ値が減少することから、現ポインタ値Pを用いてPn={Lf+P−(Lp mod Lf)} mod Lfで計算できることになる。
【0012】さらに、予測値と受信ポインタ値の比較結果の連続一致回数がしきい値に達した場合に同期状態であると判定するので、誤ったフレーム境界位置で同期状態に入るフレーム誤同期を防ぐことができる。また、連続不一致回数がしきい値に達した場合に同期はずれ状態となりポインタ予測値演算を初期化するので、ポインタ値の紛失やフレーム位相の跳躍、予測値の演算誤りなどに追従でき、信頼性の高いフレーム同期保護装置を構成することとなる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の第1の実施例を示すフレーム同期装置のブロック図である。
【0014】図1において、10は選択手段、11はポインタ予測値演算手段、12は比較手段、13は第1の計数手段、14は第2の計数手段、15は同期状態判定手段である。
【0015】まずパケット分解手段70において、受信パケットからポインタ値、およびデータが分離される。分離されたデータは、フレーム組立手段71に入力されフレーム化データに組み立てられる。
【0016】一方、ポインタ値は選択手段10に入力され、このポインタ値とポインタ予測値演算手段11から出力されるポインタ予測値のうち一方が選択される。初期状態を含む同期はずれ状態では受信ポインタ値が選択され、同期状態では予測値が選択される。選択されたポインタ値はポインタ予測値演算手段11に入力され、次のポインタ予測値を計算するのに使用される。さらにこのポインタ値は、フレーム境界位置検出手段72に入力され、フレーム化データのフレーム境界位置を識別するためにも使用される。
【0017】また、ポインタ予測値と受信ポインタ値は、比較手段12において比較され一致不一致が検出される。この結果は第1の計数手段13および第2の計数手段14に入力され、それぞれ連続一致回数と連続不一致回数が計数される。同期状態判定手段15では、連続一致回数がしきい値に達した場合に同期状態と判定し、連続不一致がしきい値に達した場合に同期はずれ状態と判定する。
【0018】このように本実施例によれば、次に受信すべきポインタ値を現ポインタ値から計算し、この予測値と次に実際に受信したポインタ値とを比較して同期状態を判定し、同期状態にある間は予測値を用いてフレーム境界位置を検出するので、受信ポインタ値の誤りによる誤同期を防ぐことができる。
【0019】また、同期状態の判定は、比較結果の一致不一致の連続回数を経て行われるので、パケットの廃棄等によりフレームの位相が跳躍した場合や、予測値の演算に誤りが発生した場合でも正しく対応でき、誤りに対してさらに信頼性の高い同期保護をかけることができる。
【0020】次に本発明の第2の実施例について説明する。図2は本発明の第2の実施例を示すフレーム同期装置の構成図である。
【0021】本実施例は第1の実施例において、第1の計数手段13、第2の計数手段14、および同期状態判定手段15を持たない構成である。この場合、比較手段12の比較結果が不一致の場合、予測値を選択手段10により選択する。
【0022】この実施例によれば、装置が簡易な構成になり、ポインタ値の誤りに対しても第1の実施例と同様に対応できるが、フレーム位相の跳躍や、予測値の演算誤り等には対応できなくなる。
【0023】次に本発明の第3の実施例について説明する。図3はポインタ値の変化の概念を示す図、図4はポインタ予測値演算手段の回路の一例を示す図である。図3において、30はポインタ値、31はポインタ値の変化量、32は現ポインタ値、33は次ポインタ値である。図4において、40はダウンカウンタ、41はダウンカウンタ、42はラッチ、43はセレクタである。
【0024】フレーム長をLf、ポインタ値が付加された2つの隣接パケット間でフレーム化データの伝送に使われる情報領域長の和、すなわちN個のパケットの情報領域長の和をLpとすると、ポインタ値30の毎回の変化量31は、LpをLfで割った余り、すなわち(Lp mod Lf)となる。ただし、ポインタ値は負の値やフレーム長以上の値をとることはないので、現ポインタ値32をPとした場合、次のポインタ値33のPnは(1)式で与えられることになる。
Pn={Lf+P−(Lp mod Lf)} mod Lf ・・・ (1)
ただし(A mod B)はAをBで割った剰余この演算は、Lfを周期とするダウンカウンタにより実現できる。ダウンカウンタ40はポインタ値が受信されると、Lp長のイネーブル信号を発生し、次のポインタ値の入力待ち状態となる。もう一方のダウンカウンタ41は、このイネーブル信号の期間ダウンカウントし、前の出力値からLpだけ減算した値を出力する。このカウンタは周期Lfで、出力は0からLf−1に戻るため、結局前の出力から(Lp mod Lp)減算した値を出力する。このようにして常に前のポインタ値から次の予測値を計算する。この予測値は、次のポインタ値を実際に受信した時にラッチ42により保持され、出力される。なお、初期化時は、セレクタ43により受信ポインタ値をロードし、以降この値を基準に次のポインタ値を演算していくことになる。
【0025】次に、本発明の第4の実施例について説明する。図5はATMセル伝送におけるポインタ値の一例を示す図である。図5において、50はISDN24Bデータ、51はATMセル、52はセルの情報領域、53はポインタ値領域である。
【0026】ISDNの24B回線(フレーム長24バイト)のデータ50をATMセル51により伝送する場合を考える。ATMセル51のなかでデータの伝送に使用できる領域52を47バイトとし、8セル毎にこの47バイトのうちの1バイトをポインタ値領域53として使用するとする。この時Lfは24バイト、Lpは375バイトとなるため、前のポインタ値Pから次のポインタ値Pnは(1)式からPn=(P+9) mod 24で求めることができる。例えば最初のポインタ値が0である場合、この後のポインタ値は9、18、3、12、21、6、15、0と変化する。受信ポインタ値が実際にこのように変化しているかを監視すれば、誤りに対する保護をかけられる。
【0027】なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、フレーム化されたデータを別のフレームに多重して伝送する全ての場合に適用可能であり、これらを発明の範囲から除くものではない。
【0028】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、次に受信すべきポインタ値を現ポインタ値から計算し、この予測値により受信ポインタ値の誤りを知ることができるので、誤ったフレーム境界位置を認識することなく、フレーム誤同期を防ぐことができる。
【0029】さらに、比較結果の連続一致不一致回数によりフレーム同期状態を判定する前方後方保護を行うことにより、パケット廃棄等によるポインタ値の紛失やフレーム位相の跳躍、予測値の演算誤りにも対応でき、信頼性の高いフレーム同期保護装置を実現することができる。




 

 


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