DE2920809A1

DE2920809A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur synchronisierung bei der uebertragung von digitalen nachrichtensignalen

Info

Publication number: DE2920809A1
Application number: DE19792920809
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl Ing Zemanek
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1979-05-22
Filing date: 1979-05-22
Publication date: 1980-11-27

Description

Verfahren und Schaltungsanordnung zur Synchronisierung
bei der Ubertragung von digitalen Nachrichtensignalen.
Die Erfindung be-trifft ein Verfahren zur Synchronisierung bei der Übertragung von digitalen Nachrichtensignalen zwischen Sienalsendern und Signalempfängern, insbesondere zwischen einer digitalen Vermittlungsstelle und digitalen Teilnehmer stellen eines PCM- Ze i tmultipl exf ernmeldenetzes in Form von wenigstens ein Nachrichtensignalwort sowie vorangestellte, der Synchronisierung und gegebenenfalls der Signalisierung dienende Bits umfassenden Nachrichtensignalblöcken.
Wenn, wie im vorliegenden Fall, lediglich am Anfang der Nachrichtensignalblöcke ein Synchronwort übertragen wird und darüber hinaus dieses nur eine geringe Anzahl von Bits, beispielsweise 2, aufweist, dann besteht in grösserem Umfang die Gefahr, daß die Bitkombinationen des Synchronwortes durch Kombinationen der Nachrichtensignale vorgetäuscht werden Aus diesem Grund ist vorgeschlagen worden (DE-Patentanmeldung P 28 35 605.0), aus den Nachrichtensignalblöcken ein deren zeitliche Lage und Dauer angebendes Empfangssteuersignal abzuleiten und eine Bitkombination, die mit derjenigen eines richtigen Synchronwortes übereinstimmt, nur dann als Synchronwort zu werten, wenn der Empfang derselben mit dem erwähnten Empfangssteuersignal koinzidiert. Ein solches Empfangssteuersignal läßt sich allerdings nur unter der Voraussetzung erzeugen, daß beide Zustände der Bits der digitalen Nachrichtensignale durch Signalgrößen dargestellt werden, die von dem während der Ubertragungspausen herrschenden Signalzustand unterscheidbar sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, durch Vortäuschung von Syrchronworten bedingte Fehlsynchronisierungen auch dann zu vermeiden, wenn solche Voraussetzungen nicht gegeben sind.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß empfangsseitig außer einer tfberwachung auf das Auftreten der der Synchronisierung dienenden Bitkombinationen zur Sicherung gegen Fehl synchronisierung aufgrund der Vortäuschung dieser Bitkombinationen durch andere Bits der Nachrichtensignalblöcke in bestimmten Abständen auf solche Bitkombinationen folgende Bits, die im Falle einer unverfälschten Bitkombination in einer bekannten Regelmäßigkeit auftreten müssen, auf das Einhalten dieser Regelmäßigkeit überwacht werden, und daß, sofern eine solche Regelmäßigkeit nicht festgestellt wird, ein Fehlersignal erzeugt wird, das, gegebenenfalls erst nach wiederholtem auftreten, eine Neusynchronisierung veranlaßt.
Bei dem eingangs erwähnten Verfahren sind Bits, die mit einer gewissen Regelmäßigkeit auftreten, immer vorhanden.
Es kann sich hierbei beispielsweise um Bits eines Signalisierwortes drehen, die dem Synchronisierwort nachfolgend vor den eigentlichen Nachrichtensignalen in den Nachrichtensignalblöcken übertragen werden, und die beispielsweise eine Angabe über die Natur der nachfolgenden Nachrichtensignale liefern, also darüber, ob es sich hierbei um Daten oder um Fernsprechinformationen handelt. Solche Bits werden sich also nur sehr selten, auf keinen Fall aber in jeder zweiten übertragungsperiode ändern.
Bei den erwähnten Bits kann es sich aber auch beispielsweise um Parity-Bits handeln, mit deren Hilfe die erwähnten Signalisierworte oder der Inhalt der eigentlichen Nachrichtensignalworte überprüft wird, und die nach einer vorgegebenen Anzahl von Ubertragungsperioden ihren Binärzustand ändern müssen.
Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird eine Schaltungsanordnung angegeben, mit deren Hilfe das erfindungsgemäße Verfahren für den Fall durchgeführt werden kann, daß, wie erwähnt, innerhalb der Nachrichtensignalblöcke im Anschluß an das Synchronwort ein Signalisierwort übertragen wird, dessen erstes Bit mehr als zwei Ubertragungsperioden seinen Binärwert beibehält, also beispielsweise der Angabe über die Natur der nachfolgenden Nachrichtensignalinformationen liefert, und dessen letztes Bit seinen Binärwert spätestens nach m Übertragungsperioden ändert. Diese Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Empfangsschieberegister aufweist, dessen Stufenzahl der Anzahl der Bits innerhalb eines Nachrichtensignalblockes gleicht, daß an den Ausgang derjenigen Stufen des Schieberegisters, in der sich bei voll eingeschobenem Nachrichtensignalblock das erste Bit des Signalisierwortes befindet, ein Bitspeicher angeschlossen ist, der dieses Bit übernimmt, daß sie ferner einen Vergleicher auSweist, der je nach angenommener Regelmäßigkeit um eine oder mehrere Übertragungsperioden später den Inhalt der erwähnten Schieberegisterstufe mit dem Inhalt des Bitspeichers vergleicht und im Falle einer Nichtübereinstimmung ein Fehlersignal abgibt, daß sie ferner ein Überwachungsschieberegister mit m Stufen aufweist, dessen Serieneingang an diejenige Stufe des Empfangsschieberegisters angeschlossen ist, in der bei voll eingeschobenem Nachrichtensignalblock das letzte Bit des Signalisierwortes steht, daß die Stufenausgänge der einen Art des Überwachungsschieberegisters an jeweils einem der Eingänge eines ersten UND-Gliedes und die Stufenausgänge der anderen an jeweils einem Eingang eines zweiten UND-Gliedes angeschlossen sind, und daß sie ein ODER-Glied aufweist, das die Ausgangssignale des Vergleichers und der beiden UND-Glieder zu einem Fehlersignal verknüpft.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von zwei figuren naher erläutert.
Figur 1 zeigt den beispielsweisen Aufbau eines erwähnten Nachrichtensignalblockes.
Figur 2 zeigt die erwähnte Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Der in Figur 1 dargestellte Nachrichtensignalblock besteht aus einem zwei Bit umfassenden Synchronwort Sy, einem aus sechs Bits bestehenden Signalisierwort Si sowie aus zwei jeweils acht Bit umfassenden Nachrichtensignalworten N.
Das erste Bit A des Signalisierwortes soll anzeigen, ob es sich bei den nachfolgenden Nachrichtensignalworten um Datensignale oder um die digitale Darstellung von Sprachsignalen handelt. Dieses Bit ändert sich also während der Übertragung nur in sehr großen Abständen.
Das letzte Bit B des Signalisierwortes ist ein Bit, von dem bekannt ist, daß es seinen Binärzustand nur über eine Anzahl m von Übertragungsperioden beibehalten darf, esist beispielsweise das Parity-Bit zur Überprüfung des Signalisierteils Si.
Die Schaltungsanordnung gemäß Figur 2 weist ein Empfangsschieberegister E auf, dessen Stufenanzahl der Anzahl der Bits im Nachrichtensignalblock gemäß Figur 1 gleicht, hier also 24 beträgt.
Die von dem auf der linken Seite zu denkenden Serieneingang aus gesehen drittletzte Stufe A des Empfangsschieberegisters, in der bei voll eingeschobenem Nachrichtensignalblock das erste Bit des Signalisierwortes Si steht, ist an einen Bitspeicher S angeschlossen, der den Inhalt der Stufe A dann übernimmt, wenn durch eine hier nicht dargestellte Synchronisierschaltung das Auftreten einer Synchronisierbitkombination festgestellt worden ist.
Ferner ist ein Vergleicher V vorgesehen, der den Inhalt des Bitspeichers 5 mit den um eine Übertragungsperiode später in der Schieberegisterstufe A stehenden Bit vergleicht und der im Falle einer Nichtübereinstimmung ein Fehlersignal F abgibt.
Die Schaltungsanordnung gemäß Figur 2 weist ferner ein Überwachungsschieberegister mit m+1 Schieberegisterstufen in Form von bistabilen Kippstufen auf. Der Eingang der ersten Stufe dieses Schieberegisters, der den Serieneingang des Schieberegisters darstellt, ist mit dem Ausgang der Stufe B des Empfangsschieberegisters E verbunden, in dem bei voll eingeschobenem Nachrichtensignalblock das letzte Bit des Signalisierwortes Si steht.
Die Ausgänge der einen Kippstufenhälften des Überwachungsschieberegisters sind an jeweils einen der Eingänge eines UND-Gliedes Go angeschlossen, entsprechendes gilt für den Anschluß der Ausgänge der anderen Kippstufenhälften an jeweils einen Eingang eines zweiten UND-Gliedes G1.
Die Ausgänge der beiden UND-Glieder Go und G1 sowie der Ausgang F des Vergleichers sind mit jeweils einem anderen der Eingänge eines ODER-Gliedes G verbunden, das als Ausgangssignal das Gesamt-Fehlersignal liefert.
Wenn nun von den in das Empfangsschieberegister E eingeschobenen Nachrichtensignalen die in den beiden letzten Schieberegisterstufen stehenden eine Bitkombination darstellen, die dem Synchronwort entspricht, dann wird der Inhalt der benachbarten drittletzten Schieberegisterstufe A in den Bitspeicher S übernomnen. Einen Pulsrahmen später wird der nunmehr in der Schieberegisterstufe A stehende Bitwert mit dem im Speicher S gespeicherten durch den Vergleicher V verglichen. Sofern keine Ubereinstimmung vorliegt, ist dies ein Zeichen dafür, daß die vorher als Synchronwort angenommene Bitkombination kein echtes Synchronwort sondern nur vorgetäuscht war, weswegen das in diesem Falle vom Vergleicher abgegebene Signal als Fehlersignal gewertet wird, das über das ODER-Glied G an die hier nicht dargestellte eigentliche Synchronisiereinrichtung weitergegeben wird. Sofern diese Schaltunganordnung sich nicht mehr im Suchzustand befindet, wird die einmalige Abgabe eines derartigen Fehlersignals allerdings noch nicht sofort zu einer Neu synchronisierung führen, es werden vielmehr weitere Übertragungsperioden abgewartet, bis nach einem neuen Synchronwort gesucht wird.
Unter den erwähnten Voraussetzungen, also der Feststellung einer dem Synchronwort entsprechenden Bitkombinati- on in den beiden letzten Empfangsspeicherzellen wird auch der Binärwert des in der Schieberegisterstufe B befindlichen Bits an die erste Stufe des Uberwachungsschieberegisters gegeben. Dieser Vorgang wiederholt sich in jeder nachfolgenden Übertragungsperiode, so daß, sofern über m+1 Übertragungsperioden hinweg die Empfangsschieberegisterstufe B immer wieder ein Bit desselben Binärwertes enthält, sämtliche der m+1 Uberwachungsschieberegisterstufen denselben Kippzustand einnehmen. Je nach dem, ob es sich um den Binärwert 0 oder um den Binärwert 1 gehandelt hat, ist dann bei einem der UND-Glieder Go oder G1 die Verknüpfungsbedingung erfüllt, so daß von einem dieser UND-Glieder ein Fehlersignal Fo oder F1 abgegeben wird, das wie das erwahnte Fehler signal F über das ODER-Glied G an die eigentliche Synchronisiereinrichtung gelangt und dort zu den vorstehend erläuterten Konsequenzen führt.
Auf diese Art und Weise ist gewährleistet, daß nur solche Bitkombinationen als Bynchronwort gewertet werden, die an den entsprechenden Stellen des Nachrichtensignalblokkes von Bits begleitet sind, deren Auftreten der erwarteten Gesetzmäßigkeit entspricht.
Durch das Signal Fo, das außerdem dem ODER-Glied G zugefuhrt wird, soll angedeutet werden, daß auch noch auf das Einhalten anderer Regelmäßigkeiten geprüft werden kann, beispielsweise auf eine bestimmte statistische Verteilung der in den Nachrichtensignalblöcken auftretenden Binärwerte. Für eine derartige Ermittlung müßte die Schaltungsanordnung gemäß Figur 2 natürlich entsprechend erweitert werden.
3 Patentansprüche 2 Figuren Leerseite

Claims

PatentansDrüche Verfahren zur Synchronisierung bei der Übertragung von digitalen Nachrichtensignalen zwischen Signal sendern und Signalempfängern, insbesondere zwischen einer digitalen Vermittlungsstelle und digitalen Teilnehmerstellen eines PCM-Zeitmultiplexfernmeldenetzes in Form von wenigstens ein Nachrichtensignalwort, sowie vorangestellte, der Synchronisierung und gegebenenfalls der Signalisierung dienende Bits umfassenden Nachrichtensignalblöcken, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß empfangsseitig außer einer Überwachung auf das Auftreten der der Synchronisierung dienenden Bitkombinationen zur Sicherung gegen Fehl synchronisierung aufgrund der Vortäuschung dieser Bitkombinationen durch andere Bits der Nachrichtensignalblöcke in bestimmten Abständen auf solche Bitkombinationen folgende Bits, die im Falle einer unverfälschten Bitkombination in einer bekannten Regelmäßigkeit auftreten müssen, auf das Einhalten dieser Regelmässigkeit überwacht werden und daß, sofern eine solche Regelmäßigkeit nicht festgestellt wird, ein Fehlersignal erzeugt wird, das, gegebenenfalls erst nach wiederholtem Auftreten, eine Neusynchronisierung veranlaßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a du r c h gekenn z e i c h n e t , daß als Regelmäßigkeit bestimmter Bits die Beibehaltung eines bestimmten Binärwertes über eine bestimmte Anzahl von Ubertragungsperioden hinweg und/oder der Wechsel eines bestimmten Binärwertes wenigstens nach einer vorgegebenen Anzahl von Ubertragungsperioden und/ oder das Einhalten eines vorgegebenen Verhältnisses im Auftreten der beiden Binärwerte überwacht wird.
3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bei dem innerhalb der Nachrich- tensignalblöcke im Anschluß an ein den Blockbeginn darstellendes Synchronwort (Sy) ein Signalisierwort (Si) übertragen wird, dessen erstes Bit (A) mehr als zwei über tragungsperioden seinen Binärwert beibehält und dessen letztes Bit (B) seinen Binärwert spätestens nach m Übertragungsperioden ändert, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß sie ein Empfangsschieberegister (E) aufweist, dessen Stufenzahl der Anzahl der Bits innerhalb eines Nachrichtensignalblockes gleicht, daß an den Ausgang derjenigen Stufen des Schieberegisters in der sich bei voll eingeschobenem Nachrichtensignalblock das erste Bit (A) des Signalisierwortes (Si) befindet, ein Bitspeicher (S) angeschlossen ist, der dieses Bit übernimmt, das sie ferner einen Vergleicher (V) aufweist, der je nach angenommener Regelmäßigkeit um eine oder mehrere Übertragungsperioden später den Inhalt der erwähnten Schieberegisterstufe (A) mit dem Inhalt des Bitspeichers vergleicht und im Falle einer Nichtübereinstimmung ein Fehlersignal abgibt, daß sie ferner ein Uberwachungsschieberegister mit m+1 Stufen (FF1 bis FFm+1) aufweist, dessen Serieneingang an diejenige Stufe (B) des Empfangsschieberegisters angeschlossen ist, in der bei voll eingeschobenem Nachrichtensignalblock das letzte Bit (B) des Signalisierwortes (Si) steht, daß die Stufenausgänge der einen Art des Überwachungsschieberegisters an jeweils einen der Eingänge eines ersten UND-Gliedes (Go) und die Stufenausgänge der anderen Art an jeweils einen Eingang eines zweiten UND-Gliedes G1 angeschlossen sind, und daß sie ein ODER-Glied (G) aufweist, das die Ausgangssignale des Vergleichers (V) und der beiden UND-Glieder (Go, G1) zu einem Gesamtfehlersignal verknüpft.