JPS63108829A - 並列接続型誤り訂正方式 - 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、信号のディジタル伝送における誤り訂正方式
に係り、特には、低データ速度用の誤り訂正符号器と復
号器を用いて高速のデータ系列の誤り訂正を行うのに有
効な並列接続型誤り訂正方式に関する。

（従来の技術） 近年ディジタル通信技術の発展に伴い、衛星通信、光フ
アイバ通信、地上無線通信など種々の分野でディジタル
技術をベースとした大容量通信システムの開発が進めら
れている。このようなディジタル通信システムにおいて
は、信号品質の改善あるいは経済的なシステム設計のた
めに誤り訂正方式の導入が常識化されつつある。

誤り訂正符号を通信システムに適用する場合には、送信
側に誤り訂正符号器を、受信側に対応する復号器をそれ
ぞれ一台用意して、送信データの符号化と受信データの
復号化を行うのが一般的である。しかし、伝送すべきデ
ータのデータ速度が高速となって、使用する誤り訂正符
号器、復号器の動作速度の限界を越えるような場合は、
誤り訂正符号の適用が不可能となる。

この問題を解決する一方法として、次のような方法が考
えられている。送信側では、伝送すべきデータ速度Ｒの
データ系列を、複数ｍ個の並列データ系列に分離して、
それぞれのデータ系列のデータ速度をＲ／ｎ＋となし、
このような低速データ系列のそれぞれに対して独立に同
一特性の符号器を用いて符号化し、得られたｍ個の符号
化系列を多重化して受信側に伝送する。受信側では、受
信データ系列を分離することにより、ｍ個のデータ系列
を復元し、それぞれのデータ系列に対して独立に送信側
の誤り訂正符号器と対応する復号器を用いて復号し、得
られたデータ速度Ｒ／ｍのデータ系列を多重化すること
によりデータ速度Ｒのデータ系列を得る。

このような方式を並列接続誤り訂正方式という。この方
式は、近年のＬＳＩ技術の一発展により、かなり複雑な
復号処理を行うビタビ復号や逐次復号についても、扱う
データ速度が一定限度以下であれば、チップ化された誤
り訂正符号器・復号器が実用化される現状を鑑みれば、
非常に有効な手段と考えられる。

（発明が解決しようとする問題点） 並列接続誤り訂正方式においては、上述のように、デー
タ系列の多重化・分離といった手段が介入する。そのた
め、各誤り訂正符号器と対応する復号器との間で正しく
ビット同期をとることが極めて重要な技術となる。この
同期確立のために、従来は、送信側でｍ個のデータ系列
を多重化して送出する際に、例えば前記多重化手段から
バースト同期信号あるいはフレーム同期信号を付加して
送出し、受信側の分離手段は、このバースト同期信号あ
るいはフレーム同期信号を用いて送信側の多重化手段と
の間の送信側の符号器ｉ　（ｉ＝１゜２、＝、ｍ）で符
号化されたデータ系列が復号器ｉに入力されるように位
相同期を確立した上で、誤り訂正復号器に入力されるビ
ットの同期を確立するという方法がとられていた。

しかし、このような方法では、同期信号の挿入、抽出回
路や、各復号器への入力データ位相を送信側に完全に同
期せしめるための制御回路が必要となり、装置構成を複
雑にするほか、伝送すべきデータ系列に同期信号を付加
して伝送するため、データの伝送効率が低下するという
欠点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みなされたも
ので、受信側に用意すべき複数ｍ個の誤り訂正復号器の
少なくとも一つに符号同期状態判定機能を備えることに
より、送信側から同期信号を付加して伝送することなく
受信側で正しく元のデータ系列を再生し得る並列接続型
誤り訂正方式を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、用いるｍ個の符号器のそれぞれの
特性は同一でかつｍ個の復号器の特性も同一のものであ
るとするとき、符号器１（ｉ＝１、＋ｚ、−、ｍ）で符
号化されたデータ系列が必ずしも復号器ｉで復号される
必要はなく、一般には、復号器ｉ＋Ｊ（但し、Ｊは０≦
Ｊ＜ｍの正数値であり、ｉ＋Ｊ＞ｍのときはｉ＋Ｊ−ｍ
の正数値を意味する）で復号されても何ら誤り訂正機能
に影響を与えないことに立脚している。なぜなら、ｍ個
の復号器の少なくとも一つが受信データ系列分離後の人
力データ系列に対して、局所的な符号同期を確立すれば
、他の復号器も同期を確立したとみなせるからである。

このための符号同期状態を判定するための同期情報は、
自己直交たたみ込み符号の場合復号器のシンドロームレ
ジスタの内部状態を、ビタビ復号、逐次復号においては
、尤度（メトリック）値を用いることができる。これら
はいずれも復号過程で求まるのであるから、それらも監
視することで符号の同期／非同期状態を判定できる。こ
のように抽出した同期情報に基づき、分離手段の位相を
制御することとすれば、送信側の多重化手段と受信側の
分離手段との間で特別な同期信号を用いて位相同期を確
立する必要がなくなる。これにより、送信側からは、伝
送すべきデータを連続して送出することかでき、データ
の伝送効率の低下をもたらすことがなくなる。

なお、前記の同期情報に関しては、一般に、組織符号で
は復号器内の誤り訂正パルスの頻度を、また非組織符号
では復号データ系列を再符号化して得られるデータ系列
と受信データ系列間の不一致ビット数の割合を同期情報
として用いることができる。

（発明の構成と作用） 第１図に本発明の基本構成を示し、これについて説明す
る。第１図（Ａ）は送信側の構成を、第１図（Ｂ）は受
信側の構成を示す。

送信側において、入力データ系列ｌ旧は、例えば並列／
直列変換技術により構成されるデータ分離回路１０２に
よりｍ列の並列データ系列１０３に分離される。このと
き、入力データ系列１０１のデータ速度をＲとすると並
列データ系列１０１のそれぞれのデータ速度はＲ／ｍと
なる。これらは、それぞれ誤り訂正符号器１０４を用い
て独立に誤り訂正符号化され、その出力データ系列１０
５はデータ圧縮バッファ１０６に送られる。いま、適用
される誤り訂正符号の符号化率（符号化後のビット数に
対する符号化前のビット数の比率）をに／ｎとすると、
データ圧縮バッファはｎビットを符号化ブロックとし、
これを単位として蓄積する。また、出力データ系列１０
５のそれぞれのデータ系列のデータ速度はＲ／ｍＸｋ／
ｎとなる。データ圧縮バッファ１０６に蓄積されたデー
タ１０７は、データ多重回路１０８により、前記符号ブ
ロックを単位として多重化され、伝送データ系列１１０
として伝送される。

タイミング制御回路１０９は、データ多重回路１０８の
多重化タイミングを制御するものである。また、伝送デ
ータ系列１１０の伝送速度はｎ／ｋＸＲとなる。

受信側においては、伝送データ系列１１０に誤りが加わ
った受信データ１１１がデータ分離回路１１２により、
符号化ブロックのビット数に等しいｎビットを単位とし
てｍ列の並列データ系列１１３に分離され、そのそれぞ
れは、データ伸長バッファ１１４に人力される。データ
伸長バッファ１１４では、ｎビット単位で離散的に入力
するデータ系列１１３をデータ速度Ｒ／ｍｘｎ／にの連
続データ系列１１５に変換する。このようにして復元さ
れたｍ個のデータ系列からなるデータ系列１１５のそれ
ぞれは、ｍ個の復号器１１６で誤り訂正復号が行われる
。

ここで、復号器１１６でデータ系列１１５のそれぞれが
、正しく復号されるには、データ分離回路１１２におい
て受信データ１１１をｎビット毎に分離する際に、その
ｎビットは送信側で多重されたｎビット毎の符号ブロッ
クに対応していなければならない。この符号ブロックの
区切り（位相）を正しく保つために、ｍ個の復号器１１
６のうち少なくとも一つに、符号の位相同期状態を判定
する機能を設け、その出力情報（同期情報）　１１７を
もとに、ビット位相制御回路１１８がデータ分離回路１
１２におけるｎビット後のデータの区切りを制御する。

復号器１１６の出力であるｍ列のデータ系列１１９はデ
ータ多重回路１０２で多重され、送信側の入力データ系
列１０１に対応する出力データ系列１２１となる。

以上の動作により、送信側のデータ多重回路ｔＯａと受
信側のデータ分離回路１１２との間で、特別な同期信号
を必要とすることなく、符号化ブロックの位相制御を行
うことができる。

なお、符号器ｉで符号化系列が、必ずしも復号器ｉに入
るとは限らないが、ｍ個の各符号器およびｍ個の各復号
器の特性が同じ、かつ、送信側のデータ分離・多重とこ
れに対応する受信側の多重・分離が同じ規則で行われる
とすれば、正しいデータ伝送には何らの不都合を与える
ことはない。

（実施例） 次に、符号化率１／２（ｋ＝１．ｎ＝２）の誤り訂正符
号を用い、送信側に２個の符号器と受信側に２個の符号
器を用いる（ｍ＝２）場合について、第１図の基本構成
を参照しつつ、第２図を用い主要部のデータ配列の例に
ついて述べる。

人力データ（ａ）は、データ分離回路１０２で２列のデ
ータ系列（ｂ）に分離され、その各々は誤り訂正符号化
され、２ビツトを符号化ブロックとするデータ系列（Ｃ
）が得られる。第２図において、符号化により付加され
た冗長ビットは原データ番号と同じ番号にｙ　ｌ　、（
ダッシュ）を付して表わしている。この２つのデータ系
列（Ｃ）は、データ圧縮バッファ１０６およびデータ多
重回路１０８の作用により、符号化ブロックを単位とし
て多重化され、伝送データ系列（ｄ）となる。

受信側においては、受信データ系列（ｄ）は２ビツトの
符号化ブロック単位で２列のデータ系列（ｅ）に分離さ
れ、それぞれデータ伸張バッファを介して復号器１１６
に人力される。但し、データ分離時に存在する２ビツト
の位相不確定は、復号器１または２から出力される同期
情報１１７をもとにした位相制御により除去されている
とする。各復号器からの出力される２列の復号データ系
列（ｆ）は、データ多重回路１２０により多重され、入
力データ系列ｔｏｉに対応する出力データ系列１２１が
再生される。

なお、第２図は、符号器１で符号化されたデータ系列が
復号器２で復号される場合を説明しているが、それが復
号器１で復号されたとしても出力データ系列１２１のデ
ータ配列は変化しない。

（発明の効果） 本発明に基づく並列接続型誤り訂正方式を用いると、伝
送すべきデータの速度が高速になって誤り訂正符号器及
び復号器の実現が困難な場合にも、ハードウェア化の容
易な低速動作の符号器、復号器を複数個用意することに
より、等価的に高速動作の誤り訂正符号器、復号器を適
用した場合と等価な信号伝送特性を得ることができる。

また連続データ伝送時に必要となる符号同期は、受信側
で用意すべき復号器の一部（一つでもよい）に備えた符
号の同期状態判定出力を用いて共通に制御できるため、
符号同期をとるための同期信号を付加的に伝送したり受
信側の復号器全てに符号の自己同期回路を備える必要が
なく、伝送データの並列信号処理に伴う伝送効率の低下
やハードウェア規模の増大を防ぐことができる。

この他、このような並列接続型誤り訂正方式を用いると
、受信側の各復号器に入力されるデータ系列が、伝送路
上では他の復号器への人力データ系列とインタリーブさ
れて伝送されるため、伝送路で発生する一定の範囲まで
のバースト誤りに対してもランダム誤りと同様な誤り訂
正効果を期待できるという利点もある。

さらに、本発明は、衛星や光ファイバーなどによる大束
の大容量ディジタル伝送路に、ビタビ復号などの誤り訂
正能力の高い誤り訂正方式を適用して伝送信号品質の改
善を図る場合に特に有効である。例えば、拘束長７程度
の符号を用いるビタビ復号では、数１０Ｍ　ｂｐｓ以上
のデータを扱いうる復号器を単独のハードウェアで実現
することは依然として技術的に困難である。しかし、１
０Ｍｂｐｓ程度あるいはそれ以下のデータを扱いうる復
号器は既にＬＳＩ化もなされており、本発明の方式を用
いるとそれらを複数個組合せて周辺に簡単な制御回路を
付加するだけで拘束とタビ復号器を直接適用する場合と
等価な効果が得られるので、今後登場する数１０Ｍ　ｂ
ｐｓ〜数１００　Ｍｂｐｓの大容量ディジタル通信シス
テム用の誤り訂正方式として広く応用されることが期待
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による並列型誤り訂正方式の基本ブロ
ック図、第２図は、符号化率１／２（ｋ＝１、ｎ＝２）
の符号用の符号器、復号器を２並列で用いる場合の各デ
ータ系列中のデータ配置例を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 送信側では送信すべきデータ系列を複数ｍ（ｍは２以上
   の整数）の並列データ系列に分離した後それぞれのデー
   タ系列をｍ個の同一特性の符号器を用いて誤り訂正符号
   化し、該符号化によって得られるｍ列の符号化データ系
   列を予め定められた規則に従って多重化して伝送し、受
   信側では受信したデータ系列を前記規則に対応してｍ列
   の並列データ系列に分離した後、それぞれのデータ系列
   をｍ個の同一特性の誤り訂正復号器を用いて復号し、該
   ｍ個の誤り訂正復号器のうち少なくとも一個に同期状態
   判定機能を有しせしめ、該同期状態判定機能が生成する
   同期情報に従い前記受信データ系列の分離手段の位相を
   制御して前記誤り訂正復号器のビット同期を確立せしめ
   、前記各誤り訂正復号器から出力されたｍ列のデータ系
   列を多重化することにより、送信側から伝送された送信
   すべきデータ系列に対応するデータ系列を得ることを特
   徴とする並列接続型誤り訂正方式。