JPH03242027A - インターリーブを付加した並列誤り訂正方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の誤り訂正符号器および復号器を並列化
し、通信路で生じたバースト誤りを少ない遅延時間で訂
正する並列誤り訂正方式に関する。

特に、バースト誤りをランダム化するインターリーブ方
式を組み合わせることにより、誤り訂正能力を向上させ
た並列誤り訂正方式に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、フェージングにより長いバースト誤りが発生
する場合には、バースト誤りをランダム化する技術とし
てインターリーブ方式が用いられている。

第５図は、インターリーブ方式として代表的なＮ列Ｂ行
ブロックインターリーブ方式を示す図である。

なお、ここでは送信側のインターリーバおよび受信側の
デインターリーバともに、書き込み方向と読み出し方向
が異なる２面メモリを備え、それらを交互に切り替える
構成である。

送信側では、符号器５１により符号化されたデータ系列
（１，２，３、・・・）は、Ｎ列Ｂ行ブロンクインター
リーハ５２の書き込み用になっているメモリ５３１に行
方向（→）に書き込まれる。

方、読み出し用になっているメモリ５３□から列方向（
↓）に読み出されたデータ系列（１、Ｎ＋１．２＋１＋
１、・・・）は、通信路（バーストエラー回線）５４に
送出される。

受信側では送信側と逆の動作を行う。すなわち、Ｎ列Ｂ
行ブロックデインターリーバ５５の書き込み用になって
いるメモリ５６．に、受信データ系列（１、Ｎｉ１．２
Ｎ＋１、・・・）が列方向（↓）に書き込まれる。一方
、読み出し用になっているメモリ５６□から行方向（→
）に読み出されたデータ系列（１，２，３、・・・）は
復号器５７に送られる。

なお、次の送受信タイミングでは、Ｎ列Ｂ行ブロックイ
ンターリーバ５２のメモリ５３．．５３２は、それぞれ
列方向（↓）の読み出し用、行方向（→）の書き込み用
に切り替えられ、Ｎ列Ｂ行ブロックデインターリーバ５
５のメモリ５６．．５６□は、それぞれ行方向（→）の
読み出し用、列方向（↓）の書き込み用に切り替えられ
る。

このように、Ｎ列Ｂ行ブロックインターリーバ５２およ
びＮ列Ｂ行ブロックデインターリーバ５５で、各２面メ
モリの書き込み方向と読み出し方向とを相違させること
により、通信路５４上のバースト誤りはＮビット間隔に
分離され、バースト誤りをランダム化することができる
。

一方、送信側および受信側において、ｎ組の符号器およ
び復号器を並列化することにより、ｎ列ｎ行ブロックイ
ンターリーブ方式と同等のランダム化効果を得る並列誤
り訂正方式がある。

第６図は、並列誤り訂正方式を示す図である。

図において、入力データ系列は、スイッチ６１を切り替
えてｎ＆ｌの並列データ系列に分離され、ｎ組の符号器
６２．〜６２．に送出される。なお、ｎ組の並列データ
系列に分離する方法としては、入力データ系列（第６図
（２）の■、以下同様）の符号形式が（Ｍ、　ｍ）符号
（Ｍは符号長、ｍは情報ビット長）であるとすると、ｍ
ビットごとにスイッチ６１を切り替える方法（■）、あ
るいは１ビツトごとに切り替える方法（■）がある。

各符号器６２＋〜６２ｆｉでは、並列化された各データ
系列に対して独立に符号化を行う。ここで、各データ系
列をブロック符号として符号化した場合には、ｍビット
ごとにｎ系列それぞれにパリティビットが付加される（
■）。また、たたみ込み符号を用いた場合には、各符号
化データそれぞれが冗長度をもつ形となる（■）。

各符号器６２．〜６２７からの出力データは、ここでは
１ビツトごとにスイッチ６３を切り替えることにより順
次読み出され、直列データ系列（■、■、■、■）とし
て通信路６４に送出される。

受信側では送信側と逆の動作を行う。すなわち、スイ・
ンチ６５は直列の受信データを１ビツトごとに切り替え
てｎ＆ｌｌの並列データ系列に分離され、送信側の符号
化後のデータ系列（■、■）と同様のデータ系列に変換
されてｎ組の復号器６６１〜６６、に送出される。

各復号器６６、〜６６、は、送信側の符号器６２、〜６
２．に対応した方式で復号化を行うことにより、符号化
前のデータ系列（■、■）に変換することができる。

各復号器から出力されるｎ組の復号データ系列は、スイ
ッチ６７を送信側のスイッチ６１と対等に、１ビツトご
とあるいはｍビットごとに切り替えることにより順次読
み出され、送信側の入力データ系列に対応する出力デー
タ系列として再生される。

このような並列誤り訂正方式をとることにより、ｎ列ｎ
行ブロックインターリーブ方式と同等のランダム化効果
を得ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、インターリーブ方式は、送信側では一旦ＢＮ
個のデータをメモリに書き込んでから方向を替えて読み
出すので、ＢＮビットの時間がかかる。また、受信側で
も同様であるので、送受信を行う間に２８Ｎビツトの遅
延が生じることになる。

一方、十分なランダム化効果を得るためには、Ｎおよび
Ｂの値を大きくとる必要があるが、遅延時間をさらに増
大させる問題点があった。特に、音声通信のような実時
間通信においては、この遅延時間の増大は重要な問題点
になっている。

また、並列誤り訂正方式は、符号器および復号器の処理
における遅延時間のみでランダム化の効果が得られるが
、大きなランダム化効果を得るためには、多数の符号器
および復号器を並列化する必要があり、ハードウェア規
模が大きくなる問題点があった。

本発明は、インターリーブ方式と並列誤り訂正方式とを
組み合わせ、少ない遅延時間で大きなランダム化効果を
実現し、高速にバースト誤りを訂正することができるイ
ンターリーブを付加した並列誤り訂正方式を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明方式の原理構成を示すブロック図であ
る。

本発明は、送信側では、人力データ系列をｎ（ｎは２以
上の整数）組の並列データ系列に分離し、各並列化デー
タ系列ごとに符号化してから直列データ系列に戻して送
信する並列符号化手段を有し、受信側では、受信データ
系列をｎ組の並列データ系列に分離し、各並列化データ
系列ごとに復号化して誤り訂正を行い、送信側の入力デ
ータ系列に対応する出力データ系列を再生する並列復号
化手段を有する並列誤り訂正方式において、送信側では
、並列符号化手段が出力する直列データ系列について、
連続する誤りをＮ（Ｎはｎと異なる２以上の整数）ピン
ト間隔に分離するためのインターリーバを備え、受信側
では、受信データ系列について、送信側のインターリー
バに対応するデインターリーブ処理を行い、並列復号化
手段に送出するデインターリーバを備えて構成する。

〔作　用〕

符号器および復号器をｎ個並列化してそれぞれ並列符号
化手段および並列復号化手段を構成することにより、ｎ
Ｘｎビットのインターリーブ処理と同等のランダム化効
果を得ることができる。

本発明では、さらにその内側に、並列数ｎとは異なる値
のＮピント間隔で、連続する誤りを分散するインターリ
ーバおよびデインターリーバを備えることにより、分散
された誤りをさらに分散させることが可能となる。

すなわち、受信側では、インターリーブ方式によりラン
ダム化された信号について、さらにランダム化効果を有
する並列誤り訂正方式によりそれぞれ独立に復号化され
ることにより、各方式をそれぞれ独立して用いている従
来構成に比べて、遅延時間を同一とした場合のランダム
化効果が太きく、誤り率特性を改善することができる。

Ｃ実施例〕 以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

なお、本発明方式の特徴とするところは、従来技術では
個々に用いられていた並列誤り訂正方式とインターリー
ブ方式とを組み合わせ、さらに並列数とインターリーブ
サイズに所定の条件をつけることにより、相乗的なラン
ダム化効果を得るものである。

第２図は、本発明方式の一実施例構成を示すブロック図
である。

なお、インターリーバおよびデインターリーバは、送信
側の符号器と受信側の復号器との間に、通信路（バース
トエラー回！１）を挟んで対向配置される。

図において、送信側で入力される人力データ系列は、ス
イッチ１１を切り替えてｎ組の並列データ系列に分離さ
れ、ｎ組のたたみ込み符号器１２＋〜１２．に送出され
る。各たたみ込み符号器１２１〜１２．では、各データ
系列に対して独立に符号化を行い、その出力データは、
スイッチ１３を切り替えることにより順次読み出され、
直列データ系列としてＮ列Ｂ行ブロックインターリーバ
１５に入力される。

符号化された直列データ系列は、Ｎ列Ｂ行ブロンクイン
ターリーハ１５の書き込み用になっているメモリ１６．
に行方向（−）に書き込まれる。

一方、読み出し用になっているメモリ１６□から列方向
（↓）に読み出され、ランダム化された直列データ系列
は、通信路（バーストエラー回線）１８に送出される。

受信側のＮ列Ｂ行プロンクデインターリーバ２１では送
信側と逆の動作を行う。すなわち、Ｎ列Ｂ行ブロックデ
インターリーバ２１の書き込み用になっているメモリ２
２．に、受信データ系列が列方向（↓）に書き込まれる
。一方、読み出し用になっているメモリ２２□から行方
向（→）に読み出され、元のデータ系列に復元される。

Ｎ列Ｂ行ブロックデインターリーバ２１から出力される
直列データ系列は、スイッチ２５を切り替えてｎ組の並
列データ系列に分離され、送信側の符号化後のデータ系
列と同様のデータ系列に変換されてｎ組のビタビ復号器
２６．〜２６１に送出される。

各ビタビ復号器２６．〜２６ｎでは、送信側のたたみ込
み符号器ｔ２ｔ〜１２．．に対応した方式で、各データ
系列に対して独立に復号化を行い、その出力データは、
スイッチ２７を切り替えることにより順次読み出され、
送信側の人力データ系列に対応する出力データ系列とし
て再生される。

ところで、Ｎ列Ｂ行ブロックインターリーブ方式を用い
た場合には、通信路上のバースト誤り長すがｂ≦Ｂの関
係にあればバースト誤りはＮピント間隔となる。したが
って、デインターリーブ後の誤りの発生確率はＮビット
周期で高くなるので、たたみ込み符号器およびビタビ復
号器の並列数ｎに対してｎ＝Ｈの関係の場合には、−見
回線上でバースト誤りが発生すると一つの復号器に誤り
が集中して誤り率特性を劣化させる。

一般に、誤りの発生がランダムであるほど誤り訂正能力
は高くなるので、通信路に適した並列数ｎを選択し、バ
ースト誤りをできるだけ分散させることが望ましい。す
なわち、少なくともｎ≠Ｎとすることが必要であり、さ
らにｎとＮが互いに素の関係に選ぶことにより、大きな
ランダム化効果を得ることができる。

ここで、第３図に本実施例における誤り率改善効果につ
いて示す、ここに示す遅延時間に対する誤り率特性は、
並列誤り訂正方式において、Ｒ＝７／８Ｎ８．７）符号
）、Ｋ＝７のたたみ込み符号−ビタビ復号法を用い、通
信路としてランダム誤り回線（回線誤り率８．５Ｘ１０
−”）を用いた場合におけるビタビ復号器（Ｒ＝１／２
、Ｋ＝７）の復号結果である。

なお、この場合の遅延時間りは、一つの復号器による遅
延（バスメモリ長）をＴとした場合に、Ｄ＝２８Ｎ＋ｎ
Ｔ として求めることができる。すなわち、Ｎ列Ｂ行のイン
ターリーブ操作によりＢＮＮピッ分の遅延を生し、送受
信双方において２ＢＮビツトの遅延となる。また、ｎ個
の並列復号器によりｎＴがさらに加算される。

図に示すように、並列数１７の並列誤り訂正と１６×１
６ビツトのインターリーバとを組み合わせて用いた場合
には、インターリーバのみに比べて遅延時間で約１／４
、誤り率で約１１５に改善できる。

また、遅延時間を一定にして（インターリーブビット数
を抑えて）ランダム化効果を上げるには、従来と同様に
多くの符号器および復号器を並列化する必要があるが、
低速領域では一つの符号器（あるいは復号器）を時分割
処理する方式をとることにより、ハードウェア規模の削
減を図ることが可能である。

第４図は、本発明方式の他の実施例構成を示すブロック
図である。

本実施例の特徴とするところは、ｎ個のたたみ込み符号
器およびビタビ復号器の代わりに、それぞれ一つのたた
み込み符号器およびビタビ復号器を時分割処理して用い
る構成である。なお、送信側あるいは受信側の一方のみ
について、一つのたたみ込み符号器あるいはビタビ復号
器を時分割処理する構成であってもよい。

図において、たたみ込み符号器４１は、１ビット人力さ
れるごとにメモリアドレスコントローラ４２の制御によ
り、外部の送信データメモリ４３からたたみ込み符号器
の前の状態を読み出して符号化を行い、そのときの状態
をメモリアドレスコントローラ４２の制御により、送信
データメモリ４３に書き込む操作を繰り返す。

また、ビタビ復号器４５は、１ビット人力されるごとに
メモリアドレスコントローラ４６の制御により、外部の
復号情報メモリ４７からビタビ復号器の前の状態を読み
出して復号化を行い、そのときの状態をメモリアドレス
コントローラ４６の制御により、復号情報メモリ４７に
書き込む操作を繰り返す。

このように、一つのたたみ込み符号器４１あるいはビタ
ビ復号器４５を時分割処理することにより、低速領域で
は小さなハードウェア規模で、並列化構成と同等のラン
ダム化効果を得ることができる。

〔発明の効果］ 上述したように、本発明は、並列誤り訂正方式にインタ
ーリーブ方式を組み合わせることにより、遅延時間およ
びハードウェア規模の増大を抑えてランダム化効果を高
めることができ、誤り率特性を大幅に改善することがで
きる。

特に、例えば移動通信のように、実時間通信が必要でか
つ装置の小型化が望まれているシステムでは、通信路の
フェージングその他による通信品質劣化に対して、本発
明方式はその改善に大きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方式の原理構成を示すブロック図。 第２図は本発明方式の一実施例構成を示すブロック図。 第３図は本実施例における誤り率改善効果について示す
図。 第４図は本発明方式の他の実施例構成を示すブロック図
。 第５図はＮ列Ｂ行ブロックインターリーブ方式第６図は
並列誤り訂正方式を示す図。 １１・・・スイッチ、１２・・・たたみ込み符号器、１
３・・・スイッチ、１５・・・Ｎ列Ｂ行ブロックインタ
ーリーバ、１６・・・メモリ、１８・・・通信路（バー
ストエラー回線）、２１・・・Ｎ列Ｂ行ブロックデイン
ターリーバ、２２・・・メモリ、２５・・・スイッチ、
２６・・・ビタビ復号器、２７・・・スイッチ、４工・
・・たたみ込み符号器、４２・・・メモリアドレスコン
トローラ、４３・・・送信データメモリ、４５・・・ビ
タビ復号器、４６・・・メモリアドレスコントローラ、
４７・・・復号情報メモリ４７．５１・・・符号器、５
２・・・インターリーバ、５３・・・メモリ、５４・・
・通信路（バーストエラー回線）、５５・・・デインタ
ーリーバ、５６・・・メモリ、５７・・・復号器、６１
．６３．６５．６７・・・スイッチ、６２・・・符号器
、６４・・・通信路、６６・・・復号器。 第 １ 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）送信側では、入力データ系列をｎ（ｎは２以上の
   整数）組の並列データ系列に分離し、各並列化データ系
   列ごとに符号化してから直列データ系列に戻して送信す
   る並列符号化手段を有し、受信側では、受信データ系列
   をｎ組の並列データ系列に分離し、各並列化データ系列
   ごとに復号化して誤り訂正を行い、送信側の入力データ
   系列に対応する出力データ系列を再生する並列復号化手
   段を有する並列誤り訂正方式において、 送信側では、前記並列符号化手段が出力する直列データ
   系列について、連続する誤りをＮ（Ｎはｎと異なる２以
   上の整数）ビット間隔に分離するためのインターリーバ
   を備え、 受信側では、前記受信データ系列について、送信側のイ
   ンターリーバに対応するデインターリーブ処理を行い、
   前記並列復号化手段に送出するデインターリーバを備え
   た ことを特徴とするインターリーブを付加した並列誤り訂
   正方式。