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通信において、フレーム同期またはフレーミングとは、固定長フレームのストリームを受信する際に 、受信側がフレームの境界を識別し、フレーム内の データビットを抽出してデコードまたは再送信できるようにするプロセスです。
可変長のパケットを送信する場合、即座に認識できるパケット終了区切り文字（例：イーサネットのストリーム終了シンボル）が必要です。キャリア信号の損失は、場合によってはパケット終了区切り文字として解釈されます。固定長フレームの連続ストリームが送信される場合、同期された受信側は、原理的にはフレーム境界を永久に識別できます。実際には、受信側は通常、伝送エラーがあっても同期を維持できます。ビットスリップはビットエラーよりもはるかにまれです。したがって、最初に同期を確立するためのプロセスが長くなりますが、はるかに小さなフレーム境界マーカーを使用することは許容されます。
フレーム同期は、着信フレーム アライメント信号が識別される (つまり、データ ビットと区別される) と実現され、フレーム内のデータ ビットを抽出してデコードまたは再送信できるようになります。
フレーミング
送信が一時的に中断された場合、またはビット スリップ イベントが発生した場合、受信機は再同期する必要があります。
送信側と受信側は、どのフレーム同期方式を使用する かについて事前に合意する必要があります。
一般的なフレーム同期方式は次のとおりです。
- フレーミングビット
- 電気通信、たとえばT キャリアでは、フレーム内の専用タイム スロットに、受信側と受信データの同期に使用される非情報フレーミング ビットを挿入するのが一般的です。ビット ストリームでは、フレーミング ビットは予測可能 (情報を伝送しない) であり、フレーム内の指定された位置に発生します。ほぼすべてのフレーミング ビット (伝送エラーのわずかな許容値を除く) が予測された値である場合、正しいフレーミングが検証されます。
- 同期ワードとフラグシーケンスのフレーミング
- 一部のシステムでは、1ビットではなく、各フレームで複数ビットの同期ワードを使用したり、各フレームの始まりと終わりを示すフラグシーケンスを使用したりします。高レベルデータリンク制御などのシステムでは、フラグシーケンスが使用されます。[1]
- CRCベースのフレーミング
- 一部の通信ハードウェアではCRC ベースのフレーミングが使用され、ほぼすべてのフレームに有効な CRC がある場合に正しいフレーミングが検証されます。
フレームシンクロナイザー
テレメトリアプリケーションでは、フレーム シンクロナイザーを使用して、シリアルパルス コード変調(PCM) バイナリ ストリーム内のフレーム境界を特定します。
ほとんどのテレメトリ アプリケーションでは、フレーム シンクロナイザーはビット シンクロナイザーの直後に配置されます。フレーム同期がないと、デコミュテーションは不可能です。
フレーム シンクロナイザは、受信ビット ストリーム内でフレーム同期パターンの発生を検索します。パターンが、偶然の一致が起こりそうにないほど長く続く場合、シンクロナイザはデータが同期され、デコード可能であると宣言します。不一致が多数発生する場合、シンクロナイザは同期が失われたと宣言します。
検索は順次的に行う（一度に1つの開始点のみを考慮する）ことも、複数の候補開始点を一度に考慮することもできます。高度な技術では、同期が確立されている間も検索を継続するため、同期が失われた場合でも、その損失に気付いたときには新しいフレーム開始位置が見つかります。[2]
フレーム同期には複数のレベルがあることも珍しくありません。この場合、一連のフレームがより大きな「スーパーフレーム」または「メジャー フレーム」に組み立てられます。個々のフレームは、そのスーパーフレーム内の「マイナー フレーム」になります。各フレームには、スーパーフレーム内の位置を識別するサブフレーム ID (多くの場合、単純なカウンタ) が含まれます。2 番目のフレーム同期装置がスーパーフレーム同期を確立します。これにより、サブコミュテーションが可能になり、一部のデータはすべてのフレームよりも低い頻度で送信されます。
参照
参考文献
- ^ Simpson, William A. (1994 年 7 月). HDLC のようなフレーミングでの PPP. Internet Engineering Task Force. doi : 10.17487/RFC1662 . RFC 1662.
- ^ 米国特許 5621773、「T1 拡張スーパーフレームの高速同期の方法および装置」、1997 年 4 月 15 日発行、LSI Logic Corporationに譲渡
この記事には、連邦規格 1037Cのパブリック ドメイン マテリアルが組み込まれています。一般調達局。2022 年 1 月 22 日にオリジナルからアーカイブされました。( MIL-STD-188 をサポート)。
科学論文
- JL Massey. 「最適フレーム同期」IEEE trans. comm., com-20(2):115-119, 1972年4月。
- R Scholtz. 「フレーム同期技術」、IEEE Transactions on Communications、1980 年。
- P.ロバートソン。 「連続およびパケット データ送信のための最適なフレーム同期」、博士論文、1995 年、Fortschrittberichte VDI Reihe 10、Nr. 376PDF