JPH05175940A - 誤り訂正方式 - Google Patents

誤り訂正方式

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JPH05175940A
JPH05175940A JP34350891A JP34350891A JPH05175940A JP H05175940 A JPH05175940 A JP H05175940A JP 34350891 A JP34350891 A JP 34350891A JP 34350891 A JP34350891 A JP 34350891A JP H05175940 A JPH05175940 A JP H05175940A
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JP
Japan
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error
error correction
signal
decoding
error detection
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Application number
JP34350891A
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English (en)
Inventor
Makoto Nakamura
誠 中村
Tomoko Kodama
智子 児玉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い信頼度の復号信号が得られる誤り訂正方
式を実現する。 【構成】 情報信号の全部もしくは一部を誤り検出符号
により符号化するとともに、この誤り検出符号化された
信号を複数の誤り訂正符号語に分散して誤り訂正符号化
して送信し、受信側では上記複数個の誤り訂正符号語に
対して各々少なくとも1個の復号語の候補を含む複数個
の復号語の候補を選択し、この複数の復号語の候補に対
して誤り検出符号による検査を実施し、誤り無しと判定
されたものを復号信号とする。 【効果】 高い信頼度で受信信号を復号することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル通信システ
ム、ディジタル記憶システムなどにおいて、ディジタル
情報の高信頼化のために用いられる誤り制御方式に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、ディジタル通信システムやディジ
タル記憶システムでは、情報の高信頼化を図るため、誤
り訂正符号が広く用いられている。例えば、符号長n、
情報点数k、符号間最小距離dの(n,k,d)誤り訂
正符号を用いた場合、その復号方法は2種類に大別でき
る。第一の方法は、受信したビット毎に1か0かの判別
を行ってnビットからなる受信ベクトルを生成し、この
受信ベクトルにハミング距離が最も近い符号語を出力す
るもので、この符号語間のハミング距離がdであること
から、符号の代数的構造を利用して(d−1)/2まで
の誤りを訂正できる。第二の方法は、受信したビット毎
のレベルを保持したままn個の要素からなる受信ベクト
ルを生成し、この受信ベクトルにユークリッド距離が最
も近い符号語を出力するもので、受信ベクトルに対する
尤度が最も高い符号語を求めることにより復号できる。
これは、受信信号に対する最尤復号になっている。そし
て、第一の方法は硬判定復号として、また、第二の方法
は軟判定復号として知られており、第二の方法の方が受
信信号1ビット当りのエネルギーとノイズの比Eb/N
oを約2dB改善できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように、最尤復号
法は、最良の復号法であるが、全符号語の尤度を比較す
る必要があるため、情報点数kの増加に対して演算量が
指数関数的に増加する。このため、あまり大きなk、従
って大きな符号長nの符号語を用いることができない。
一般に、誤り訂正能力を大きくするには符号長nをある
程度大きくする必要がある。
【0004】このため、比較的小さい符号長nの符号を
用いると、誤り訂正能力を大きくすることができず、特
に低いSN比の場合に復号誤りが十分小さくできないと
いう問題があった。
【0005】この発明はこのような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的するところは、復号
誤りを小さくすることのできる誤り訂正方式を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、情報の全部または一部を誤り検出符号に
より符号化するとともに、この誤り検出符号化された信
号をm個(m≧2)の誤り訂正符号語に分散して符号化
した信号を対象とする誤り訂正方式において、受信した
m個の誤り訂正符号語に対して各々少なくとも1個の復
号語の候補を含み、かつ全部でm+1個以上の復号語の
候補を選択するとともに、一組がm個の復号語の候補か
らなる複数の組の信号に対して、上記誤り検出符号によ
る誤りの有無を判定を実施し、誤りが検出されなかった
組の信号を復号情報として出力することが特徴である。
【0007】
【作用】本発明の誤り訂正方式によれば、誤り検出符号
で符号化された信号が複数個(m個)の誤り訂正符号語
にまたがって送信されるので、受信側において、各誤り
訂正符号の最尤復号結果がたとえ間違っていたとして
も、誤り検出符号により検出できるので、第二以下の復
号候補を用いて誤り検出符号による検査を繰り返し行う
ことにより、正しい符号語を復元することができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は、本発明方法が適用される誤り訂正回路の
構成を示すブロック図であり、また、図2は信号の構成
を示す説明図である。
【0009】同図において、端子1には、ディジタル送
信情報が入力され、この信号は、誤り検出符号化回路2
においてk0 ビット毎に誤り検出符号化がなされる。誤
り検出符号化は、図2に示すようにk0 ビットの情報信
号100を、r0 次の生成多項式G0 (x)で除算し、
剰余をチェックビットとする。チェックビットはr0
ットからなる。かくして、n0 (=k0 +r0 )ビット
からなる誤り検出符号化信号101が得られる。この信
号は、誤り訂正符号化回路3に導かれる。誤り訂正符号
化回路3では、誤り検出符号化信号101をそれぞれk
1 ビットからなるm個の信号1021 〜102m に分割
し、各々に対して誤り訂正符号化を行う。
【0010】誤り訂正符号化は、例えば、r1 次の生成
多項式G1 (x)により生成され、それぞれn1 ビット
からなるm個の誤り訂正符号化信号1031 〜103m
が生成される。この信号は変調器4により、通信路に適
した変調信号に変換されて送信される。
【0011】一方、受信側では、通信路から受信した信
号を復調器5で復調する。この際通信路で雑音による擾
乱を受けるので、復調器5の信号は種々の値をとる。す
なわち、SN比が高い場合には、1が送信されている時
には+Eボルトの信号が得られ0が送られているときに
は−Eボルトの信号が得られるが、SNが低いときには
それぞれ+Eボルトおよび−Eボルトを中心としてガウ
ス分布をなす値をとる。これらの電圧は、復調器5にお
いて適当なレベルで量子化され、誤り訂正復号回路6に
導かれる。
【0012】誤り訂正復号回路6では、雑音による擾乱
を受けたm個の誤り訂正符号化信号のそれぞれに対し、
符号語の候補を複数個選んでバッファ71 〜7m に記憶
する。例えば、複数の候補として3個づつの候補を選ぶ
とすると、バッファ71 には、誤り訂正符号化信号10
1 に対する誤り訂正復号化候補信号10411〜104
13を記憶する。符号語候補の選択は尤度の大きいものか
ら行う。これは、n1 個の受信信号からビット毎の対数
尤度比を求め、次に、全符号語に対する対数尤度比を計
算して大きいものから3個づつを選択すれば良い。
【0013】ビット毎の対数尤度比は受信レベルから一
意に求めることができる。すなわち、復調器7の出力が
aボルトであれば、ビットが1である対数尤度比はa、
ビットが0である対数尤度比は−aである。尤度の大き
いものから3個の候補を選ぶことは、受信信号からのユ
ークリッド距離が近いものから3個の符号語を選んだこ
とに等しい。なお、バッファ71 〜7m には、誤り訂正
符号の情報部k1 ビットだけを記憶すれば良い。
【0014】そして、復号候補選択回路9からの指示に
より、バッファ71 〜7m はそれぞれ誤り訂正復号化候
補信号を選択して誤り検出回路8に出力する。例えば、
誤り訂正復号化候補信号10411,10421,・・・1
04m1が誤り検出回路8に導かれる。これらm個の信号
を合体し、n0 (=k1 ・m)ビットの誤り検出符号化
候補信号105を構成し、生成多項式でGo (x)で除
算することにより、誤りの有無を判定する。その結果、
剰余が零となれば正しく受信されたものと判別し、端子
10にこの信号を出力する。一方、もし剰余が零となら
なければ、誤りが含まれているので、m個の誤り訂正符
号化信号のうち、少なくとも1個は正しくない。そし
て、誤り検出回路の判定結果は上述した復号候補選択回
路9に導かれる。判定結果が誤り有りの場合には、復号
候補選択回路9は次の誤り訂正復号化候補信号を出力す
るべくバッファ71 〜7m に指示を与える。例えば、バ
ッファ72 〜7m の出力はそのままとし、バッファ71
の出力である誤り訂正復号化候補信号10411を誤り訂
正復号化候補信号10412に変更する。各バッファには
3個づつの候補があるので、最大3m 回まで繰り返して
誤り検出回路8で誤り判定を行うことができる。また、
判定結果が誤り無しの場合には、当該受信信号に対する
復号が完了するので、復号候補選択回路9はバッファ7
1 〜7m をクリアする。
【0015】いま、送信されたm個の誤り訂正符号化信
号1031 〜103m のうち、1031 は二番目の尤度
で、1032 は三番目の尤度で、1033 〜103m
最大尤度で受信されたとすると、本発明ではバッファ7
1 〜7m から誤り検出回路8に誤り訂正復号化候補信号
10412,10423,10431,・・・104m1が出力
された段階で正しく復号される。一方、従来の方法で
は、最大尤度の信号に復号するので、誤り訂正符号化信
号1031 と1032 は正しく復号されず、誤り訂正復
号化候補信号10411および10412が誤って出力され
ることになる。
【0016】また、上記実施例において、誤り訂正符号
化信号は生成多項式G1 (x)で規定される符号間距離
を持つので雑音耐性は符号化しない場合に較べてもとも
と大幅に向上している。従って、雑音により、たとえ正
しい符号語の尤度が最大でない場合でも、正しい符号語
の尤度を上回わる尤度を持つ誤った符号語の数は少な
く、このため、尤度の大きいものから複数個を誤り訂正
復号候補信号に選ぶと、正しい符号語がこの中に含まれ
る可能性は非常に大きい。従来の誤り訂正復号では、最
大尤度を持つ符号語にしか復号できなかったのに対し、
本発明では尤度がある程度以上大きければ正しく復号で
きるので受信信号の信頼性を向上することができる。
【0017】また、従来の方法で信頼度を上げるために
は符号長(従って情報点数)を大きくする必要がある
が、最尤復号の装置規模は一般に情報点数の増加に対し
て指数関数的に増えるために最尤復号が実用上不可能と
なるのに対し、本発明では情報を複数個の誤り訂正符号
に分割するため、最尤復号のための装置規模を小さくす
ることができる利点がある。
【0018】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、種々変更することができる。図3は本発明
に係る受信部の他の実施例を示す概略構成図である。通
信路から受入した信号は復調器5を介して誤り訂正復号
回路16に導かれる。誤り訂正復号回路16は、m個の
受信した信号に対してそれぞれ誤り訂正符号語の尤度を
計算し、それぞれ複数個の誤り訂正復号化候補信号をバ
ッファ17に記憶するとともに、それぞれの尤度を尤度
記憶回路18に記憶する。
【0019】そして、バッファ17は、復号候補選択回
路19からの指示に従い、m個からなる復号候補信号の
組を誤り検出回路8に出力し誤りの有無を判定する。誤
りがなければ誤り訂正復号化候補信号を復号信号として
端子10に出力し、誤りが検出されれば誤り訂正復号化
候補信号を廃棄する。誤り判定の結果は復号候補選択回
路19に出力する。ここで、復号候補選択回路19は、
尤度記憶回路18に記憶した各誤り訂正復号化候補信号
の尤度を用い、m個の誤り訂正復号化候補信号の組の全
体の尤度を計算し、この尤度が大きい順にバッファ17
から出力する。
【0020】例えば、図4にm=4の場合の、バッファ
17に記憶された誤り訂正復号化候補信号105の尤度
を示す。ここで尤度は対数尤度比で表されているものと
する。4個の復号候補を選択する際、まず最初は各々の
列から最大尤度のものを選ぶ。かくして、誤り訂正復号
化候補信号(10511,10521,10531,10
41)を選択する。この組の尤度は、各対数尤度比を加
算すればよいので4.6となる。この組み合わせに対し
て誤り検出回路8が誤りを検出すると、復号候補選択回
路9は、いずれかの列の候補を第二尤度のものに変える
が、4個の組の尤度が次に大きい(10511,10
21,10531,10542)を候補として選択する。こ
の尤度は4.5である。その次に選択するのは、(10
11,10521,10531,10543)で、尤度は4.
4である。この実施例では、m個の誤り訂正符号化信号
のうち、相対的に雑音の影響を大きく受けた信号につい
て多くの候補信号を検査することになる。このような選
択を行うと、誤り検出回路8で検査する回数を一定とす
るとき、前記第1の実施例に比べて復号誤り率を小さく
することができる。
【0021】あるいはまた、図1および図2の実施例に
おいては、誤り検出回路8で実施する誤り判定を時系列
的に行っているが、誤り検出回路を複数個設定して複数
の誤り訂正復号化候補信号に対して並列的に誤り検出を
行い、誤りが判定されなかったものを復号信号として端
子10に出力することもできる。このとき、もし2個以
上の誤り訂正復号化候補信号で誤りが検出されなけれ
ば、尤度の大きいほうを出力するようにするのが良い。
【0022】また、復号回路を簡単にする他の実施例と
して硬判定による誤り訂正復号を用いる方法もある。す
なわち、誤り訂正復号回路6は必ずしも受信信号に対す
る尤度を計算する必要はなく、硬判定を行ってハミング
距離の近いものから複数個を誤り訂正復号化候補信号と
してとりだしても良い。本発明では用いる誤り訂正符号
の最小符号間距離を大きくすると誤り訂正能力が高ま
る。従来の誤り訂正の方法では、硬判定を行うときに
は、誤り訂正符号の最小符号間距離dは奇数に設定して
いた。これは、d/2を越えない個数までの誤りを訂正
できるため、dを偶数にしても誤り訂正能力は向上せ
ず、かつ、検査ビットを余分に必要とするためである。
【0023】ところが、本発明を用いるときには、同一
のハミング距離の符号候補が複数個あってもこれらを誤
り訂正復号化候補信号として用いれるので、dが偶数か
奇数かにかかわらず、dが大きい方が誤り訂正能力が高
まる。広く実用に供されているBCH符号では、生成多
項式に(1+x)を因数として加えて情報ビットの数を
1ビット減らすと符号間距離を1だけ増加させることが
できることが知られており、最小の情報ビット損失で距
離を1増加させることができる。従って、本実施例によ
り、効率良く、誤り訂正能力を向上させることができ
る。
【0024】以上詳述したように、本発明は情報信号に
誤り検出符号を付加するとともに、この信号を複数の誤
り訂正符号に分散して符号化すること、および、符号化
に際しては、複数個の誤り訂正復号信号の候補に対して
誤り検出を行なうことが本旨であり、この主旨を逸脱し
ない範囲で種々の変更ができる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
復号訂正能力が高い軟判定復号を実用的回路規模で行え
る符号長の誤り訂正符号を用いつつ、誤り検出で誤った
復号候補を排除しながら正しい復号候補を探索できるの
で、従来の誤り訂正方式に較べて極めて高い信頼度で受
信信号を復号することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法が適用される誤り訂正回路の構成を
示すブロック図である。
【図2】本実施例による信号構成を示す説明図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図4】受信信号に対する誤り訂正復号化候補信号の尤
度を示す説明図である。
【符号の説明】
1 入力端子 2 誤り検出符号化回路 3 誤り訂正符号化回路 4 変調器 5 復調器 6 誤り訂正復号回路 7 バッファ 8 誤り検出回路 9 復号候補選択回路 10 出力端子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 情報の全部または一部を誤り検出符号に
    より符号化するとともに、この誤り検出符号化された信
    号をm個(m≧2)の誤り訂正符号語に分散して符号化
    した信号を対象とする誤り訂正方式において、 受信したm個の誤り訂正符号語に対して各々少なくとも
    1個の復号語の候補を含み、かつ全部でm+1個以上の
    復号語の候補を選択するとともに、一組がm個の復号語
    の候補からなる複数の組の信号に対して、上記誤り検出
    符号による誤りの有無を判定を実施し、誤りが検出され
    なかった組の信号を復号情報として出力することを特徴
    とする誤り訂正方式。
  2. 【請求項2】 情報の全部または一部を誤り検出符号に
    より符号化するとともに、この誤り検出符号化された信
    号をm個(m≧2)の誤り訂正符号語に分散して符号化
    した信号を対象とする誤り訂正方式において、 受信したm個の誤り訂正符号語に対して各々少なくとも
    1個の復号語の候補を含み、かつ全部でm+1個以上の
    復号語の候補を選択するとともに、m個の復号語の候補
    に対して、上記誤り検出符号により誤りの有無を判定
    し、誤りが検出されたときには最大h(h≧1)回ま
    で、該m個の復号語の候補に変えて異なるm個の復号語
    の候補を選択して上記誤り検出符号による誤りの有無の
    判定を行ない、誤りが検出されなかった復号語の候補を
    復号情報として出力することを特徴とする誤り訂正方
    式。
JP34350891A 1991-12-25 1991-12-25 誤り訂正方式 Pending JPH05175940A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996037964A1 (en) * 1995-05-22 1996-11-28 Ntt Mobile Communications Network Inc. Sound decoding device
US6990627B2 (en) 2001-02-27 2006-01-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Digital radio communication system for communicating M-ary modulated error detection units

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