JP2010041628A - Encoder, encoding method, and encoding program - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an encoder capable of reducing computational complexity. <P>SOLUTION: The encoder has: a memory 12; an intermediate data generating section 11 for dividing data into partial data having c pieces of symbols for respectively generating intermediate data for coefficients of combinations for all the elements from the partial data and a coefficient having elements, of which all of these are not equal to zero for storing in the memory 12; and a parity generation section 13 for dividing a portion, namely, a position of a parity of a generation matrix in a linear code, into partial matrices for each c rows, and reading the intermediate data generated based on the coefficient of the combination of the same elements as the value of the column of the partial matrix from the memory 12 to generate a parity. The intermediate data generation section 11 generates intermediate data for all the partial data for storing in the memory 12, and the parity generation section 13 reads the intermediate data from the memory 12 with respect to all the partial matrices, thus accumulating all the read intermediate data for each column and generating a parity corresponding to each column. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ＬＤＰＣ（Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ）符号等の線形符号の符号化方法および符号化装置に関するものである。   The present invention relates to an encoding method and an encoding device for a linear code such as an LDPC (Low Density Parity Check) code.

近年、訂正能力に優れた符号として、ＬＤＰＣ符号が有力視されている（例えば、非特許文献１〜３）。   In recent years, LDPC codes have been considered promising as codes having excellent correction capability (for example, Non-Patent Documents 1 to 3).

ＩＰネットワークで、映像や音声のストリーミング伝送を行なう場合、リアルタイム性を維持するためにロストしたパケットを再送しないＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）で送るケースがある。そのような場合に、伝送経路に無線で伝送する区間があれば、ロストするパケットへの対策が必要になる。この対策としては、パケットをインターリーブして誤り訂正符号化することが考えられる。使用する誤り訂正符号としては、インターリーブ長を長くしやすいＬＤＰＣ符号も有力な候補である。   When video or audio streaming transmission is performed on an IP network, a lost packet may be sent by UDP (User Datagram Protocol) in order to maintain real-time performance. In such a case, if there is a section for wireless transmission on the transmission path, it is necessary to take measures against lost packets. As a countermeasure against this, it is conceivable to interleave the packets and perform error correction coding. As an error correction code to be used, an LDPC code that easily increases the interleave length is also a promising candidate.

例えば、図６に示すように、ｐ×ｋビットのデータをｐビットずつのブロックとし、各ブロックから１ビットずつ得たｋビットのデータを符号化して、（ｎ−ｋ）ビットのパリティをつけていくと、トータルでｐ×（ｎ−ｋ）ビットのパリティが付加されることになり、これらのパリティで（ｎ−ｋ）ブロックとなる。伝送する時には、１個のブロックを１個のパケットのデータとして、それぞれヘッダ情報（ＵＤＰヘッダ／ＩＰヘッダなど）を付加し、ＩＰパケットを構成する。インターリーブは、１個のブロックから１ビットではなく複数のビットを集めて１個の符号語に符号化しても構わないし、複数のブロックから１ビットずつ集めて符号化しても構わない。   For example, as shown in FIG. 6, p × k-bit data is made into a block of p bits, k-bit data obtained from each block is encoded, and (n−k) -bit parity is added. As a result, a total of p × (n−k) bits of parity is added, and these parities form an (n−k) block. At the time of transmission, header data (such as a UDP header / IP header) is added to each block as data of one packet to form an IP packet. Interleaving may be performed by collecting a plurality of bits instead of one bit from one block and encoding them into one codeword, or collecting and encoding one bit from a plurality of blocks.

ここで、データは変形せずに、パリティを付加するだけの組織符号（Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ｃｏｄｅ）として説明している。組織符号は、データが変換される非組織符号と比較すると、消失したパケットを訂正復元できなかった場合にも、受信できたパケットはそのまま使えるという利点がある。   Here, the data is described as a systematic code (systematic code) that only adds parity without deformation. Compared to a non-systematic code in which data is converted, the systematic code has an advantage that a received packet can be used as it is even when a lost packet cannot be corrected and restored.

伝送後に、ｎ個のパケットが揃わなくても、失われたパケットのデータを消失として、ｐ個の符号語の全てに誤り訂正処理を行なって、１ビットずつ復元していけば、元のブロックを復元することが可能である。ＩＰパケットはイーサネット（登録商標）ではパケット長の最大値が１，５００バイトとなっており、ＩＰヘッダ長は標準で２０バイト、ＵＤＰヘッダ長は８バイトであるので、データは最大１，４７２バイト＝１１，７７６ビットまで使用可能である。ストリーミング伝送を行なう場合は、１個のパケットに載せるデータはできるだけ多くし、ヘッダにより増加する伝送レートをできるだけ少なくして効率よく伝送することが要求されるので、１個のＩＰパケットに載せるデータは１０，０００ビット程度にはなると考えられる。１個のＩＰパケットから１ビットずつ集めてインターリーブするものとして、ＩＰパケットを符号の１個のシンボルとしてみなすと、シンボル同士の加算は、１０，０００ビット程度の排他的論理和（ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ−ｏｒ）を実行することになる。   Even if n packets are not prepared after transmission, if the lost packet data is lost and error correction processing is performed on all of the p code words to restore one bit at a time, the original block Can be restored. IP packets have a maximum packet length of 1,500 bytes in Ethernet (registered trademark), the IP header length is 20 bytes as standard, and the UDP header length is 8 bytes, so the data is a maximum of 1,472 bytes. = 11,776 bits can be used. When streaming transmission is performed, it is required to increase the amount of data included in one packet as much as possible and to reduce the transmission rate increased by the header as much as possible and efficiently transmit the data. It is considered to be about 10,000 bits. Assuming that one bit is collected and interleaved from one IP packet and the IP packet is regarded as one symbol of the code, the addition of symbols is an exclusive OR of about 10,000 bits. Will be executed.

以下に、ＬＤＰＣ符号の符号化について、説明する。   Hereinafter, encoding of the LDPC code will be described.

ＬＤＰＣ符号は、線形符号（Ｌｉｎｅａｒ Ｃｏｄｅ）の１種であるが、線形符号は、ｋ行ｎ列の生成行列Ｇと、Ｇ・Ｈ^T＝０となる（ｎ−ｋ）行ｎ列の検査行列Ｈにより、符号の構造を定義できる。Ｈ・Ｇ^T＝０と記述しても良い。 The LDPC code is a kind of linear code, but the linear code is a generator matrix G of k rows and n columns and a check matrix of (n−k) rows and n columns where G · H ^T = 0. With H, the structure of the code can be defined. And H · G ^T = 0 may be described.

また、ＬＤＰＣ符号の「ＬＤＰＣ」は、Ｌｏｗ ｄｅｎｓｉｔｙ ｐａｒｉｔｙ ｃｈｅｃｋであり、検査行列Ｈの要素のうち非零の要素が非常に少ない（低密度である）という意味である。つまり、非零の要素が低密度であるとは、複数の要素のうち、零の要素の数の割合が多いことをいう。非零の要素の割合が、２〜３％程度の符号もあるが、符号長が大きい符号では１％を下回るのが普通である。しかし、生成行列Ｇは、非零の要素が低密度ではない。符号長がｎで、情報シンボル数がｋの組織符号では、ｋ行ｎ列の生成行列Ｇの左からｋ列は単位行列であるが、残りの（ｎ−ｋ）列については、符号にもよるが大体１／２程度の要素が非零である。即ちｋ×ｎ個の要素のうち、ｋ＋（ｋ×（ｎ−ｋ）／２）個の要素が非零である。
R. G. Gallager, “Low density parity check codes”, in Research Monograph series. Cambridge, MIT Press (1963) D. J. MacKay, “Good error-correcting codes based on very sparse matrices”, IEEE Trans. Inform. Theory, vol.45, pp.399-431 (1999) R. M. Tanner, “A recursive approach to low complexity codes”, IEEE Trans. Inform. Theory, vol.27, pp.533-547 (1981) Also, “LDPC” of the LDPC code is a Low density parity check, which means that there are very few non-zero elements (low density) among the elements of the check matrix H. That is, non-zero elements having a low density means that the ratio of the number of zero elements among a plurality of elements is large. Some codes have a non-zero element ratio of about 2 to 3%, but a code with a large code length is usually less than 1%. However, in the generation matrix G, non-zero elements are not low density. In a systematic code with a code length of n and the number of information symbols of k, k columns from the left of the generator matrix G of k rows and n columns are unit matrices, but the remaining (n−k) columns are also included in the code. However, about half of the elements are non-zero. That is, out of k × n elements, k + (k × (n−k) / 2) elements are non-zero.
RG Gallager, “Low density parity check codes”, in Research Monograph series. Cambridge, MIT Press (1963) DJ MacKay, “Good error-correcting codes based on very sparse matrices”, IEEE Trans. Inform. Theory, vol.45, pp.399-431 (1999) RM Tanner, “A recursive approach to low complexity codes”, IEEE Trans. Inform. Theory, vol.27, pp.533-547 (1981)

しかしながら、従来の符号化の処理では、計算量が膨大になるという課題がある。   However, the conventional encoding process has a problem that the calculation amount is enormous.

つまり、実際の符号化の処理は、データ（ベクトル）Ｄ＝（ｄ₀，ｄ₁，…，ｄ_(k-1)）に、生成行列Ｇをかけて、符号語（ベクトル）Ｃ＝（ｃ₀，ｃ₁，…，ｃ_(n-1)）＝Ｄ・Ｇを得ることによりなされる。この構成では、要素がガロア体ＧＦ（２）の要素であったとしても、計算量はおおよそ（ｎ−ｋ）×（ｋ／２−１）回のシンボルの加算が必要である。１個のシンボルの加算が１０，０００ビット程度の排他的論理和（ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ−ｏｒ）処理であり、膨大な計算量となるため、符号化の処理時間や処理のリソースが要求される。 That is, the actual encoding process is performed by multiplying the data (vector) D = (d ₀ , d ₁ ,..., D _(k−1) ) by the generator matrix G, and the code word (vector) C = (c ₀ , c ₁ ,..., C _(n−1) ) = D · G. In this configuration, even if the element is an element of the Galois field GF (2), the amount of calculation needs to be approximately (n−k) × (k / 2-1) times of symbol addition. Addition of one symbol is an exclusive-or process of about 10,000 bits, and the amount of calculation is enormous. Therefore, encoding processing time and processing resources are required.

そこで、本発明は、上記課題を解決するために、計算量を削減することができる符号化装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an encoding device that can reduce the amount of calculation in order to solve the above-described problems.

上記目的を達成するために、本発明に係る符号化装置は、Ｋ個のシンボルのデータを、パリティを含む符号長がＮでありデータ数がＫである線形符号に符号化する符号化装置であって、データを記憶する記憶部と、前記Ｋ個のシンボルのデータをｃ個のシンボルずつに、ｋ個（ｋは、Ｋ／ｃを切り上げた整数）の部分データに区切り、（ｉ＋１）番目（ｉは、０から（ｋ−１）までの整数）の前記部分データ（ｄ₀，ｄ₁，…，ｄ_(c-1)）と要素が全て零となる全零以外の係数（ａ₀，ａ₁，…，ａ_(c-1)）とから、全ての要素の組み合わせの前記係数について中間データ（ａ₀・ｄ₀＋ａ₁・ｄ₁＋…＋ａ_(c-1)・ｄ_(c-1)）を生成し、前記中間データを前記記憶部に記憶する中間データ生成部と、前記線形符号の生成行列のパリティの位置にあたる部分をｃ行ごとの部分行列に分割し、（ｉ＋１）番目の前記部分行列の（ｊ＋１）番目（ｊは、０から（Ｎ−Ｋ−１）までの整数）の列の値と同一の要素の組み合わせの前記係数に基づいて生成される前記中間データを前記記憶部から読み出して、全ての列についての前記中間データからそれぞれの列に対応するパリティを生成するパリティ生成部とを備え、前記中間データ生成部は、全ての前記部分データに対して前記中間データを生成して前記記憶部に記憶し、前記パリティ生成部は、全ての前記部分行列に対して前記中間データを前記記憶部から読み出して、前記列ごとに全ての前記読み出された中間データを累積することでそれぞれの列に対応するパリティを生成する。 In order to achieve the above object, an encoding apparatus according to the present invention is an encoding apparatus that encodes data of K symbols into a linear code with a code length including a parity of N and a number of data of K. A storage unit for storing data, and the data of the K symbols is divided into k pieces of partial data for each of c symbols (k is an integer obtained by rounding up K / c), and (i + 1) th (I is an integer from 0 to (k−1)) and the partial data (d ₀ , d ₁ ,..., D _(c−1) ) and a coefficient other than all zero (a ₀ , A ₁ ,..., A _(c-1) ), the intermediate data (a ₀ · d ₀ + a ₁ · d ₁ +... + A _(c-1) · d _{(c -1)} ), and the intermediate data generation unit that stores the intermediate data in the storage unit, and the parity position of the generation matrix of the linear code Is divided into sub-matrices for every c rows, and is equal to the value of the (j + 1) -th sub-matrix (j is an integer from 0 to (N−K−1)) in the (i + 1) -th sub-matrix. A parity generation unit that reads out the intermediate data generated based on the coefficients of the combination of elements from the storage unit, and generates parity corresponding to each column from the intermediate data for all columns, and The intermediate data generation unit generates the intermediate data for all the partial data and stores the intermediate data in the storage unit, and the parity generation unit stores the intermediate data for all the partial matrices from the storage unit. By reading and accumulating all the read intermediate data for each column, a parity corresponding to each column is generated.

これによれば、データ及び生成行列を複数のグループに区切り、そのグループ単位で中間データを生成し、生成された中間データからパリティを生成する。これにより、同じ計算で生成される中間データが複数ある場合は、１回の計算のみで当該中間データを生成することができるので、重複して計算が行われるのを避けることができ、計算量の削減を図ることができる。   According to this, the data and the generation matrix are divided into a plurality of groups, intermediate data is generated in units of the groups, and parity is generated from the generated intermediate data. As a result, if there are multiple pieces of intermediate data generated by the same calculation, the intermediate data can be generated by only one calculation, so that it is possible to avoid redundant calculations and to reduce the amount of calculation Can be reduced.

また、前記中間データ生成部は、中間データ（ａ₀・ｄ₀＋ａ₁・ｄ₁＋…＋ａ_(y-1)・ｄ_(y-1)）（ｙ＝１，２，…，（ｃ−１））が生成されており、ａ_yが零でない場合には、当該中間データにａ_y・ｄ_yを加算することで、中間データ（ａ₀・ｄ₀＋ａ₁・ｄ₁＋…＋ａ_(y-1)・ｄ_(y-1)＋ａ_y・ｄ_y）を生成することにしてもよい。 Further, the intermediate data generation unit generates intermediate data (a ₀ · d ₀ + a ₁ · d ₁ +... + A _(y−1) · d _(y−1) ) (y = 1, 2,..., (C− 1)) is generated and a _y is not zero, the intermediate data (a ₀ · d ₀ + a ₁ · d ₁ +... + A ₍ by adding a _y · _dy to the intermediate data _{) y-1)} · d _(y-1) + a _y · d _y ) may be generated.

これによれば、既に計算され生成された中間データを利用して、新たに中間データを計算し生成することができるので、計算量の削減を図ることができる。   According to this, since intermediate data can be newly calculated and generated using the already calculated and generated intermediate data, the amount of calculation can be reduced.

また、前記中間データ生成部は、（ｉ＋１）番目の部分データによる中間データをｉ番目の部分データによる中間データに上書きすることで、（ｉ＋１）番目の部分データによる中間データを前記記憶部に記憶することにしてもよい。   The intermediate data generation unit stores the intermediate data based on the (i + 1) th partial data in the storage unit by overwriting the intermediate data based on the (i + 1) th partial data on the intermediate data based on the i-th partial data. You may decide to do it.

これによれば、記憶部の中間データ領域の必要量は、データ全体分の中間データの容量ではなく、1個の部分データによる中間データの容量で済ませることが可能となるため、中間データ領域を大幅に削減することが可能となる。   According to this, since the required amount of the intermediate data area of the storage unit can be completed by the capacity of the intermediate data by one partial data rather than the capacity of the intermediate data for the entire data, the intermediate data area It becomes possible to reduce significantly.

また、本発明は、このような符号化装置として実現できるだけでなく、その装置を構成する処理部をステップとする方法として実現したりすることができる。さらに、本発明は、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。   In addition, the present invention can be realized not only as such an encoding apparatus, but also as a method using a processing unit constituting the apparatus as a step. Furthermore, the present invention can be realized as a program for causing a computer to execute these steps, or can be realized as a recording medium such as a computer-readable CD-ROM on which the program is recorded, or as information, data, or a signal indicating the program. It can also be realized. These programs, information, data, and signals may be distributed via a communication network such as the Internet.

以上のように、本発明によれば、データ及び生成行列をグループ単位にまとめて中間データ生成し、当該中間データからパリティを生成することにより、計算量の削減を図ることができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the calculation amount by generating intermediate data by grouping data and a generation matrix into a group unit and generating parity from the intermediate data.

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における符号化装置１０の機能的な構成の一例を示すブロック図である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a functional configuration of an encoding device 10 according to Embodiment 1 of the present invention.

図１に示すように、実施の形態１の符号化装置１０は、中間データ生成部１１、メモリ１２、及びパリティ生成部１３を備えている。符号化装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備え、入力されたｋシンボルのデータを符号化して、ｎシンボルの符号語を出力するコンピュータである。   As illustrated in FIG. 1, the encoding device 10 according to the first embodiment includes an intermediate data generation unit 11, a memory 12, and a parity generation unit 13. The encoding device 10 is a computer that includes a CPU (Central Processing Unit) and the like, encodes input k-symbol data, and outputs an n-symbol codeword.

ここで、メモリ１２は、入力されるデータ、パリティ、及び後述する中間データテーブル１２ａなどを記憶している不揮発性メモリ等である。   Here, the memory 12 is a nonvolatile memory or the like that stores input data, parity, an intermediate data table 12a described later, and the like.

中間データ生成部１１は、入力されたデータを複数の部分データに区切り、全ての部分データに対して中間データを生成し、中間データをメモリ１２に記憶する。   The intermediate data generation unit 11 divides input data into a plurality of partial data, generates intermediate data for all partial data, and stores the intermediate data in the memory 12.

具体的には、中間データ生成部１１は、ｋ個のシンボルのデータをｃ個のシンボルずつに、ｘ個（ｘは、ｋ／ｃを切り上げた整数）の部分データに区切り、（ｉ＋１）番目（ｉは、０から（ｘ−１）までの整数）の部分データ（ｄ₀，ｄ₁，…，ｄ_(c-1)）と要素が全て零となる全零以外の係数（ｍ₀，ｍ₁，…，ｍ_(c-1)）とから、全ての要素の組み合わせの係数について中間データ（ｍ₀・ｄ₀＋ｍ₁・ｄ₁＋…＋ｍ_(c-1)・ｄ_(c-1)）を生成する。また、中間データ生成部１１は、生成された中間データをメモリ１２に記憶されている中間データテーブル１２ａに書き込み、中間データテーブル１２ａを更新していく。 Specifically, the intermediate data generation unit 11 divides the data of k symbols into c partial data into x partial data (x is an integer obtained by rounding up k / c), and (i + 1) th (I is an integer from 0 to (x−1)) partial data (d ₀ , d ₁ ,..., D _(c−1) ) and coefficients other than all zero (m ₀ , m ₁ ,..., m _(c−1) ) and intermediate data (m ₀ · d ₀ + m ₁ · d ₁ +... + m _(c−1) · d _{(c−1) )} ) Is generated. Further, the intermediate data generation unit 11 writes the generated intermediate data into the intermediate data table 12a stored in the memory 12, and updates the intermediate data table 12a.

図２Ａ及び図２Ｂは、中間データテーブル１２ａの一例を示す図である。   2A and 2B are diagrams illustrating an example of the intermediate data table 12a.

図２Ａに示すように、中間データテーブル１２ａは、部分データ、係数、及び中間データなどからなるテーブルであり、係数により、対応する中間データを参照できる。   As shown in FIG. 2A, the intermediate data table 12a is a table including partial data, coefficients, intermediate data, and the like, and corresponding intermediate data can be referred to by the coefficients.

部分データは、入力されたｋ個のシンボルのデータがｃ個のシンボルずつに区切られたデータの集まりである。例えば、入力されたデータＤ＝（ｄ₀，ｄ₁，…，ｄ_(k-1)）に対し、部分データＤ₀＝（ｄ₀，ｄ₁，…，ｄ_(c-1)）である。なお、ここでは、データＤの各要素は、２進数の値であり、０か１である。 The partial data is a collection of data in which input k symbol data is divided into c symbols. For example, for input data D = (d ₀ , d ₁ ,..., D _(k−1) ), partial data D ₀ = (d ₀ , d ₁ ,..., D _(c−1) ). . Here, each element of the data D is a binary value and is 0 or 1.

係数は、ｃ個の要素で構成された、全零以外の全ての要素の組み合わせの係数（ｍ₀，ｍ₁，…，ｍ_(c-1)）である。なお、ここでは、係数の各要素は、２進数の値であり、０か１である。例えば、ｃが４の場合、係数は（１，０，０，０）、（０，１，０，０）、…、（１，１，１，１）の１５通りである。但し、1の要素が1個の組み合わせである（１，０、０、０）、（０，１，０，０）、（０，０，１，０）、（０，０，０，１）については、中間データを計算する必要がないので、中間データテーブル１２ａから省略することもできる。 The coefficient is a coefficient (m ₀ , m ₁ ,..., M _(c−1) ) of a combination of all elements other than all zeros, which is composed of c elements. Here, each element of the coefficient is a binary value and is 0 or 1. For example, when c is 4, there are 15 coefficients (1, 0, 0, 0), (0, 1, 0, 0), ..., (1, 1, 1, 1). However, 1 element is a combination of (1, 0, 0, 0), (0, 1, 0, 0), (0, 0, 1, 0), (0, 0, 0, 1 ) Can be omitted from the intermediate data table 12a because it is not necessary to calculate intermediate data.

中間データは、部分データと係数に対応して算出されるデータである。具体的には、データＤ₀＝（ｄ₀，ｄ₁，…，ｄ_(c-1)）及び係数（ｍ₀，ｍ₁，…，ｍ_(c-1)）に対して、中間データは、ｍ₀・ｄ₀＋ｍ₁・ｄ₁＋…＋ｍ_(c-1)・ｄ_(c-1)で算出される。 The intermediate data is data calculated corresponding to the partial data and the coefficient. Specifically, for data D ₀ = (d ₀ , d ₁ ,..., D _(c-1) ) and coefficients (m ₀ , m ₁ ,..., M _(c-1) ), the intermediate data is , M ₀ · d ₀ + m ₁ · d ₁ +... + M _(c-1) · d _(c-1) .

図１に戻り、パリティ生成部１３は、線形符号の生成行列のパリティの位置にあたる部分を複数の部分行列に分割し、全ての部分行列に対して中間データをメモリ１２から読み出して、部分行列の列ごとに全ての読み出された中間データを累積することでそれぞれの列に対応するパリティを計算し、生成する。   Returning to FIG. 1, the parity generation unit 13 divides a portion corresponding to the parity position of the generation matrix of the linear code into a plurality of partial matrices, reads intermediate data for all the partial matrices from the memory 12, and By accumulating all read intermediate data for each column, the parity corresponding to each column is calculated and generated.

具体的には、パリティ生成部１３は、線形符号の生成行列のパリティの位置にあたる部分をｃ行ごとの部分行列に分割し、（ｉ＋１）番目の部分行列の（ｊ＋１）番目（ｊは、０から（ｎ−ｋ−１）までの整数）の列の値と同一の要素の組み合わせの係数に基づいて生成された中間データをメモリ１２から読み出して、全ての列についての中間データからそれぞれの列に対応するパリティを計算し、生成する。   Specifically, the parity generation unit 13 divides the portion corresponding to the parity position of the generation matrix of the linear code into sub-matrices for every c rows, and (j + 1) -th (j is 0) of the (i + 1) -th sub-matrix. To (n−k−1)), the intermediate data generated based on the coefficient of the combination of the same elements as the column value is read from the memory 12, and the intermediate data for all the columns is read from each column. The parity corresponding to is calculated and generated.

なお、部分データＤ₁による中間データの生成を、パリティの計算において、部分データＤ₀による中間データを用いた計算が終了した後に行なうように処理すれば、部分データＤ₁による中間データを、部分データＤ₀による中間データに上書きして中間データテーブルに記憶させることができる。部分データＤ_(i+1)による中間データと部分データＤ_iによる中間データに関しても同様であるので、中間データ領域の必要量は、データ全体分の中間データの容量ではなく、１個の部分データによる中間データの容量で済ませることが可能となる。 If the generation of the intermediate data based on the partial data D ₁ is performed after the calculation using the intermediate data based on the partial data D ₀ is completed in the parity calculation, the intermediate data based on the partial data D ₁ is converted into the partial data D _1. The intermediate data by data D ₀ can be overwritten and stored in the intermediate data table. The same applies to the intermediate data based on the partial data D _{(i + 1)} and the intermediate data based on the partial data D _i , so the required amount of the intermediate data area is not the capacity of the intermediate data for the entire data but one partial data. It becomes possible to do with the capacity of the intermediate data by.

つまり、中間データ生成部１１は、（ｉ＋１）番目の部分データＤ_(i+1)による中間データをｉ番目の部分データＤ_iによる中間データに上書きすることで、（ｉ＋１）番目の部分データＤ_(i+1)による中間データをメモリ１２に記憶する。そして、この場合には、図２Ｂに示すように、中間データテーブル１２ａは、係数及び中間データなどからなるテーブルであればよく、係数により、対応する中間データを参照できる。 That is, the intermediate data generating unit 11, (i + 1) -th partial data D _{(i + 1)} by by overwriting the intermediate data to the intermediate data by the i-th partial data D _i, (i + 1) -th partial data D _The intermediate data _{(i + 1)} is stored in the memory 12. In this case, as shown in FIG. 2B, the intermediate data table 12a may be a table including coefficients and intermediate data, and the corresponding intermediate data can be referred to by the coefficients.

図３は、符号化装置１０が実行する符号化の処理を示すフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing the encoding process executed by the encoding apparatus 10.

以下の処理が、ｉが０から（ｘ−１）まで繰り返される（Ｓ１０１、Ｓ１１１）。   The following processing is repeated from i to 0 to (x−1) (S101, S111).

まず、中間データ生成部１１は、入力されたデータを複数の部分データに区切ることで、（ｉ＋１）番目の部分データを選択する（Ｓ１０２）。   First, the intermediate data generation unit 11 selects the (i + 1) th partial data by dividing the input data into a plurality of partial data (S102).

そして、中間データ生成部１１は、全ての部分データに対して（ｉ＋１）番目の中間データを生成し、生成された中間データをメモリ１２の中間データテーブル１２ａに書き込み、中間データテーブル１２ａを更新していくことで、当該中間データをメモリ１２に記憶する（Ｓ１０４）。   Then, the intermediate data generation unit 11 generates (i + 1) th intermediate data for all partial data, writes the generated intermediate data to the intermediate data table 12a of the memory 12, and updates the intermediate data table 12a. As a result, the intermediate data is stored in the memory 12 (S104).

次に、パリティ生成部１３は、線形符号の生成行列のパリティの位置にあたる部分をｃ行ずつ区切った場合に、（ｉ＋１）番目となる部分行列の情報を選択する（Ｓ１０６）。   Next, the parity generation unit 13 selects the information of the (i + 1) th submatrix when the portion corresponding to the parity position of the linear code generation matrix is divided by c rows (S106).

そして、パリティ生成部１３は、部分行列の各列に対応する中間データをメモリ１２から読み出す（Ｓ１０８）。具体的には、パリティ生成部１３は、部分行列の列の値をもとにして、中間データテーブル１２ａに記憶されている中間データを、読み出す。   Then, the parity generation unit 13 reads the intermediate data corresponding to each column of the partial matrix from the memory 12 (S108). Specifically, the parity generation unit 13 reads the intermediate data stored in the intermediate data table 12a based on the column values of the partial matrix.

そして、パリティ生成部１３は、部分行列の全ての列について読み出された中間データをそれぞれ累積することで、各列に対応するパリティを計算し生成する（Ｓ１１０）。   Then, the parity generation unit 13 calculates and generates parity corresponding to each column by accumulating the intermediate data read for all the columns of the partial matrix (S110).

このように、ｉが０から（ｘ−１）まで繰り返す（Ｓ１０１、Ｓ１１１）ことにより、パリティが生成される。   In this way, parity is generated by repeating i from 0 to (x−1) (S101, S111).

なお、Ｓ１０４の処理で生成された中間データを記憶させる時に、直前のループで記憶させた領域に上書きして記憶させれば、中間データ領域を大幅に削減することが可能となる。   When the intermediate data generated in the process of S104 is stored, the intermediate data area can be greatly reduced by overwriting the area stored in the previous loop.

図４Ａ〜図４Ｃは、符号化装置１０の符号化処理の一例を具体的に説明する図である。   4A to 4C are diagrams for specifically explaining an example of the encoding process of the encoding device 10.

符号の生成行列Ｇは図４Ａに示すようにｋ行ｎ列の行列であり、符号語のデータ部を生成する左から１列目からｋ列目の部分（以下、データ位置部分と呼ぶ）は単位行列であり、符号語のパリティ部を生成する左から（ｋ＋１）列目からｎ列目の部分（以下、パリティ位置部分と呼ぶ）にあるｕ行ｖ列の要素はｇ_{(u-1),(v-k-1)}で表わしている。 The code generation matrix G is a matrix of k rows and n columns as shown in FIG. 4A, and the first column to the kth column from the left (hereinafter referred to as the data position portion) for generating the data portion of the code word is The element of the u row and the v column in the part from the left (k + 1) th column to the nth column (hereinafter referred to as the parity position portion) that is a unit matrix and generates the parity part of the codeword is g _{(u-1) , (vk-1)} .

本発明では、図４Ｂに示すように、パリティ位置部分をｃ行ずつに区切った部分行列を単位として処理を繰り返すことを特徴としている。部分行列は、ｘ＝ｃｅｉｌ（ｋ／ｃ）個になる。即ち、ｘはｋ／ｃを切り上げた値であり、ｋがｃで割り切れればｘ＝（ｋ／ｃ）、ｋがｃで割り切れなければｘ＝ｉｎｔ（ｋ／ｃ）＋１である。なお、ｉｎｔ関数は、与えられた数値以下の整数で一番大きいものを返す関数である。   As shown in FIG. 4B, the present invention is characterized in that the processing is repeated in units of sub-matrices in which the parity position portion is divided into c rows. The number of sub-matrices is x = ceil (k / c). That is, x is a value obtained by rounding up k / c. If k is divisible by c, x = (k / c), and if k is not divisible by c, x = int (k / c) +1. The int function is a function that returns the largest integer that is less than or equal to a given numerical value.

図４Ｃにこの部分行列の詳細を示す。上から（ｉ＋１）個目の部分行列Ｇ_i＝（Ｑ_i,0，Ｑ_i,1，…，Ｑ_i,(n-k-1)）の、（ｊ＋１）番目の列はＱ_i,j＝（ｇ_c×_i,j，ｇ_c×_i+1,j，…，ｇ_c×_i+(c-1),j）^Tとなる。記号^Tは、転置行列を表わす。 FIG. 4C shows details of this submatrix. From the top (i + 1) th sub-matrix _{G i = (Q i, 0} , Q i, 1, ..., Q i, (nk-1)) of, (j + 1) th column is Q _i, j = ( _{g c × i, j, g} c × i + 1, j, ..., g c × i + (c-1), j) becomes ^T. The symbol ^T represents a transposed matrix.

中間データ生成部１１は、データＤ＝（ｄ₀，ｄ₁，…，ｄ_(k-1)）をｃシンボルずつに区切った部分データＤ_i＝（ｄ_c×_i，ｄ_c×_i+1，…，ｄ_c×_i+(c-1)）から、全零以外の全ての係数（ｍ₀，ｍ₁，…，ｍ_(c-1)）について中間データＭ_i［ｍ₀，ｍ₁，…，ｍ_(c-1)］＝ｍ₀・ｄ_c×_i＋ｍ₁・ｄ_c×_i+1＋…＋ｍ_(c-1)・ｄ_c×_i+(c-1)を生成し、メモリ１２の中間データ領域の中間データテーブル１２ａに書込む。 Intermediate data generating unit 11, data _{D = (d 0, d 1} , ..., d (k-1)) portions separated one by c symbol data _{D i = (d c × i} , d c × i + 1 , ..., a _{d c × i + (c-} 1)), all coefficients other than all-zero _{(m 0, m 1, ...} , m (c-1)) intermediate data M _i [m _0, m ₁ for, .., M _(c-1) ] = m ₀ · d _c × _i + m ₁ · d _c × _{i + 1} +... + M _(c-1) · d _c × _{i + (c-1)} Are written in the intermediate data table 12a in the intermediate data area.

パリティ生成部１３は、部分データＤ_iに対応する部分行列Ｇ_iのそれぞれの列データに基づいて計算されている中間データＭ_i［Ｑ_i,j ^T］を、メモリ１２の中間データ領域の中間データテーブル１２ａから読み出す。また、メモリ１２のパリティ領域からパリティｐ_jを読み出して、中間データＭ_i［Ｑ_i,j ^T］を加算し、加算した結果をパリティ領域に書き戻す。これをｊ＝０，１，…，（ｎ−ｋ−１）について実行する。 Parity generator 13, the intermediate data ^{_{M i [Q i, j T}} ] , which is calculated based on the respective column data of the partial matrix G _i corresponding to the partial data D _i of intermediate intermediate data area of the memory 12 Read from the data table 12a. Further, the parity p _j is read from the parity area of the memory 12, intermediate data M _i [Q _{i, j} ^T ] is added, and the addition result is written back to the parity area. This is executed for j = 0, 1,..., (N−k−1).

上記の、中間データ生成部１１による中間データＭ_iの生成と、パリティ生成部１３によるパリティｐ_j（ｊ＝０，１，…，（ｎ−ｋ−１））の計算を、ｉ＝０，１，…，（ｘ−１）について繰り返し実行する。 The generation of the intermediate data M _i by the intermediate data generation unit 11 and the calculation of the parity p _j (j = 0, 1,..., (N−k−1)) by the parity generation unit 13 are performed using i = 0, 1,... (X-1) are repeatedly executed.

これらの計算の間、必要に応じて、入力されたデータはメモリ１２のデータ領域で保持しておき、パリティ計算のタイミングと合わせて、符号語としてデータとパリティを出力する。   During these calculations, the input data is held in the data area of the memory 12 as necessary, and the data and parity are output as codewords together with the parity calculation timing.

従来のように生成行列ＧとデータＤを乗算して符号化する構成では、要素がガロア体ＧＦ（２）の要素であったとしても、計算量はおおよそ（ｎ−ｋ）×（ｋ／２−１）回のシンボルの加算が必要であるとしたが、本発明では、パリティ生成部１３での計算量は（ｎ−ｋ）×（ｘ−１）回のシンボルの加算に減らしており、中間データ生成部１１で（２^c−１）個の中間データをｘ回計算するために必要なシンボルの加算回数が（ｎ−ｋ）×ｋ×（ｃ−２）／２／ｃより少なければ、符号化装置全体での計算量を削減することが可能である。ＬＤＰＣ符号は、通常データシンボル数ｋは数百〜数千以上のオーダであり、パリティシンボル数（ｎ−ｋ）も数百以上のオーダであるので、ｃが３〜１０程度の値であれば、計算量削減が可能である。 In the conventional configuration in which the generator matrix G and the data D are multiplied and encoded, even if the element is an element of the Galois field GF (2), the calculation amount is approximately (n−k) × (k / 2). -1) It is assumed that symbol addition is required, but in the present invention, the amount of calculation in the parity generation unit 13 is reduced to (n−k) × (x−1) symbol addition. If the number of symbol additions required to calculate (2 ^c −1) pieces of intermediate data x times in the intermediate data generation unit 11 is less than (n−k) × k × (c−2) / 2 / c Therefore, it is possible to reduce the amount of calculation in the entire encoding apparatus. In an LDPC code, the number k of data symbols is usually in the order of several hundreds to several thousand and the number of parity symbols (n−k) is also in the order of several hundreds. Therefore, if c is a value of about 3 to 10. The amount of calculation can be reduced.

このように、データ及び生成行列を複数のグループに区切り、そのグループ単位で中間データを生成し、生成された中間データからパリティを生成する。これにより、同じ計算で生成される中間データが複数ある場合は、１回の計算のみで当該中間データを生成することができるので、重複して計算が行われるのを避けることができ、計算量の削減を図ることができる。   In this way, the data and the generation matrix are divided into a plurality of groups, intermediate data is generated in units of the groups, and parity is generated from the generated intermediate data. As a result, if there are multiple pieces of intermediate data generated by the same calculation, the intermediate data can be generated by only one calculation, so that it is possible to avoid redundant calculations and to reduce the amount of calculation Can be reduced.

なお、中間データ生成部１１は、ｉの値が変わる都度に、変わる前の処理で生成された中間データを、変わった後の処理で生成された中間データで上書きすることが可能である。   Note that each time the value of i changes, the intermediate data generation unit 11 can overwrite the intermediate data generated in the process before the change with the intermediate data generated in the process after the change.

また、全零の係数から生成される中間データについての領域は不要としているが、それだけでなく、１個の要素が‘１’で残りの要素が‘０’である係数により生成される中間データは、それと全く同じ値がデータ領域に存在するので、これらを記憶する領域も省略しても良い。   In addition, although an area for intermediate data generated from all zero coefficients is unnecessary, not only that, but intermediate data generated by coefficients in which one element is '1' and the remaining elements are '0'. Since the same value exists in the data area, the area for storing these may be omitted.

なお、初期値の処理方法は、符号化開始時にメモリ１２のパリティ領域に全て０を書込むか、パリティの最初の項の計算時にメモリ１２に書込むのみの処理を行なうなどいくつか考えられるが、いずれであっても上記の加算回数の概算には影響しない。   There are several possible methods for processing the initial value, such as writing all 0s in the parity area of the memory 12 at the start of encoding, or performing only the process of writing in the memory 12 when calculating the first term of parity. In either case, the above estimation of the number of additions is not affected.

なお、生成行列Ｇの情報は、パリティ生成部１３が保持する構成としているが、メモリ１２に生成行列Ｇの情報のための領域を設けて、パリティ生成部１３がその領域にアクセスするという構成であっても、本発明は適用可能である。   Note that the information of the generator matrix G is configured to be held by the parity generator 13, but the memory 12 is provided with an area for the information of the generator matrix G, and the parity generator 13 accesses the area. Even if it exists, this invention is applicable.

また、生成行列Ｇは、符号ごとに固有の行列であるので、使われている符号に合わせた生成行列Ｇの情報を選択するもしくは入力する機能を備えれば、複数の符号を扱う符号化装置１０を構成できることは明らかである。   Also, since the generator matrix G is a unique matrix for each code, an encoding device that handles a plurality of codes if it has a function of selecting or inputting information of the generator matrix G that matches the used code. It is clear that 10 can be configured.

また、ｃが３〜１０程度の値としたが、上限とした値１０はｎやｋ、符号の符号化率の値によって変わるものである。   Moreover, although c is a value of about 3 to 10, the upper limit value 10 varies depending on the values of n, k, and code coding rate.

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。上記実施の形態１では、中間データ生成部１１は、全零以外の全ての要素の組み合わせの係数について中間データを生成することとしたが、本実施の形態２では、中間データ生成部１１は、既に生成された中間データを利用して、新たに中間データを生成する。 (Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the intermediate data generation unit 11 generates intermediate data for coefficients of combinations of all elements other than all zeros. However, in the second embodiment, the intermediate data generation unit 11 The intermediate data is newly generated using the already generated intermediate data.

図５は、本発明の実施の形態２における中間データ生成部１１の構成の一例を示すブロック図である。図５に示すように、中間データ生成部１１は、加算部２１、ｊ−ビットカウンタ２２、及び選択部２３を備えている。   FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the intermediate data generation unit 11 according to Embodiment 2 of the present invention. As illustrated in FIG. 5, the intermediate data generation unit 11 includes an addition unit 21, a j-bit counter 22, and a selection unit 23.

本実施の形態２では、中間データ生成部１１は、中間データ（ｂ₀・ｄ₀＋ｂ₁・ｄ₁＋…＋ｂ_(j-1)・ｄ_(j-1)）（ｊ＝１，２，…，（ｃ−１））が生成されており、ｂ_jが零でない場合には、当該中間データにｂ_j・ｄ_jを加算することで、中間データ（ｂ₀・ｄ₀＋ｂ₁・ｄ₁＋…＋ｂ_(j-1)・ｄ_(j-1)＋ｂ_j・ｄ_j）を生成する。 In this second embodiment, the intermediate data generation unit 11, the intermediate data _{(b 0 · d 0 + b} 1 · d 1 + ... + b (j-1) · d (j-1)) (j = 1,2, ..., (c-1)) is generated and b _j is not zero, the intermediate data (b ₀ · d ₀ + b ₁ · d is added by adding b _j · d _j to the intermediate data. ₁ +... + B _(j−1) · d _(j−1) + b _j · d _j ) is generated.

以下に、中間データ生成部１１の中間データの生成について、具体的に説明する。   Hereinafter, generation of intermediate data by the intermediate data generation unit 11 will be described in detail.

入力される部分データＤ_i＝（ｄ_c×_i，ｄ_c×_i+1，…，ｄ_c×_i+(c-1)）の最初の要素であるｄ_c×_iは、中間データＭ_i［１，０，０，…，０］として、そのまま選択部２３から出力される。 Partial data D _i = input _{(d c × i, d c} × i + 1, ..., d c × i + (c-1)) a first element is d _c × _i of intermediate data M _i [ , 0, 0,..., 0] are output from the selection unit 23 as they are.

ｊ−ビットカウンタ２２は、入力されるＤ_i＝（ｄ_c×_i，ｄ_c×_i+1，…，ｄ_c×_i+(c-1)）の要素のそれぞれであるｄ_c×_i+jに対し、ｊ−ビットのカウンタとして、（ｂ₀，ｂ₁，…，ｂ_(j-1)）が（０，０，…，０）から（１，１，…，１）までをカウントアップする。 j- bit counter 22, D _i = input _{(d c × i, d c} × i + 1, ..., d c × i + (c-1)) are the respective elements d _c × _{i + j} On the other hand, as a j-bit counter, (b ₀ , b ₁ ,..., B _(j-1) ) counts up from (0, 0,..., 0) to (1, 1,..., 1). To do.

カウントアップに従って、（ｂ₀，ｂ₁，…，ｂ_(j-1)）＝（０，０，…，０）の時は、選択部２３はｄ_c×_i+jを中間データＭ_i［（ｊ個の０），１，（（ｃ−ｊ−１）個の０）］として出力する。（ｂ₀，ｂ₁，…，ｂ_(j-1)）が（１，０，…，０）〜（１，１，…，１）である時は、加算部２１は順次、メモリ１２から読み出したＭ_i［ｂ₀，ｂ₁，…，ｂ_(j-1)，０，０，…，０］の値を読み出し、ｄ_c×_i+jを加算した値Ｍ_i［ｂ₀，ｂ₁，…，ｂ_(j-1)，１，０，…，０］＝ｄ_c×_i+j＋Ｍ_i［ｂ₀，ｂ₁，…，ｂ_(j-1)，０，０，…，０］を選択部２３から出力する。 According to the count up, when (b ₀ , b ₁ ,..., B _(j−1) ) = (0, 0,..., 0), the selector 23 converts d _c × _{i + j} to the intermediate data M _i [ (J 0s), 1, ((c−j−1) 0s)]. (B _0, b _1, ..., b _(j-1)) is (1,0, ..., 0) to (1, 1, ..., 1) when it is, the adder 21 sequentially from the memory 12 read _{M i [b 0, b 1} , ..., b (j-1), 0,0, ..., 0] reads the value of the value obtained by adding the _{d c × i + j M i} [b 0, b _{1, ..., b (j-} 1), 1,0, ..., 0] = d c × i + j + M i [b 0, b 1, ..., b (j-1), 0,0, ..., 0] is output from the selection unit 23.

例えば、中間データテーブル１２ａにおいて、部分データＤ₀＝（ｄ₀，ｄ₁，ｄ₂，ｄ₃）での係数（１，０，１，１）に対する中間データは、部分データＤ₀＝（ｄ₀，ｄ₁，ｄ₂，ｄ₃）での係数（１，０，１，０）に対する中間データにｄ₃を加算した値である。 For example, in the intermediate data table 12a, the intermediate data for the coefficient ( ₁ , ₀ , ₁ , ₁ ) in the partial data D ₀ = (d ₀ , d ₁ , d ₂ , d ₃ ) is the partial data D ₀ = (d ₀ , d ₁ , d ₂ , d ₃ ) is a value obtained by adding d ₃ to intermediate data for the coefficient ( ₁ , ₀ , ₁ , ₀ ).

上記の構成により、（２^c−ｃ−１）回のシンボルの加算により、ｃシンボルの部分データから、（２^c−１）個の中間データを生成することを可能とした。 With the above configuration, (2 ^c −1) pieces of intermediate data can be generated from partial data of c symbols by adding (2 ^c −c−1) times of symbols.

このように、既に計算され生成された中間データを利用して、新たに中間データを計算し生成することができるので、計算量の削減を図ることができる。   In this way, since intermediate data can be newly calculated and generated using the already calculated and generated intermediate data, the amount of calculation can be reduced.

以下の表に、従来の符号化装置と本発明の符号化装置のそれぞれにおいて、実際にどの程度の回数の加算を行なって符号化を行なっているのかを示す。符号は、それぞれ符号化率（データ長／符号長）は３／４として、検査行列を乱数で生成したものである。処理をまとめた行数ｃについては、従来比が最小となる値を選んでいる。この結果からも、本発明により、加算回数を削減し、符号化の処理速度を高速化することが可能であることは明確となっている。   The following table shows how many times the addition is actually performed in each of the conventional coding apparatus and the coding apparatus of the present invention. Each code has a coding rate (data length / code length) of 3/4 and a parity check matrix generated with random numbers. For the number of rows c in which the processing is summarized, a value that minimizes the conventional ratio is selected. From this result, it is clear that according to the present invention, the number of additions can be reduced and the encoding processing speed can be increased.

なお、実施の形態１の中間データ生成部１１は、中間データをメモリ１２に出力するだけになっている。これに対し、本実施例（実施の形態２）の中間データ生成部１１は、それと機能は全く同じであるが、中間データの生成に、先に計算した中間データを利用することにより、計算量を削減しようとしているため、メモリ１２へのデータの指示情報とメモリ１２からの中間データの読出しが存在する。   The intermediate data generation unit 11 according to the first embodiment only outputs intermediate data to the memory 12. On the other hand, the intermediate data generation unit 11 of the present embodiment (Embodiment 2) has exactly the same function, but the amount of calculation is increased by using the intermediate data previously calculated for generating the intermediate data. Therefore, there is data instruction information to the memory 12 and reading of intermediate data from the memory 12.

また、本発明において演算を加算として説明しているが、これは符号の要素に応じた演算を意味している。例えば、符号がガロア体ＧＦ（ｑ）の要素で構成されていればａとｂの加算は（ａ＋ｂ）ｍｏｄ ｑのことであり、ガロア体ＧＦ（２）の要素で構成されていれば、加算は排他的論理和（ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ−ｏｒ）のことである。また、ｔビットのガロア体ＧＦ（２）の要素からなるブロックを符号の１シンボルとした場合は、ｔ個の排他的論理和（ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ−ｏｒ）を並列して実行する演算を意味している。   Further, in the present invention, calculation is described as addition, but this means calculation according to the element of the sign. For example, if the sign is composed of elements of Galois field GF (q), addition of a and b is (a + b) mod q, and if it is composed of elements of Galois field GF (2) Is an exclusive-or. In addition, when a block composed of elements of t-bit Galois field GF (2) is used as one symbol, it means an operation that executes t exclusive-or in parallel. .

以上、本発明に係る符号化装置について、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。   As described above, the encoding apparatus according to the present invention has been described using the above embodiment, but the present invention is not limited to this.

つまり、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   That is, the embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

例えば、本実施の形態では、データ及び係数の各要素は２進数であることとしたが、データ及び係数の各要素は２進数に限定されず、３進数などであってもよい。   For example, in the present embodiment, each element of data and coefficient is a binary number, but each element of data and coefficient is not limited to a binary number, and may be a ternary number.

また、本実施の形態では、中間データ生成部１１などの各構成要素は、ソフトウェアにより構成されていることとしたが、専用のハードウェアにより構成されていてもよい。つまり、ブロック図（図１及び図５など）の各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現されていてもよい。なお、これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。   In the present embodiment, each component such as the intermediate data generation unit 11 is configured by software, but may be configured by dedicated hardware. That is, each functional block in the block diagrams (FIGS. 1 and 5, etc.) may be realized as an LSI that is typically an integrated circuit. Note that these may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include a part or all of them.

本発明に係る符号化装置、符号化方法、及び符号化プログラムは、処理速度を高速化することができ、ネットワーク伝送時のパケットロスのような消失訂正の用途に有用である。   The encoding apparatus, encoding method, and encoding program according to the present invention can increase the processing speed and are useful for erasure correction such as packet loss during network transmission.

本発明の実施の形態１の符号化装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a functional structure of the encoding apparatus of Embodiment 1 of this invention. 中間データテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an intermediate data table. 中間データテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an intermediate data table. 符号化装置が実行する符号化の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the encoding which an encoding apparatus performs. 符号化装置の符号化処理の一例を具体的に説明する図である。It is a figure explaining an example of an encoding process of an encoding apparatus concretely. 符号化装置の符号化処理の一例を具体的に説明する図である。It is a figure explaining an example of an encoding process of an encoding apparatus concretely. 符号化装置の符号化処理の一例を具体的に説明する図である。It is a figure explaining an example of an encoding process of an encoding apparatus concretely. 本発明の実施の形態２の中間データ生成部１１の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the intermediate data generation part 11 of Embodiment 2 of this invention. 伝送パケット生成の説明図である。It is explanatory drawing of transmission packet generation.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 符号化装置
１１ 中間データ生成部
１２ メモリ
１２ａ 中間データテーブル
１３ パリティ生成部
２１ 加算部
２２ ｊ−ビットカウンタ
２３ 選択部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Encoding apparatus 11 Intermediate data generation part 12 Memory 12a Intermediate data table 13 Parity generation part 21 Addition part 22 j-bit counter 23 Selection part

Claims (5)

Ｋ個のシンボルのデータを、パリティを含む符号長がＮでありデータ数がＫである線形符号に符号化する符号化装置であって、
データを記憶する記憶部と、
前記Ｋ個のシンボルのデータをｃ個のシンボルずつに、ｋ個（ｋは、Ｋ／ｃを切り上げた整数）の部分データに区切り、（ｉ＋１）番目（ｉは、０から（ｋ−１）までの整数）の前記部分データ（ｄ₀，ｄ₁，…，ｄ_(c-1)）と要素が全て零となる全零以外の係数（ａ₀，ａ₁，…，ａ_(c-1)）とから、全ての要素の組み合わせの前記係数について中間データ（ａ₀・ｄ₀＋ａ₁・ｄ₁＋…＋ａ_(c-1)・ｄ_(c-1)）を生成し、前記中間データを前記記憶部に記憶する中間データ生成部と、
前記線形符号の生成行列のパリティの位置にあたる部分をｃ行ごとの部分行列に分割し、（ｉ＋１）番目の前記部分行列の（ｊ＋１）番目（ｊは、０から（Ｎ−Ｋ−１）までの整数）の列の値と同一の要素の組み合わせの前記係数に基づいて生成される前記中間データを前記記憶部から読み出して、全ての列についての前記中間データからそれぞれの列に対応するパリティを生成するパリティ生成部とを備え、
前記中間データ生成部は、全ての前記部分データに対して前記中間データを生成して前記記憶部に記憶し、
前記パリティ生成部は、全ての前記部分行列に対して前記中間データを前記記憶部から読み出して、前記列ごとに全ての前記読み出された中間データを累積することでそれぞれの列に対応するパリティを生成する
ことを特徴とする符号化装置。 An encoding device that encodes data of K symbols into a linear code with a code length including parity of N and a number of data of K,
A storage unit for storing data;
The data of the K symbols is divided into k partial data in units of c symbols (k is an integer obtained by rounding up K / c), and (i + 1) th (i ranges from 0 to (k−1)). ) And the partial data (d ₀ , d ₁ ,..., D _(c-1) ) and all non-zero coefficients (a ₀ , a _{1 ,. )} ) To generate intermediate data (a ₀ · d ₀ + a ₁ · d ₁ +... + A _(c-1) · d _(c-1) ) for the coefficients of all element combinations, and the intermediate data Intermediate data generation unit for storing the data in the storage unit,
The part corresponding to the parity position of the generation matrix of the linear code is divided into sub-matrices for every c rows, and the (i + 1) -th sub-matrix (j + 1) -th (j is from 0 to (N−K−1)). The intermediate data generated based on the coefficient of the same combination of elements as the column value of the integer) is read from the storage unit, and the parity corresponding to each column is determined from the intermediate data for all columns. A parity generation unit for generating,
The intermediate data generation unit generates the intermediate data for all the partial data and stores the intermediate data in the storage unit,
The parity generation unit reads the intermediate data for all the partial matrices from the storage unit, and accumulates all the read intermediate data for each column, thereby corresponding to each column. An encoding device characterized by generating. 前記中間データ生成部は、中間データ（ａ₀・ｄ₀＋ａ₁・ｄ₁＋…＋ａ_(y-1)・ｄ_(y-1)）（ｙ＝１，２，…，（ｃ−１））が生成されており、ａ_yが零でない場合には、当該中間データにａ_y・ｄ_yを加算することで、中間データ（ａ₀・ｄ₀＋ａ₁・ｄ₁＋…＋ａ_(y-1)・ｄ_(y-1)＋ａ_y・ｄ_y）を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。 The intermediate data generation unit generates intermediate data (a ₀ · d ₀ + a ₁ · d ₁ +... + A _(y−1) · d _(y−1) ) (y = 1, 2,..., (C−1) ) Is generated and a _y is not zero, the intermediate data (a ₀ · d ₀ + a ₁ · d ₁ +... + A _(y−) is added by adding a _y · _dy to the intermediate data. The encoding apparatus according to claim 1, wherein ₁₎ · d _(y−1) + a _y · d _y ) is generated. 前記中間データ生成部は、（ｉ＋１）番目の部分データによる中間データをｉ番目の部分データによる中間データに上書きすることで、（ｉ＋１）番目の部分データによる中間データを前記記憶部に記憶する
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。 The intermediate data generation unit stores the intermediate data based on the (i + 1) th partial data in the storage unit by overwriting the intermediate data based on the (i + 1) th partial data on the intermediate data based on the i-th partial data. The encoding device according to claim 1. Ｋ個のシンボルのデータを、パリティを含む符号長がＮでありデータ数がＫである線形符号に符号化する符号化方法であって、
コンピュータが、前記Ｋ個のシンボルのデータをｃ個のシンボルずつに、ｋ個（ｋは、Ｋ／ｃを切り上げた整数）の部分データに区切り、（ｉ＋１）番目（ｉは、０から（ｋ−１）までの整数）の前記部分データ（ｄ₀，ｄ₁，…，ｄ_(c-1)）と要素が全て零となる全零以外の係数（ａ₀，ａ₁，…，ａ_(c-1)）とから、全ての要素の組み合わせの前記係数について中間データ（ａ₀・ｄ₀＋ａ₁・ｄ₁＋…＋ａ_(c-1)・ｄ_(c-1)）を生成し、データを記憶するための記憶部に前記中間データを記憶する中間データ生成ステップと、
コンピュータが、前記線形符号の生成行列のパリティの位置にあたる部分をｃ行ごとの部分行列に分割し、（ｉ＋１）番目の前記部分行列の（ｊ＋１）番目（ｊは、０から（Ｎ−Ｋ−１）までの整数）の列の値と同一の要素の組み合わせの前記係数に基づいて生成される前記中間データを前記記憶部から読み出して、全ての列についての前記中間データからそれぞれの列に対応するパリティを生成するパリティ生成ステップとを含み、
前記中間データ生成ステップでは、コンピュータが、全ての前記部分データに対して前記中間データを生成して前記記憶部に記憶し、
前記パリティ生成ステップでは、コンピュータが、全ての前記部分行列に対して前記中間データを前記記憶部から読み出して、前記列ごとに全ての前記読み出された中間データを累積することでそれぞれの列に対応するパリティを生成する
ことを特徴とする符号化方法。 An encoding method for encoding data of K symbols into a linear code whose code length including parity is N and whose number of data is K,
The computer divides the data of the K symbols into k partial data for each c symbols (k is an integer obtained by rounding up K / c), and (i + 1) -th (i is from 0 to (k the partial data of -1) integer _{up) (d 0, d 1,} ..., d (c-1)) and the coefficient other than all zeros elements are all zero _{(a 0, a 1, ...} , a ( _c-1) ) to generate intermediate data (a ₀ · d ₀ + a ₁ · d ₁ + ... + a _(c-1) · d _(c-1) ) for the coefficients of all the element combinations, An intermediate data generation step of storing the intermediate data in a storage unit for storing data;
The computer divides the portion corresponding to the parity position of the generator matrix of the linear code into sub-matrices every c rows, and the (j + 1) -th (j + 1) -th (j is 0 to (N−K−) of the (i + 1) -th sub-matrix. The intermediate data generated based on the coefficients having the same element combinations as the values of the columns in the integers up to 1) are read from the storage unit, and the intermediate data for all the columns correspond to the respective columns. Generating a parity to generate, and
In the intermediate data generation step, the computer generates the intermediate data for all the partial data and stores it in the storage unit,
In the parity generation step, the computer reads the intermediate data for all the partial matrices from the storage unit, and accumulates all the read intermediate data for each column to each column. An encoding method characterized by generating corresponding parity. Ｋ個のシンボルのデータを、パリティを含む符号長がＮでありデータ数がＫである線形符号に符号化するためのプログラムであって、
前記Ｋ個のシンボルのデータをｃ個のシンボルずつに、ｋ個（ｋは、Ｋ／ｃを切り上げた整数）の部分データに区切り、（ｉ＋１）番目（ｉは、０から（ｋ−１）までの整数）の前記部分データ（ｄ₀，ｄ₁，…，ｄ_(c-1)）と要素が全て零となる全零以外の係数（ａ₀，ａ₁，…，ａ_(c-1)）とから、全ての要素の組み合わせの前記係数について中間データ（ａ₀・ｄ₀＋ａ₁・ｄ₁＋…＋ａ_(c-1)・ｄ_(c-1)）を生成し、データを記憶するための記憶部に前記中間データを記憶する中間データ生成ステップと、
前記線形符号の生成行列のパリティの位置にあたる部分をｃ行ごとの部分行列に分割し、（ｉ＋１）番目の前記部分行列の（ｊ＋１）番目（ｊは、０から（Ｎ−Ｋ−１）までの整数）の列の値と同一の要素の組み合わせの前記係数に基づいて生成される前記中間データを前記記憶部から読み出して、全ての列についての前記中間データからそれぞれの列に対応するパリティを生成するパリティ生成ステップとをコンピュータに実行させ、
前記中間データ生成ステップでは、全ての前記部分データに対して前記中間データを生成して前記記憶部に記憶し、
前記パリティ生成ステップでは、全ての前記部分行列に対して前記中間データを前記記憶部から読み出して、前記列ごとに全ての前記読み出された中間データを累積することでそれぞれの列に対応するパリティを生成する
ことを特徴とするプログラム。 A program for encoding data of K symbols into a linear code whose code length including parity is N and whose number of data is K,
The data of the K symbols is divided into k partial data in units of c symbols (k is an integer obtained by rounding up K / c), and (i + 1) th (i ranges from 0 to (k−1)). ) And the partial data (d ₀ , d ₁ ,..., D _(c-1) ) and all non-zero coefficients (a ₀ , a _{1 ,. )} ) To generate intermediate data (a ₀ · d ₀ + a ₁ · d ₁ +... + A _(c-1) · d _(c-1) ) for the coefficients of all element combinations and store the data Intermediate data generation step for storing the intermediate data in a storage unit for
The part corresponding to the parity position of the generation matrix of the linear code is divided into sub-matrices for every c rows, and the (i + 1) -th sub-matrix (j + 1) -th (j is from 0 to (N−K−1)). The intermediate data generated based on the coefficient of the same combination of elements as the column value of the integer) is read from the storage unit, and the parity corresponding to each column is determined from the intermediate data for all columns. Causing the computer to execute a parity generation step to generate,
In the intermediate data generation step, the intermediate data is generated for all the partial data and stored in the storage unit,
In the parity generation step, the parity data corresponding to each column is obtained by reading the intermediate data from the storage unit for all the partial matrices and accumulating all the read intermediate data for each column. A program characterized by generating

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