程控-3章--帧同步专题

3.2帧同步,帧同步,信令,偶帧,PCM-30/32路数字复接结构,PCM-30/32制式每路码速率：64kbit/s基群码速率：2048kbit/s,时分多路复用,PCM-24路数字复接结构,PCM-24制式每路码速率：64kbit/s基群码速率：1544kbit/s,3.2帧同步,在时分多路复用技术中，为了能准确分离各路信号，采用了分帧传送的方式，如按率编码PCM-24路和按A率编码PCM-30/32路复接方案。如图所示。,3.2帧同步,在数字通信中，尤其是网络通信中，为了提高信道利用率，常采用多路复用或称为信息复接技术。即将多个用户的信息用某种方式连接在一起，用同一信道传输。前面第二章介绍过，多路复用的方法是有频分多路复用(FDM)、时分多路复用(TDM)和近几年发展起来的码分多路复用(CDM)(码分多址CDMA)。,时分多路复用:各路信号同时在同一信道传输时占用不同的时间间隔。具体说，就是把时间分成均匀的时间间隔(称为时隙)，每路信号分配在不同的时间间隔内传送，已达到相互分开的目的。如图所示。,帧同步是插入信息流中，作为帧起始的标志码。帧同步问题实质上是一个对帧同步信号进行检测的问题。,对帧同步系统的基本要求：正确建立同步的概率大，错误同步的概率小捕捉时间要短能稳定的保持同步帧同步码的长度应尽可能短,3.2帧同步,对帧同步系统的基本要求：正确建立同步的概率大，错误同步的概率小捕捉时间要短。从失步状态进入同步状态的时间要短。数字电话系统应小于100ms，数字传输系统则要求更短些。能稳定的保持同步，为了防止信道干扰引起的误码破坏同步状态，要采取保护措施，例如连续几帧都检测不到同步码时才认为真正失步，重新进入捕捉状态。帧同步码的长度应尽可能短。,3.2.1帧同步码的插入方式,3.2帧同步,分散插入方式特点：同步码不占用信息时隙，传输效率高。同步系统电路较为简单，但同步引入时间长。,集中插入方式特点：同步码要占用信息时隙，降低了传输效率，但同步引入时间长较短。,3.2.1帧同步码的插入方式,3.2帧同步,3.2.1帧同步码的插入方式,3.2帧同步,考虑同步方式的主要依据是：传输效率（一帧中信息比特数与总比特数之比）同步引入时间可靠系数（真同步概率与假同步概率之比）,集中插入方式：将帧同步码以集中的方式插入信息码流中，在接收端只要检测出同步码的位置，就可以识别出帧的开头。从而确定各路信息码组的位置。这种方法的优点是能较迅速的建立帧同步。,分散插入方式：将帧同步码分散插入信息码流中，帧同步码可以时1、0交替码或其它码型。在接收端需要逐位比较，才能检出同步码，建立帧同步。这种方法的优点同步码不占用信息时隙，传输效率高，同步系统电路较为简单。但建立帧同步时间长。,考虑同步方式的主要依据是：传输效率(一帧中信息比特数与总比特数之比)。如PCM30/32的传输效率为=248/256=0.96875，如PCM24的传输效率为=192/193=0.9948。同步引入时间可靠系数（真同步概率与假同步概率之比）。,3.2.2帧同步系统前后方保护时间,3.2帧同步,前方保护时间从第一个码同步丢失起到同步系统进入捕捉状态为止的这段时间。,后方保护时间从同步系统捕捉到第一个真同步码到进入同步状态之间的这段时间。,表5-3,防止漏同步,防止假同步,前方保护时间从第一个码同步丢失起到同步系统进入捕捉状态为止的这段时间。,后方保护时间从同步系统捕捉到第一个真同步码到进入同步状态之间的这段时间。,系统在同步工作时，由于信道噪声和突发性干扰的影响，会造成信息误码，也会造成同步码的丢失，由这类误码造成同步码的丢失称为漏同步。希望同步系统此时不要动作。若同步系统连续检测不出同步码一段时间后，才认为处于失步状态，系统进入捕捉状态。,系统在捕捉状态工作时，要从信息码流中检出同步码，不管选择那种同步码型，信息码流中都可能出现与同步码型相同的码组，造成假同步。为了防止假同步，须连续检出同步码后才进入同步状态。,PCM30/32系统前、后方保护时间如表所示,3.2.2帧同步系统前后方保护时间,3.2帧同步,保护时间,从前面分析可知，PCM30/32系统的前方保护时间为500750s，前方保护时间为250s。,3.2.3帧同步码的选择,3.2帧同步,帧同步码的选择应满足(1)能快速住准确识别；(2)假同步和漏同步的概率越小越好；(3)同步码的长度应尽量短。,巴克码,最佳同步码,c(0)=7,c(1)=0,c(2)=-1,c(3)=0,c(4)=-1,c(5)=0,c(6)=-1,巴克码自相关函数,巴克码码型,巴克码,1,1,1,0,0,1,0,随机信息区,250s,0,0,覆盖区,最佳同步码码型,覆盖区出现假同步概率最小的码型,最佳同步码,帧同步码的选择应满足(1)能快速住准确识别；(2)假同步和漏同步的概率越小越好；(3)同步码的长度应尽量短。在研究帧同步码型时着重考虑假同步概率小。,巴克码自相关函数,1.巴克码,实验证明，在l12100范围内除了表中所列(表中的镜像也是)，不存在其它巴克码。,2.最佳同步码,覆盖区出现假同步概率最小的码型，从表中可以看出具有下列特征：“1”和“0”的个数基本相同；从“1”变为“0”和从“0”变为“1”的个数基本相同；码首位的个数相异。表中列出的最佳同步码型的反码和镜像码型也是最佳同步码。,5.2.4帧同步系统的典型电路,5.2帧同步,一比特移位方式,A为帧定时信号S=0时A=1,S=1时A=TS0D8,S=1时收定时系统开始工作，产生位定时和路定时信号。失步时S=0,收定时停止工作。,S=1时产生帧定时信号A、B、C,B为偶帧定时信号S=0时B=CP,S=1时B=TS0D8偶帧,5.2.4帧同步系统的典型电路,5.2帧同步,PCM30/32路集群设备的同步系统,帧同步码检出,前后方保护计数,时标发生器,收定时系统,奇帧监视码检出,C为奇帧定时信号S=0时C=0,S=1时C=TS0D8奇帧,系统介绍帧同步码检出收定时系统时标发生器前后方保护计数奇帧监视码检出,PCM30/32路集群设备的同步系统,识别门,A,CP,同步码检出,PCM码流,1101100,失步时A=1,捕获同步码后A=TS0D8进入后方保护计时,帧同步码检出,NRZ,识别门出,TS0,收定时系统,位脉冲发生器,S=0,B=偶帧,C=奇帧,S=1,检出同步码时,A=TS0D8,CP,时标电路,A=1,C=0,B=CP,失步时,前方保护计数SQ9Q10Q11。同步时S1，只有当Q9Q10Q111时，即连续3个偶帧均未检出同步码时，S0。进入失步状态。,后方保护计数SQ9Q10Q11。失步时S。只要检出一个同步码，S1。若N1帧的奇帧监视码为1，N2帧再次检出同步码，进入同步状态。,保护时间计数电路,失步时,识别门输出高电平,=0,检出一个同步码,0,=1,0,0,1,0,1,1,1,=0,0,捕获状态S=0，C=0，T3=1，T1=1,捕获到同步码S=1，C=TS0D8奇帧若Q7=0，T2=0，T3=1，T1=0；捕获到的是假同步码若Q7=1，T2=1，T3=0，T1=1；捕获到的是真同步码,同步状态S=1，C=TS0D8奇帧，若Q7=1，T2=1，T3=0，T1=1；若Q7=0，T2=1，T3=0，T1=1。,奇帧监视码检出电路,1,TS0D8奇帧,5.2.5帧同步系统的工作流程图,5.2帧同步,CCITTG732建议,假同步概率P假信息码中出现与帧同步相同的码组，把它当作帧同