群同步

在群同步的通信系統中，傳輸的信息被分成若干"群"。所謂的"群",一般是以字元為單位，在每個字元的前面冠以起始位、結束處加上終止位，從而組成一個字元序列o數據傳輸過程中，字元可順序出現在比特流中，字元與字元間的間隔時間是任意的，即字元間採用異步定時，但字元中的各個比特用固定的時鐘頻率傳輸。在數據通信中，習慣於把群同步稱為"異步傳輸"。字元間的異步定時和字元中比特之間的同步定時，是群同步即異步傳輸的特徵。這種傳輸方式中，每個字元以起始位和停止位加以分隔，故也稱"起一止"式傳輸。

群同步又稱幀同步，其作用是在時分復用系統中使接收端能在所接收到的數位訊號序列中找出一幀的開頭和結尾，從而能正確的分路。實現幀同步的方法也有兩類：第一類方法是在傳送的數位訊號序列中插入幀同步脈衝或幀同步碼作為幀的起始標誌，這就是外同步法；另一類方法是利用數位訊號序列本身的特性來恢復幀同步信號，即自同步法。

基本介紹

• 中文名：群同步
• 外文名：Group synchronization
• 傳輸方式："起一止"式傳輸
• 功能意義：保證起始點同步即可接收
• 原理分析：靠起始位實現字元的定界及同步

組成部分

群同步傳輸規程中的每個字元可由下列四部分組成:

(1)1位起始位,以邏輯“0”表示;

(2)5~8位數據位,即要傳輸的字元內容;

(3)1位奇/偶檢驗位,用於檢錯,該部分可以不選;

(4)1~2位停止位,以邏輯"1"表示,用以作字元間的間隔。

原理分析

群同步的字元格式。群同步是靠起始位(邏輯"0")和停止位(邏輯"1")來實現字元的定界及字元內比特的同步的。

接收端靠檢測鏈路上由空閒位或前一字元停止位(均為邏輯"1")到該字元起始位的下降沿來獲知一個字元的開始,然後按收、發雙方約定的時鐘頻率對約定的字元比特數(5~8位)進行逐位接收,最後以約定算法(奇/偶校驗法)進行差錯檢測,完成一個字元的傳輸。

傳送器和接收器中近似於同一頻率的兩個約定時鐘,在一段較短的時間內能夠保持同步。在群同步傳輸中,起始位和停止位的作用是十分重要的。起始位指示字元的開始,並啟動接收端對字元中比特的同步;而停止位則是作為字元之間的間隔位而設定的,沒有停止位,緊跟其後的下一字元的起始位下降沿便可能丟失。

功能意義

群同步法只需保持每個字元的起始點同步,在群內則按約定的頻率進行位的接收就可以了。這種方法實現簡單,但需要添加諸如起始位、校驗位和停止位等附加位,相對於同步傳輸來說,編碼效率和信道利用率較低,一般用於低速數據傳輸的場合。

實現群同步的二種方法

（1）連貫插入法

連貫插入法是在每幀的開頭插入一個幀同步碼字，如PCM30/32路幀同步碼。

幀同步碼應具有以下特點：

1） 在滿足幀同步性能的條件下，為提高有效信息的傳輸效率，幀同步碼的長度應儘可能短。

2）捕捉時間要短。

3）儘可能避免信息數據中出現和它相同的碼字，以減少假同步。

幀同步的種類：

1）全0碼

2）全1碼

3）0與1交替碼

4）PCM30/32路幀同步碼0011011

5）巴克(Barker)碼

巴克碼是一種取值為+1，－1的非周期，長度為n的序列。它具有單峰局部自相關係數R(l)：

目前已找到的巴克碼組如表1所示。其中7位巴克碼組用的最多

表1 巴克碼組

n	巴克碼組
2	++，―― (11)，(10)
3	++－ (110)
4	+++－；++－+ (1110)，(1101)
5	+++－+ (11101)
7	+++――+－ (1110010)
11	+++―――+――+－ (11100010010)
13	+++++――++－+－+ (1111100110101)

利用巴克碼作群同步的標誌，就是利用它的尖銳的相關函式。接收端利用自相關運算器對巴克碼進行判決。以7位巴克碼為例。只有輸入自相關預算器為巴克碼即輸出為7時，判決器才有輸出。7位中只要有一位與巴克碼不同，運算的結果便會小於7，從而無判決輸出。

由於幀同步碼組是插在信息流中傳送到接收端的，在傳輸過程中，可能因為產生誤碼而使接收端漏檢同步碼而出現漏同步；也可能因為信息碼中有類似同步碼的信息碼，使接收端誤以為收到同步碼，而造成假同步。同步碼的選擇應考慮到使漏同步機率P₁和假同步機率P₂儘可能的小。研究證明在誤碼率P_e=10^－3(基本滿足PCM通話要求)時，同步碼組長度n=7為最佳，在誤碼率P_e=10^—6時，P₁≤P₂，原CCITT建議採用同步碼組“0011011”假同步機率最小。圖1給出了“0011011”同步碼檢測電路。當同步碼完全進入檢測器時，檢測器輸出幀同步脈衝。

圖1 “0011011”同步碼識別器

（2）分散插入法

連貫插入同步碼是一個碼組，要使同步可靠，同步碼組就要有一定的長度，從而降低了傳輸效率。而分散插入則是每幀只插入一位作為幀同步碼。例如北美和日本採用的24路PCM，每幀有8×24=192信息碼元，每逢奇幀其後插入一位幀同步碼，1010…交替插入。由於每幀只插入一位，它和信息碼元混淆的機率為1/2，這樣似乎無法識別幀同步碼。不過分散插入方式在捕獲同步時，並不是只檢測1幀2幀，而是要連續檢測10幀以上，每幀都符合“1”、“0”交替的規律才確認同步。誤同步機率是很小的。

分散插入法傳輸效率高，但同步捕獲時間長。