专利名称:抗衰落帧同步方法
本发明涉及一种用于具有帧结构的数字通信设备的帧同步方法。
目前，具有帧结构的数字通信设备(如数字复接器，帧调整器等)一般采用CCITT(国际电报电话委员会)推荐的帧同步方法进行帧同步。其基本原理是在帧同步状态，只要连续β帧在每一帧的予定位置上不能收到帧定位码字，就确认发生了失帧在失帧状态，只有连续α帧在予定位置上收到帧定位码字，才确认同步已经恢复。β和α都是整数，一般β≥1，α≥1。但在某些无线传输系统中(如微波接力信道和散射信道等)，有时会发生信号衰落而产生突发误码，使信号衰落期间的误码率很高，这时采用CCITT推荐的帧同步方法来维持帧同步就很困难，通信设备会频繁失帧以致不能正常工作。
目前，国内外尚无发现有解决此问题的有效方法。有一种方法是将上述CCITT推荐方法中的β值加大。这样虽然可使帧同步保持时间增长，但要在误码率较高，信号衰落持续时间较长时维持帧同步，β值就要选得很大，这样在真正失帧时通信设备从失帧开始到重新同步为止的失帧持续时间就会增长很多，造成较多的信息丢失。
本发明的目的是提供一种抗衰落帧同步方法。它不但能使具有帧结构的通信设备在高误码率时能很好地保持同步，而且能缩短从失帧开始到重新同步为止的失帧持续时间。
发明是这样实现的当在某一帧的原予定位置没有收到帧定位码字时，这或是由于帧定位码字有误码，或是由于发生了失帧，因此先不认为是失帧，而是先在每帧中搜捕帧定位码字。只有同时满足下列两个条件，才认为系统发生了失帧并重新同步①，连续α次在每帧的非原帧定位码字的某一位置都搜捕到了帧定位码字;②，条件①所述的搜捕过程期间，原帧定位码字位置上一直没有出现正确的帧定位码字。如果这两个条件同时满足，则确认失帧并按照条件①中重新搜捕到帧定位码字的位置使系统重新取得同步。
本发明方法在只是由于误码使帧定位码字发生错误，即使是连续多次发生错误时，由于满足条件①的概率非常小(假设信息码流中每个比特是“0”或“1”的概率相同，则连续α次出现假冒帧定位码字的概率为P＝(1/2)α·m，其中m为帧定位码字字长，在m确定时，适当增加α的数值，可使概率P很小，次数α的选择应满足公式Tmin＝1/(P.F)，其中Tmin是帧同步系统所要求的最小平均抗衰落时间，单位是秒;F是帧频，单位是帧/秒)，可使系统失帧的概率也很小。由于概率P＝(1/2)α·m与误码率无关，所以即使误码率很高，本发明方法的失帧概率仍然很小，因而具有抗衰落性能。另外，在真正失帧时，本发明方法从同步状态到检测到失帧并开始搜捕帧定位码字的时间只需约一帧时间，而CCITT推荐方法却需要β帧。所以，本发明方法从失帧到重新同步比CCITT推荐方案要快约β-1个帧周期。
本发明方法由以下实施例及附图给出，附图是本发明的电路逻辑框图。它是由帧定位码字识别器〔1〕，本地帧时序产生器〔2〕，帧信号发生器〔3〕，校核计数器〔4〕，状态触发器〔5〕和状态控制器〔6〕组成。
帧定位信号识别器〔1〕从信息码流〔S〕中识别出帧定位码字，并给出其位置信号脉冲〔BF〕;本地帧时序产生器〔2〕提供分接时序〔S′〕和本地帧定位信号的位置信号〔bF〕周期脉冲，其上升沿处于位置信号〔BF〕脉冲的中间时刻;帧信号发生器〔3〕只在搜捕状态时工作，它每帧给出一个作比较用的位置信号〔B′F〕周期脉冲;校核计数器〔4〕用来记录帧定位信号识别器〔1〕给出的位置信号〔BF〕与帧信号产生器〔3〕给出的位置信号〔B〕连续重叠出现的次数，最大计数值为α;状态触发器〔5〕用来表示系统状态，状态控制〔6〕用来控制本地帧时序产生器〔2〕重新同步。
在同步状态，帧定位识别器〔1〕给出的位置信号与本地帧时序产生器〔2〕给出的帧定位信号的位置信号〔bF〕重叠出现，状态触发器〔5〕的Q＝1，其Q端输出清零信号〔C〕将校核计数器〔4〕清零，同时帧信号产生器〔3〕置位于等待状态。若在某一时刻，本地帧定位信号的位置信号〔bF〕与帧定位码字识别器〔1〕给出的位置信号〔BF〕没有重叠出现，状态触发器〔5〕Q＝0，系统处于搜捕状态，校核计数器〔4〕允许计数。随后，若有帧定位码字识别器〔1〕给出的位置信号〔BF〕出现于与本地帧定位信号的位置信号〔bF〕出现时刻不同的时刻，则使校核计数器〔4〕计数为1，这时帧信号产生器〔3〕开始运行，它每帧给出一个作比较用的位置信号〔BF〕。随后若帧定位码字识别器〔1〕给出的位置信号〔BF〕与帧信号产生器〔3〕给出的位置信号〔B′F〕连续同时出现α-1次，且帧定位码字识别器〔1〕给出的位置信号〔BF〕与本地帧定位信号的位置信号〔bF〕没有同时出现，则校核计数器〔4〕计数为α。这时，通过状态控制〔6〕将本地帧时序产生器〔2〕置位于本地帧定位信号的位置信号〔bF〕与帧信号产生器〔3〕给出的位置信号〔B′F〕同时出现的位置，同时状态触发器〔5〕置成Q＝1，系统重新取得同步。而如果在校核计数器〔4〕尚未计满α时，帧定位码字识别器〔1〕给出的位置信号〔BF〕与本地帧定位信号的位置信号〔bF〕又同时出现，则状态触发器〔5〕Q＝1，系统恢复同步状态;或者帧定位码字识别器〔1〕给出的位置信号〔BF〕与帧信号产生器〔3〕给出的位置信号〔B′F〕没有同时出现，则校核计数器〔4〕复零，帧信号产生器〔3〕又处于等待状态，系统仍处于搜捕状态。由此可见，由于有帧信号产生器〔3〕给出了搜捕帧定位码字时作比较用的位置信号〔B′F〕周期脉冲，使得在搜捕状态下本地帧时序产生器〔2〕的正常工作不受破坏，所以当误码使帧定位码字连续发生错误时只要校核计数器〔4〕的计数达不到α(由上述可知，非真正失帧时校核计数器〔4〕计数达到α的概率很小)，系统就不会失帧，从而达到了抗衰落的目的。
附图中〔Z′〕是校核计数器〔4〕计数为0时对帧信号产生器〔3〕的予置信号。
权利要求
1.由帧定位码字识别器[1]，本地帧时序产生器[2]，校核计数器[4]，状态触发器[5]，状态控制器[6]所组成的抗衰落帧同步电路的抗衰落帧同步方法，其特征在于只有同时满足下列两个条件才确认系统失帧并重新同步(1)连续α次在每一帧非原帧定位码字的某一位置都搜捕到了帧定位码字；(2)在条件(1)所述的搜捕过程中，原帧定码字位置上一直，没有出现帧定位码字。
2.根据权利要求
1所述的抗衰落帧同步方法，其特征在于帧定位码字字长m已确定时，次数α的选择应满足公式Tmin＝1(P。F)，其中Tmin是帧同步系统所要求的最小平均抗衰落时间，单位是秒概率P＝(1/2)α·m，m是帧定位码字字长;F是帧频，单位是帧/秒。
3.根据权利要求
1或2所述的帧同步方法，其特征在于所构成的帧同步电路中有一个帧信号产生器〔3〕。
专利摘要
本发明提出了一种抗衰落帧同步的新方法。该方法的特点是当误码使帧定位码字连续发生错误时，并不认为系统失帧，而是只有在每一帧中原帧定位码字以外某一位置连续α次搜捕到帧定位码字才确认失帧并在新的位置上使系统同步。这样可以有效地防止由于信号衰落误码率较高而造成系统失帧。
文档编号H04L25/38GK86107710SQ86107710
公开日1987年7月22日 申请日期1986年11月13日
发明者冀克平 申请人:电子工业部54研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan