JP6260788B2 - Error correction code control method and apparatus in data communication system - Google Patents

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Description

本発明はデータ通信システムに係り、特に誤り訂正符号制御方法および装置に関する。   The present invention relates to a data communication system, and more particularly to an error correction code control method and apparatus.

インターネット等のネットワークを介したデータ通信やCD-ROM等の記憶媒体からのデータ読み込みでは、ノイズが転送中のデータに影響してデータ誤りを引き起こす可能性が常に存在する。このために、データ誤りが発生しても、それを訂正することができる誤り訂正符号が広く使用されている。頻繁に使用される誤り訂正符号には、ハミング符号の様な最も単純な単一誤り訂正符号、BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)符号やRS(Reed-Solomon)符号の様な実装に適した巡回符号、ターボ符号やLDPC(Low Density Parity Check)の様な高効率ではあるものの信号処理負荷の大きい符号などがある。なかでもLDPCはシャノンの理論限界に迫る特性を持つ符号であり近年注目を集めている。   In data communication via a network such as the Internet and data reading from a storage medium such as a CD-ROM, there is always a possibility that noise affects data being transferred and causes a data error. For this reason, even if a data error occurs, an error correction code that can correct the error is widely used. Frequently used error correction codes include simplest single error correction codes such as Hamming codes, and cyclic suitable for implementation such as BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) codes and RS (Reed-Solomon) codes. Codes, turbo codes, codes such as LDPC (Low Density Parity Check), but codes with high signal processing load are available. Among them, LDPC is a code having characteristics approaching Shannon's theoretical limit, and has attracted attention in recent years.

誤り訂正符号の使用形態としては、メッセージに冗長データを付加して符号語全体を送信する前方誤り訂正(FEC:Forward Error Correction)と、送信したメッセージを元に送受信者間で冗長データを再度共有してメッセージ中の誤りを訂正する方式(以下、共有方式という。)が挙げられる。FECでは、メッセージの送信前に符号器で冗長データを計算してメッセージと共に受信器に送信し、受信器で復号器を通して受信データ中の誤りを検出/訂正する。このようにFECではデータの再送が不要であることから高いスループットを得ることができ、無線通信や光通信で広く使用されている。一方、共有方式では、送受信器間で誤りを含むデータを共有する手段と、共有したデータからパリティ情報を計算して送受信器間で相互に照らし合わせ誤りの検出/訂正を行う手段と、に分かれており、量子暗号鍵配付技術やDistributed Source Coding等に使用されている。   The error correction code is used in the form of forward error correction (FEC) that adds redundant data to the message and transmits the entire codeword, and the redundant data is shared again between the sender and receiver based on the transmitted message. Thus, there is a method for correcting an error in a message (hereinafter referred to as a sharing method). In FEC, before transmitting a message, redundant data is calculated by an encoder and transmitted to a receiver together with the message, and an error in the received data is detected / corrected by a receiver through a decoder. In this way, since FEC does not require data retransmission, high throughput can be obtained, and it is widely used in wireless communication and optical communication. On the other hand, the sharing method is divided into means for sharing data including errors between transmitters and receivers, and means for calculating parity information from the shared data and comparing the transceivers with each other to detect / correct errors. It is used for quantum cryptography key distribution technology and Distributed Source Coding.

一般的な誤り訂正符号では、kビットのメッセージにMビットの冗長データを付加してn(n=k+M)ビットの符号語とする。一定のkビットのメッセージ中に存在する誤りの数によって、必要となるMビットの冗長データは大きくなる。実際にはnビットの符号語の符号長を一定として、誤り訂正を行う前の符号語の誤り率に応じて、メッセージkビットと冗長データMビットの割合が決定される。冗長データの割合を大きくするとより多くのビット誤りを訂正可能となる反面、データの転送効率が悪化する。2元対称通信路でビット誤り率pの符号語を訂正するためには、シャノンのバイナリエントロピ(H(p)=-plog2p-(1-p)log2(1-p))以上の割合の冗長データを確保する必要があり、ビット誤り率が高いほど多くの冗長データが必要となる。従って、ターゲットとするビット誤り率から、使用する誤り訂正符号の符号化率が決定される。   In a general error correction code, M bits of redundant data are added to a k-bit message to form an n (n = k + M) -bit code word. Depending on the number of errors present in a constant k-bit message, the required M-bit redundant data becomes large. Actually, the code length of the n-bit code word is fixed, and the ratio between the message k bits and the redundant data M bits is determined according to the error rate of the code word before error correction. Increasing the ratio of redundant data makes it possible to correct more bit errors, but decreases the data transfer efficiency. In order to correct a codeword with a bit error rate p on a binary symmetric channel, a redundancy greater than Shannon's binary entropy (H (p) =-plog2p- (1-p) log2 (1-p)) It is necessary to secure data, and the higher the bit error rate, the more redundant data is required. Therefore, the coding rate of the error correction code to be used is determined from the target bit error rate.

このように誤り訂正符号には訂正可能なビット誤り率の上限が決まっており、この上限は符号の種類や符号化率によって決定される。一例として、誤り率に対するLDPC符号の誤り訂正性能の変化を図1に示す。   Thus, the upper limit of the bit error rate that can be corrected is determined for the error correction code, and this upper limit is determined by the type of code and the coding rate. As an example, FIG. 1 shows a change in error correction performance of an LDPC code with respect to an error rate.

図1の横軸は誤り訂正を施す符号語の誤り率を示し、縦軸は次式により与えられる誤り訂正効率f(p)を示す。   The horizontal axis of FIG. 1 shows the error rate of the codeword to be subjected to error correction, and the vertical axis shows the error correction efficiency f (p) given by the following equation.

f(p) = {(1-符号化率)/誤り訂正成功確率}/H(p)
誤り訂正効率f(p)は1.0に近いほどシャノン限界に近い誤り訂正効率が得られていることを示しており、たとえば非特許文献1には符号長1Mビットの符号によって誤り訂正効率f(p)<1.1という特性が報告されている。
f (p) = {(1-coding rate) / error correction success probability} / H (p)
As the error correction efficiency f (p) is closer to 1.0, the error correction efficiency closer to the Shannon limit is obtained. For example, in Non-Patent Document 1, the error correction efficiency f is represented by a code having a code length of 1 M bits. A characteristic of (p) <1.1 has been reported.

図1において、符号化率0.70、0.75の場合、8kビット、16kビットおよび130kビットの3通りの符号長の誤り訂正性能をシミュレーションした結果が示される。符号化率0.75、符号長16kビットの場合を例示すると、誤り率が3.3%以下の領域では誤り率が高くなるほど誤り訂正効率f(p)は1.0に近づいていく。これはf(p)の分子の値が一定であるのに対して、分母の値が大きくなっていく領域に相当するためである。一方、誤り率が3.5%まで大きくなると、誤り訂正効率は急激に劣化している。これは、この符号で訂正可能な誤りを超える数の誤りが符号語中に存在する為に誤り訂正成功確率が低くなり、f(p)の分子が大きくなってしまうからである。   FIG. 1 shows the result of simulating error correction performance of three code lengths of 8 k bits, 16 k bits, and 130 k bits when the coding rates are 0.70 and 0.75. In the case of an encoding rate of 0.75 and a code length of 16k bits, the error correction efficiency f (p) approaches 1.0 as the error rate increases in an area where the error rate is 3.3% or less. This is because the numerator value of f (p) is constant, whereas the denominator value is increased. On the other hand, when the error rate increases to 3.5%, the error correction efficiency deteriorates rapidly. This is because the number of errors exceeding the error correctable by this code is present in the code word, so that the error correction success probability is lowered and the numerator of f (p) is increased.

他方、同じ符号化率0.75でも符号長を130kビットにすると、誤り訂正効率f(p)は誤り率3.5%まで順調に低くなり続ける。これは、符号長を長く取ることによって符号語の誤り率変動が小さくなり、誤り訂正可能な誤り数を超える確率が小さくなる為である。誤り率3.6%以上の領域における符号化率0.70の特性も同様の傾向を示している。従って、特性の良い誤り訂正符号を得るためには、符号長を長くすると共に、訂正可能な誤り率の上限周辺で使用することが必要である。   On the other hand, when the code length is set to 130 k bits even at the same coding rate of 0.75, the error correction efficiency f (p) continues to decrease smoothly to an error rate of 3.5%. This is because, by taking a long code length, the error rate fluctuation of the code word is reduced, and the probability of exceeding the number of errors that can be corrected is reduced. The characteristic of the coding rate of 0.70 in the region where the error rate is 3.6% or more shows the same tendency. Therefore, in order to obtain an error correction code with good characteristics, it is necessary to lengthen the code length and use it around the upper limit of the correctable error rate.

D. Elkouss, A. Leverrier, R. Alleaume and J. J. Boutros, “Efficient reconciliation protocol for discrete-variable quantum key distribution,” (available at http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0901/0901.2140v1.pdf), Jan.2009.D. Elkouss, A. Leverrier, R. Alleaume and JJ Boutros, “Efficient reconciliation protocol for discrete-variable quantum key distribution,” (available at http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0901/0901.2140v1. pdf), Jan. 2009.

しかしながら、特定の誤り訂正符号の訂正効率が訂正可能な誤り率の上限周辺で向上するということは、効率良く使用できる誤り率の範囲が狭いことを意味する。したがって、誤り率のばらつきや変動の幅が大きいと、効率の良い誤り訂正を行うことができなくなる。誤り率の変動が大きい通信系としては、たとえば通信路状態の変化の大きい無線通信、電力線に接続される電気機器のインピーダンス変動の影響を受けるPLC(Power Line Communication)等が挙げられる。また、誤り率のばらつきが大きい通信系としては、ユーザ毎の伝送路条件が異なるPassive Optical Network(PON)や複数チャネルの通信データを1つの誤り訂正回路で処理する通信系が挙げられる。   However, the fact that the correction efficiency of a specific error correction code is improved around the upper limit of the correctable error rate means that the range of error rates that can be used efficiently is narrow. Therefore, if error rate variation and fluctuation range are large, efficient error correction cannot be performed. Examples of communication systems with large fluctuations in error rate include wireless communication with large changes in communication path conditions, and PLC (Power Line Communication) that is affected by impedance fluctuations of electrical equipment connected to a power line. Further, examples of the communication system having a large variation in error rate include a passive optical network (PON) having different transmission path conditions for each user and a communication system that processes communication data of a plurality of channels with a single error correction circuit.

このような誤り率のばらつきや変動の幅が大きい通信系に対応するためには、最も悪い誤り率に対応した誤り訂正符号を実装すればよいが、これでは誤り率が低い場合に効率が劣化するという問題がある。他の方法としては、複数の誤り訂正回路を実装することによって幅広い誤り率に対応した誤り訂正を行うことも可能である。しかしながら、複数の回路を実装することによって回路サイズおよび消費電力の増大を引き起こす。   In order to support such a communication system with a wide range of error rate variations and fluctuations, it is sufficient to implement an error correction code corresponding to the worst error rate, but this degrades efficiency when the error rate is low. There is a problem of doing. As another method, it is also possible to perform error correction corresponding to a wide range of error rates by mounting a plurality of error correction circuits. However, mounting a plurality of circuits causes an increase in circuit size and power consumption.

そこで、本発明の目的は、一つの誤り訂正回路で誤り率のばらつきあるいは変動が大きい通信系にも対応可能にする誤り訂正符号制御方法および装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an error correction code control method and apparatus that can cope with a communication system in which error rate variation or fluctuation is large with a single error correction circuit.

本発明による誤り訂正制御装置は、送信側通信機の符号器と受信側通信機の復号器とが所定の誤り訂正符号を実装しているデータ通信システムにおける誤り訂正符号制御装置であって、前記送信側通信機から受信した受信符号語から、前記送信側通信機と前記受信側通信機の間で予め共有している既知パタンを用いて第1の誤り率を推定する誤り率推定手段と、前記第1の誤り率と、前記受信符号語を前記復号器が復号する際の誤り訂正に基づいて推定された第2の誤り率と、を用い、前記符号器の入力データにおける前記既知パタンの割合が少なくとも一つの閾値より高い場合には前記第1の誤り率を、低い場合には前記第2の誤り率を参照して、前記所定誤り訂正符号の符号化率を決定する符号化率決定手段と、を有することを特徴とする。 An error correction control apparatus according to the present invention is an error correction code control apparatus in a data communication system in which a predetermined error correction code is implemented in an encoder of a transmission side communication device and a decoder of a reception side communication device, An error rate estimation means for estimating a first error rate using a known pattern shared in advance between the transmission side communication device and the reception side communication device from a reception codeword received from the transmission side communication device; Using the first error rate and a second error rate estimated based on error correction when the decoder decodes the received codeword, the known pattern of the input data of the encoder A coding rate determination for determining a coding rate of the predetermined error correction code with reference to the first error rate when the ratio is higher than at least one threshold and with reference to the second error rate when the rate is low Means. .

本発明による誤り訂正制御方法は、送信側通信機の符号器と受信側通信機の復号器とが所定の誤り訂正符号を実装しているデータ通信システムにおける誤り訂正符号制御方法であって、前記送信側通信機から受信した受信符号語から、前記送信側通信機と前記受信側通信機の間で予め共有している既知パタンを用いて第1の誤り率を推定し、前記第1の誤り率と、前記受信符号語を前記復号器が復号する際の誤り訂正に基づいて推定された第2の誤り率と、を用い、前記符号器の入力データにおける前記既知パタンの割合が少なくとも一つの閾値より高い場合には前記第1の誤り率を、低い場合には前記第2の誤り率を参照して、前記所定誤り訂正符号の符号化率を決定する、ことを特徴とする。
An error correction control method according to the present invention is an error correction code control method in a data communication system in which a predetermined error correction code is implemented in an encoder of a transmission side communication device and a decoder of a reception side communication device, A first error rate is estimated from a received codeword received from the transmitting communication device using a known pattern shared in advance between the transmitting communication device and the receiving communication device, and the first error is estimated. And a second error rate estimated based on error correction when the decoder decodes the received codeword, and the ratio of the known pattern in the input data of the encoder is at least one The coding rate of the predetermined error correction code is determined by referring to the first error rate when it is higher than the threshold value and referring to the second error rate when it is low .

本発明によれば、一つの誤り訂正回路で誤り訂正可能な誤り率の範囲が拡張され誤り率のばらつきあるいは変動が大きい通信系に対応可能となる。   According to the present invention, the range of error rates that can be corrected by one error correction circuit is expanded, and it becomes possible to cope with communication systems in which variations or fluctuations in error rates are large.

図1はLDPC誤り訂正符号の特性例を表すグラフである。FIG. 1 is a graph showing an example of characteristics of an LDPC error correction code. 図2は本発明の第1実施形態によるデータ通信システムを示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a data communication system according to the first embodiment of the present invention. 図3は第1実施形態で使用している誤り訂正符号の特性を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the characteristics of the error correction code used in the first embodiment. 図4(A)は第1実施形態による誤り訂正符号制御装置を説明するための機能的ブロック図であり、図4(B)はその一例であるダミービット制御動作を示すフローチャートである。FIG. 4A is a functional block diagram for explaining the error correction code control apparatus according to the first embodiment, and FIG. 4B is a flowchart showing a dummy bit control operation as an example. 図5は第1実施形態におけるダミービットの挿入方法を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a dummy bit insertion method in the first embodiment. 図6(A)は第1実施形態におけるクライアント信号のフレーム化の一例を示す模式図であり、図6(B)は同じくフレーム化の他の例を示す模式図である。FIG. 6A is a schematic diagram illustrating an example of framing of a client signal in the first embodiment, and FIG. 6B is a schematic diagram illustrating another example of framing. 図7は第1実施形態における通信路の誤り特性の変動を例示したグラフである。FIG. 7 is a graph illustrating the variation of the error characteristics of the communication path in the first embodiment. 図8は本発明の第2実施形態による通信システムを示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a communication system according to the second embodiment of the present invention. 図9は第2実施形態における通信経路切替時にメッセージ中に挿入する固定パタンの割合の変化を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a change in the ratio of the fixed pattern inserted into the message when the communication path is switched in the second embodiment. 図10は本発明の第3実施形態の動作を表すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the third embodiment of the present invention. 図11は本発明の第4実施形態による通信システムを示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a communication system according to the fourth embodiment of the present invention. 図12(A)は本発明の第4実施形態によるPONシステムに新規加入者が追加される際の通常のDiscoveryプロセスを示すシーケンス図であり、図12(B)はDiscoveryプロセスに本発明の誤り訂正符号制御方法を追加適用した場合のシーケンス図である。FIG. 12A is a sequence diagram showing a normal Discovery process when a new subscriber is added to the PON system according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 12B shows an error of the present invention in the Discovery process. It is a sequence diagram at the time of additionally applying the correction code control method.

本発明の実施形態によれば、所定の誤り訂正符号を実装した通信システムにおいて、符号語の中に埋め込まれた所定パタンに基づく第一の誤り率と、誤り訂正復号時の誤り訂正数に基づく第二の誤り率とを用いて誤り訂正符号の符号化率を決定する。これにより、一つの誤り訂正回路で誤り訂正可能な誤り率の範囲を拡張することができ、誤り率のばらつきあるいは変動が大きい通信系に対応可能となる。以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。   According to an embodiment of the present invention, in a communication system in which a predetermined error correction code is implemented, based on a first error rate based on a predetermined pattern embedded in a codeword and the number of error corrections at the time of error correction decoding The coding rate of the error correction code is determined using the second error rate. As a result, the range of error rates that can be corrected by one error correction circuit can be expanded, and it is possible to cope with communication systems in which variations or fluctuations in error rates are large. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

1.第1実施形態
本実施形態を適用する通信システムは、送信者と受信者が1:1接続されている状態であり、通信路特性の動的な変動に対応する為に本願発明の誤り訂正符号制御方法を使用する。誤り訂正符号としてLDPCを使用し、後述するように、誤り率に応じてメッセージの一部を固定パタンに変更し、この固定パタンの誤り率と訂正を行った誤り数を元に通信路の推定を行う。
1. First Embodiment A communication system to which this embodiment is applied is in a state in which a sender and a receiver are connected 1: 1, and the error correction code of the present invention is used to cope with dynamic fluctuations in channel characteristics. Use control methods. Using LDPC as the error correction code, as described later, a part of the message is changed to a fixed pattern according to the error rate, and the channel is estimated based on the error rate of the fixed pattern and the number of corrected errors. I do.

1.1)システム構成
図2に示すように、本実施形態によるデータ通信システムにおいて、送信器11は通信路12を通して受信器13と接続され、メッセージや冗長データを受信器13へ送信すると共に、受信器13との間で誤り率情報を送受信する。通信路12は有線/無線を問わない。
1.1) System Configuration As shown in FIG. 2, in the data communication system according to the present embodiment, the transmitter 11 is connected to the receiver 13 through the communication path 12 to transmit messages and redundant data to the receiver 13. Error rate information is transmitted to and received from the receiver 13. The communication path 12 may be wired / wireless.

送信器11は、メッセージを生成するMAC(Media Access Control)ブロック111と、ダミービット挿入制御を行う誤り訂正符号制御器112と、符号器113と、送信インターフェイス114とを有する。   The transmitter 11 includes a MAC (Media Access Control) block 111 that generates a message, an error correction code controller 112 that performs dummy bit insertion control, an encoder 113, and a transmission interface 114.

受信器13は、メッセージを受信するMACブロック131と、ダミービット削除制御を行う誤り訂正符号制御器132と、受信メッセージの誤り訂正を行う復号器133と、送信器11から符号語を受信する受信インターフェイス134と、を有し、さらに固定パタン誤り率計算器136と誤り率判別器135と、を有する。復号器133は、受信インターフェイス134から入力した符号語を復号する際に訂正された誤り数に基づく誤り率ERCORを誤り判別器135へ出力する。固定パタン誤り率計算器136は、受信インターフェイス134から入力した符号語からダミービットのみを抽出してダミービット誤り率ERを計算し誤り率判別器135へ出力する。誤り率判別器135は、復号器133からの誤り率ERCORと固定パタン誤り率計算器136からのダミービット誤り率ERとを用いて誤り率情報ERESTを判別し、送信側および受信側の誤り訂正符号制御器112および132へそれぞれ通知するThe receiver 13 receives the message from the MAC block 131 that receives the message, the error correction code controller 132 that performs dummy bit deletion control, the decoder 133 that performs error correction of the received message, and the reception that receives the code word from the transmitter 11. And a fixed pattern error rate calculator 136 and an error rate discriminator 135. Decoder 133 outputs error rate ER COR based on the number of errors corrected when decoding the codeword input from reception interface 134 to error discriminator 135. Fixed pattern error rate calculator 136 extracts only the dummy bits from the code word which is inputted from the receiving interface 134 to calculate the dummy bit error rate ER D outputs to the error rate discriminator 135. Error rate discriminator 135 discriminates the error rate information ER EST by using the dummy bit error rate ER D from the error rate ER COR a fixed pattern error rate calculator 136 from the decoder 133, the sender and receiver Error correction code controllers 112 and 132 respectively

なお、送信器11の誤り訂正符号制御器112および符号器113は、送信器11のCPU(Central Processing Unit)等のプログラム制御プロセッサ上でプログラムを実行することにより同等の機能を実現することができる。同様に、受信器13の復号器133、固定パタン誤り率計算器136、誤り率判別器135および誤り訂正符号制御器132も受信器13のCPU(Central Processing Unit)等のプログラム制御プロセッサ上でプログラムを実行することにより同等の機能を実現することができる。また、送信器11の機能と受信器13の機能とが1つの通信装置に装備されてもよい。   Note that the error correction code controller 112 and the encoder 113 of the transmitter 11 can realize an equivalent function by executing a program on a program control processor such as a CPU (Central Processing Unit) of the transmitter 11. . Similarly, the decoder 133, the fixed pattern error rate calculator 136, the error rate discriminator 135, and the error correction code controller 132 of the receiver 13 are also programmed on a program control processor such as a CPU (Central Processing Unit) of the receiver 13. By executing this, an equivalent function can be realized. Further, the function of the transmitter 11 and the function of the receiver 13 may be provided in one communication device.

1.2)システム動作
本実施形態における送信器11では、MACブロック111が送信メッセージを誤り訂正符号制御器112へ出力する。誤り訂正符号制御器112は、受信側の誤り率判別器135より送られてきた誤り率情報ERESTに基づいて誤り訂正符号の符号化率を決定し、所定量のダミービットとして事前に受信器12との間で共有している固定パタンを送信メッセージ中に挿入する。符号器113は、このダミービットが挿入されたメッセージを入力し、パリティ情報を追加して符号語として送信インターフェイス114へ出力し、送信インターフェイス114が符号語を信号として通信路12へ送出する。
1.2) System Operation In the transmitter 11 in this embodiment, the MAC block 111 outputs a transmission message to the error correction code controller 112. The error correction code controller 112 determines the coding rate of the error correction code based on the error rate information ER EST sent from the error rate discriminator 135 on the receiving side, and receives the receiver in advance as a predetermined amount of dummy bits. The fixed pattern shared with 12 is inserted into the transmission message. The encoder 113 receives the message with the dummy bits inserted, adds parity information and outputs the code word to the transmission interface 114, and the transmission interface 114 transmits the code word as a signal to the communication path 12.

受信器13では、受信インターフェイス134が送信側の送信インターフェイス114から送信された信号を受信し、受信した符号語を固定パタン誤り率計算器136および復号器133へそれぞれ出力する。ここで送信インターフェイス114より送られた送信符号語は、通信路12において一部誤りが発生して受信器13で受信される可能性があり、この受信された符号語を受信符号語と呼ぶことにする。固定パタン誤り率計算器136は、受信符号語の中からダミービットを抽出し、事前に送信器11との間で共有している固定パタンと照合することでダミービット誤り率ERを推定し誤り率判別器135へ出力する。復号器133は受信符号語の誤り訂正を行い、訂正した誤り数を元に誤り率ERCORを推定して誤り率判別器135へ出力する。さらに復号器133は、誤り訂正後の、ダミービットが挿入されたメッセージを誤り訂正符号制御器132へ出力する。誤り訂正符号制御器132は、誤り率判別器135より通知された誤り率情報ERESTに基づいて符号化率を決定し、復号器133から入力したデータからダミービットを削除した後、メッセージをMACブロック131へ出力する。In the receiver 13, the reception interface 134 receives the signal transmitted from the transmission interface 114 on the transmission side, and outputs the received codeword to the fixed pattern error rate calculator 136 and the decoder 133, respectively. Here, the transmission codeword transmitted from the transmission interface 114 may be received by the receiver 13 due to a partial error in the communication path 12, and this received codeword is referred to as a reception codeword. To. Fixed pattern error rate calculator 136, a dummy bit is extracted from the received codeword, it estimates the dummy bit error rate ER D by matching a fixed pattern that is shared between the transmitter 11 in advance Output to the error rate discriminator 135. Decoder 133 performs error correction on the received codeword, estimates error rate ER COR based on the number of corrected errors, and outputs the error rate to error rate discriminator 135. Further, the decoder 133 outputs the error-corrected message with the dummy bits inserted to the error correction code controller 132. Error correcting code controller 132, after the coding rate determined based on the error rate information ER EST notified from the error rate discriminator 135, and deletes the dummy bits from the data input from the decoder 133, MAC messages Output to block 131.

誤り率判別器135は、固定パタン誤り率計算器136から入力したダミービット誤り率ERと復号器133から入力した誤り率ERCORの双方を参照して符号語の誤り率ERESTを決定し、送信側および受信側の誤り訂正符号制御器112および132へそれぞれ通知する。すなわち、誤り率判別器135は、複数の推定誤り率の中から、実装された誤り訂正符号を参照しつつ、最も確からしい誤り率を選択し、誤り訂正符号制御器112および132へ通知する。Error rate discriminator 135, reference to determine the error rate ER EST codeword both error rate ER COR inputted from the dummy bit error rate ER D and decoder 133 input from the fixed pattern error rate calculator 136 The error correction code controllers 112 and 132 on the transmission side and the reception side are notified respectively. That is, the error rate discriminator 135 selects the most probable error rate from a plurality of estimated error rates while referring to the implemented error correction code, and notifies the error correction code controllers 112 and 132 of the error rate.

以下、本実施形態における符号器113および復号器133には、符号長1Mビット、符号化率0.75のLDPCが実装されているものとする。たとえば、このLDPCの検査行列の次数分布は非特許文献1に示されている様な分布に従っており、図3に示す誤り訂正性能を有するものとする。すなわち、図3に示すように、誤り率が3.6%よりも低い領域では誤り率が高くなるにつれて誤り訂正効率f(p)は1.0に近づき、誤り率が3.6%を超えると誤り訂正しきれなくなるケースが増加し訂正効率f(p)は劣化する。   Hereinafter, it is assumed that LDPC having a code length of 1 M bits and a coding rate of 0.75 is mounted on the encoder 113 and the decoder 133 in the present embodiment. For example, it is assumed that the degree distribution of the LDPC parity check matrix follows the distribution as shown in Non-Patent Document 1 and has the error correction performance shown in FIG. That is, as shown in FIG. 3, in the region where the error rate is lower than 3.6%, the error correction efficiency f (p) approaches 1.0 as the error rate becomes higher, and the error rate exceeds 3.6%. The number of cases where error correction cannot be completed increases and the correction efficiency f (p) deteriorates.

1.3)ダミービット挿入制御
図4を参照しながらダミービット挿入制御について詳細に説明する。ただし、図4(A)に示す誤り訂正符号制御器22は、図2における送信側の誤り訂正符号制御器112に対応するものとする。受信側の誤り訂正符号制御器132は、誤り訂正符号制御器22のダミービット挿入とは逆のダミービット削除動作を行うことでメッセージMを生成する。
1.3) Dummy bit insertion control The dummy bit insertion control will be described in detail with reference to FIG. However, the error correction code controller 22 shown in FIG. 4A corresponds to the error correction code controller 112 on the transmission side in FIG. The error correction code controller 132 on the reception side generates a message M by performing a dummy bit deletion operation opposite to the dummy bit insertion of the error correction code controller 22.

挿入するダミービットの量は、実装している誤り訂正符号の性能と推定誤り率より決定する。具体的には、符号長が1Mbitで誤り率が4.0%まで劣化した場合、100kbitのダミービットを加える。図3に示す性能を有する誤り訂正符号では、1Mbit中に37748bit程度の誤りを訂正できるが、誤り率が4.0%まで劣化すると、この訂正可能な誤り数を超えるので、103kbit分をダミービットで埋める。これにより訂正しなければならない誤りは残りの921kbit中の37724ビット程度となり、訂正可能な誤り数範囲に収まる。さらに、以下に示すように、ダミービットを挿入する位置を工夫することで、挿入するダミービットを削減することもできる。   The amount of dummy bits to be inserted is determined from the performance of the installed error correction code and the estimated error rate. Specifically, when the code length is 1 Mbit and the error rate is degraded to 4.0%, a dummy bit of 100 kbit is added. In the error correction code having the performance shown in FIG. 3, an error of about 37748 bits can be corrected in 1 Mbit. However, if the error rate deteriorates to 4.0%, the number of correctable errors is exceeded. Fill with. As a result, the error that must be corrected is about 37724 bits in the remaining 921 kbits, and falls within the range of correctable errors. Furthermore, as shown below, the dummy bit to be inserted can be reduced by devising the position where the dummy bit is inserted.

図4(A)に示すように、誤り訂正符号制御器22は、所定ビット位置のダミービット挿入制御を行う切替判断部23およびダミービット挿入部24を有する。切替判断部23は、受信側の誤り率判別器135により推定された誤り率ERESTが所定値より高くなると、メモリ21から読み込んだメッセージMをダミービット挿入部24へ出力する。ダミービット挿入部24は、符号器25の符号特性で誤り訂正効果がより低いビット位置にダミービットを挿入することでメッセージM1を生成し符号器25へ出力する。誤り率ERESTが所定値以下であれば、切替判断部23はメッセージMをそのままメッセージM1として符号器25へ出力する。後で詳述するように、誤り率ERESTが上昇したときに誤り訂正効果が低いビット位置にダミービットを挿入することで誤り数を訂正可能範囲内に収めることが可能となり、結果として、誤り訂正可能な誤り率の範囲が拡張される。As shown in FIG. 4A, the error correction code controller 22 includes a switching determination unit 23 and a dummy bit insertion unit 24 that perform dummy bit insertion control at a predetermined bit position. When the error rate ER EST estimated by the receiving-side error rate discriminator 135 becomes higher than a predetermined value, the switching determination unit 23 outputs the message M read from the memory 21 to the dummy bit insertion unit 24. The dummy bit insertion unit 24 generates a message M 1 by inserting a dummy bit at a bit position where the error correction effect is lower due to the code characteristics of the encoder 25, and outputs the message M 1 to the encoder 25. If the error rate ER EST is equal to or smaller than the predetermined value, the switching determination unit 23 outputs the message M as it is to the encoder 25 as the message M1. As will be described in detail later, when the error rate ER EST increases, it is possible to keep the number of errors within the correctable range by inserting dummy bits at bit positions where the error correction effect is low. The range of error rates that can be corrected is expanded.

符号器113および復号器133にLDPC符号が実装されている場合、ダミービット挿入部24では、LDPC検査行列Hにおける列重みの値が所定値より小さいビット位置に対してダミービットを挿入する。誤り訂正符号制御器22のダミービット挿入制御動作は次の通りである。   When LDPC codes are implemented in the encoder 113 and the decoder 133, the dummy bit insertion unit 24 inserts dummy bits into bit positions where the column weight value in the LDPC check matrix H is smaller than a predetermined value. The dummy bit insertion control operation of the error correction code controller 22 is as follows.

図4(B)において、切替判断部23は、誤り率判別器135により推定された誤り率ERESTが所定値より高くなったか否かを判定する(ステップS201)。ダミービットを挿入するか否かの判定基準である所定値は、誤り訂正符号の訂正可能な誤り率の上限に設定することができる。推定された誤り率ERESTが所定値より高い場合には(ステップS201のYES)、誤り訂正符号制御器22はメモリ21に格納された送信メッセージMから所定量A0の情報M0を読み出し、切替判断部23はこの情報M0をダミービット挿入部24へ与える(ステップS202)。ダミービット挿入部24は、LDPC検査行列Hにおける列重み=2のビット位置にダミービットを挿入することで所定量A1の情報M1を生成し符号器25へ出力する(ステップS203)。また、推定された誤り率ERESTが所定値以下であれば(ステップS201のNO)、誤り訂正符号制御器22はメモリ21に格納された送信メッセージMから所定量A1の情報を読み出し、切替判断部23はこの情報をそのまま符号器25へ出力する(ステップS204)。4B, the switching determination unit 23 determines whether or not the error rate ER EST estimated by the error rate discriminator 135 is higher than a predetermined value (step S201). The predetermined value that is a criterion for determining whether or not to insert a dummy bit can be set to the upper limit of the error rate that can be corrected by the error correction code. If the estimated error rate ER EST is higher than the predetermined value (YES in step S201), the error correction code controller 22 reads the predetermined amount A0 of information M0 from the transmission message M stored in the memory 21, and makes a switching determination. The unit 23 gives this information M0 to the dummy bit insertion unit 24 (step S202). The dummy bit insertion unit 24 generates a predetermined amount A1 of information M1 by inserting a dummy bit at a bit position of column weight = 2 in the LDPC check matrix H and outputs the information M1 to the encoder 25 (step S203). If the estimated error rate ER EST is less than or equal to a predetermined value (NO in step S201), the error correction code controller 22 reads a predetermined amount A1 of information from the transmission message M stored in the memory 21 and determines whether to switch. The unit 23 outputs this information as it is to the encoder 25 (step S204).

図5(A)に本実施形態で実装しているLDPCの検査行列の一部を示す。1列目の重みが5、2列目の重みが4、3列目の重みが6、4列目の重みが2、5列目の重みが3となっている。パリティチェックを行う際、重みが2である列に対応するメッセージビットの誤り訂正効果が低くなる為、図5(B)に示す様に、メッセージM0からメッセージM1を生成する際に、列重みが2である4ビット目に固定値”0”を挿入し、それ以降は順次ビット番号をシフトさせていく。これ以降も同様に、列重みが2である列に対応するメッセージビット位置に固定値”0”を挿入し以下順次ビット番号をシフトさせる。ここで、ダミービットとして固定値“0”を挿入する例を示したが、送受信器間で共有しているパタンであれば何でも良い。   FIG. 5A shows a part of the LDPC parity check matrix implemented in this embodiment. The weight of the first column is 5, the weight of the second column is 4, the weight of the third column is 6, the weight of the fourth column is 2, and the weight of the fifth column is 3. When the parity check is performed, the error correction effect of the message bit corresponding to the column having the weight of 2 is reduced, so that when the message M1 is generated from the message M0, as shown in FIG. A fixed value “0” is inserted into the fourth bit, which is 2, and the bit numbers are sequentially shifted thereafter. Similarly thereafter, a fixed value “0” is inserted into a message bit position corresponding to a column having a column weight of 2, and the bit numbers are sequentially shifted thereafter. Here, an example in which a fixed value “0” is inserted as a dummy bit is shown, but any pattern may be used as long as it is shared between the transmitter and the receiver.

このように誤り率が高くなったときに、誤り訂正効果が低いビット位置に固定値のダミービットを割り当てたメッセージM1を用いてパリティ計算することで符号語中の誤り数をLDPC符号の誤り訂正可能範囲内に収めることが可能となり、1つの符号器25(図2の符号器113)で誤り訂正可能範囲を広げることができる。   When the error rate increases in this way, the number of errors in the codeword is corrected by performing parity calculation using the message M1 in which a dummy bit having a fixed value is assigned to the bit position where the error correction effect is low. Thus, the error correction range can be expanded with one encoder 25 (the encoder 113 in FIG. 2).

ダミービットの挿入によって通信フレームが変化する様子を図6に示す。図6(A)は、一般のOTU(Optical-channel Transport Unit)フレームにクライアント信号が収容される様子を示している。クライアント信号は、順次制御情報(OH)がつけられ、OPU(Optical-channel Payload Unit)、ODU(Optical-channel Data Unit)とフレーム化され、FECの冗長データがつけられてOTUフレームとなる。   FIG. 6 shows how the communication frame changes due to the insertion of dummy bits. FIG. 6A shows a state in which a client signal is accommodated in a general OTU (Optical-channel Transport Unit) frame. The client signal is sequentially attached with control information (OH), framed into an OPU (Optical-channel Payload Unit) and an ODU (Optical-channel Data Unit), and FEC redundant data is attached to form an OTU frame.

ダミービットの挿入を行う場合、通信路の誤り率に応じて、図6(B)に示すように、クライアント信号を分割し、分割後の各々の信号をダミービットと合わせてフレーム化することになる。   When dummy bits are inserted, the client signal is divided according to the error rate of the communication channel, and the divided signals are framed together with the dummy bits, as shown in FIG. 6B. Become.

1.4)推定誤り率判別
上述したダミービット挿入制御によれば、誤り率が高くなると符号語中のダミービットの割合が増加し、低くなるとダミービットの割合が低下する。従って、図3に示すような誤り率特性を持つLDPC符号の例では、誤り率が3.6%より十分に小さければダミービットの割合が少なく、このダミービットの中に存在する誤りより推定した誤り率であるERの信頼性は低くなる。逆に、3.6%以上の誤り率領域では、誤り訂正時の誤り数により推定した誤り率ERCORの信頼性が低くなる。そこで、誤り率判別器135は、誤り率が3.6%より小さければ信頼性が相対的に高いERCORの値をERESTとして選択し、3.6%以上の誤り率領域では信頼性が相対的に高いERの値をERESTとして選択する。こうして決定されたERESTが誤り訂正符号制御器112および132へ通知される。言い換えれば、誤り率判別器135は、複数の推定誤り率の中から、実装された誤り訂正符号を参照しつつ最も確からしい誤り率を選択し、送信側および受信側の誤り訂正符号制御器112および132へそれぞれ通知する。したがって、誤り訂正符号制御器112および132は、最も信頼性の高い誤り率を用いて誤り訂正符号制御を行うことができる。
1.4) Estimated error rate discrimination According to the dummy bit insertion control described above, the rate of dummy bits in the codeword increases as the error rate increases, and the rate of dummy bits decreases as the error rate decreases. Therefore, in the example of the LDPC code having the error rate characteristics as shown in FIG. 3, if the error rate is sufficiently smaller than 3.6%, the proportion of dummy bits is small, and the error is estimated from the errors existing in the dummy bits. reliability of ER D is an error rate is low. On the contrary, in the error rate region of 3.6% or more, the reliability of the error rate ER COR estimated by the number of errors at the time of error correction becomes low. Therefore, if the error rate is smaller than 3.6%, the error rate discriminator 135 selects an ER COR value having a relatively high reliability as the ER EST , and the error rate discriminator 135 is reliable in the error rate region of 3.6% or more. the value of the relatively high ER D is selected as ER EST. The ER EST thus determined is notified to the error correction code controllers 112 and 132. In other words, the error rate discriminator 135 selects the most probable error rate from among a plurality of estimated error rates while referring to the implemented error correction code, and transmits and corrects the error correction code controller 112 on the transmission side and the reception side. And 132 are notified respectively. Therefore, the error correction code controllers 112 and 132 can perform error correction code control using the most reliable error rate.

以下、図7を参照しながら、通信路特性が変動する場合の誤り率切り替え動作の一例を説明する。なお、誤り率判別器135において選択する誤り率の切替閾値ERTHは3.6%であるとする。Hereinafter, an example of the error rate switching operation when the channel characteristics fluctuate will be described with reference to FIG. It is assumed that the error rate switching threshold ER TH selected by the error rate discriminator 135 is 3.6%.

図7に示すように、通信路の誤り率特性は、時刻t0までほぼ3.4%程度であったものが、時刻t0からt1にかけて徐々に3.7%程度まで上昇し、時刻t2からt3にかけて3.4%まで再び減少する場合を考える。時刻t0以前の時間領域では誤り率がERTHより低い為、誤り率判別器135はERESTとしてERCORを選択する。時刻t0より誤り率が劣化し始め、t4においてERTHを超え、これ以降、時刻t5において再びERTHを下回るまで、誤り率判別器135はERESTとしてERを選択する。時刻t5以降は、誤り率判別器135はERESTとして再びERCORを選択する。このように通信路の特性が変動する場合であっても、誤り率の計算方法を切り替えることで受信符号語の誤り率を幅広い範囲で精度良くモニタすることができ、モニタされた誤り率に応じて符号化率を決定することができる。As shown in FIG. 7, the error rate characteristic of the communication channel, which was approximately 3.4% from time t0, gradually increases to about 3.7% from time t0 to t1, and from time t2 to t3. Let us consider a case where the value decreases again to 3.4%. Since the error rate is lower than ER TH in the time domain before time t0, the error rate discriminator 135 selects ER COR as ER EST . The error rate starts to deteriorate at time t0, exceeds ER TH at t4, and thereafter, error rate discriminator 135 selects ER D as ER EST until it falls below ER TH again at time t5. After time t5, the error rate discriminator 135 selects ER COR again as ER EST . Even when the channel characteristics fluctuate in this way, the error rate of the received codeword can be accurately monitored over a wide range by switching the error rate calculation method, and depending on the monitored error rate. Thus, the coding rate can be determined.

なお、誤り率の切替閾値ERTHを3.6%としたが、マージンを確保する為に3.5%程度にしても良い。また、誤り率が上昇するときの切替閾値と、減少するときの切替閾値とを別の値にしても良く、推定誤り率のふらつきの影響を抑制する為にヒステリシスを設けることもできる。さらに、複数回連続して誤り率閾値を上回ったら(あるいは下回ったら)選択誤り率を変更する、という方法をとっても良い。Although the error rate switching threshold ERTH is 3.6%, it may be about 3.5% in order to secure a margin. In addition, the switching threshold when the error rate increases and the switching threshold when the error rate decreases may be different values, and hysteresis can be provided to suppress the influence of fluctuation of the estimated error rate. Further, a method may be adopted in which the selection error rate is changed when the error rate threshold is continuously exceeded (or falls below) a plurality of times.

1.5)効果
上述した本発明の第1実施形態によれば以下の様な効果が得られる。
1.5) Effects According to the first embodiment of the present invention described above, the following effects can be obtained.

第一の効果は、複数の誤り訂正回路を実装することなく効率の良い誤り訂正が行えることである。その理由は、複数の誤り率計算方法を切り替えて受信符号語の誤り率を幅広い範囲で精度良くモニタすることが出来るからであり、これによって誤り率に応じた符号化率を設定し続けることが出来るからである。もし本実施形態のような誤り訂正符号制御を用いなければ、1つの誤り訂正回路で広い範囲の誤り率に対応する為には最も高い誤り率に対応した符号を実装する必要があり、低い誤り率のデータに対しては過剰性能となってしまい伝送効率が低下してしまう。   The first effect is that efficient error correction can be performed without mounting a plurality of error correction circuits. The reason is that the error rate of the received codeword can be accurately monitored over a wide range by switching between a plurality of error rate calculation methods, and thus it is possible to continue to set the coding rate according to the error rate. Because you can. If the error correction code control as in this embodiment is not used, it is necessary to implement a code corresponding to the highest error rate in order to support a wide range of error rates with one error correction circuit, and low error For the rate data, the performance becomes excessive and the transmission efficiency is lowered.

第二の効果は、挿入するダミービットの数を少なく抑えることができる為、伝送効率が高くなることである。その理由は、誤り訂正効果が低くなるビットにダミービットを割り当てることによって、誤り率が高くなった時に誤り易くなるビット位置を優先的に排除することができるからである。   The second effect is that the transmission efficiency is increased because the number of dummy bits to be inserted can be reduced. The reason is that by assigning a dummy bit to a bit having a low error correction effect, a bit position that is likely to be erroneous when the error rate is high can be preferentially excluded.

2.第2実施形態
上述した第1実施形態では、送信器と受信器が通信路で一対一に接続され、通信路の特性変動によって誤り率が変動した場合の符号化率制御について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。以下、本発明の第2実施形態として、送信先が切り替わるようなネットワークに適用した場合について説明する。
2. Second Embodiment In the first embodiment described above, the coding rate control is described in which the transmitter and the receiver are connected one-to-one on the communication path, and the error rate varies due to the characteristics variation of the communication path. The invention is not limited to this. Hereinafter, a case where the present invention is applied to a network in which a transmission destination is switched will be described as a second embodiment of the present invention.

2.1)システム構成
図8に示すように、本実施形態による通信システムにおいて、送信器61は通信路621〜623、スイッチ62を通して受信器63及び64と接続されている。通信路621〜623は有線/無線を問わない。
2.1) System Configuration As shown in FIG. 8, in the communication system according to the present embodiment, the transmitter 61 is connected to receivers 63 and 64 through communication paths 621 to 623 and a switch 62. The communication paths 621 to 623 may be wired / wireless.

送信器61は、メッセージを生成するMACブロック611と、ダミービット挿入制御を行う誤り訂正符号制御器612と、符号器613および送信インターフェイス614を有する。   The transmitter 61 includes a MAC block 611 that generates a message, an error correction code controller 612 that performs dummy bit insertion control, an encoder 613, and a transmission interface 614.

受信器63および64は、メッセージを受信するMACブロック631および641と、ダミービット削除制御を行う誤り訂正符号制御器632および642と、受信メッセージの誤り訂正を行う復号器633および643と、送信器11から符号語を受信する受信インターフェイス634および644と、をそれぞれ有し、さらに固定パタン誤り率計算器636および646と誤り率判別器635および645と、をそれぞれ有する。復号器633および643は、受信インターフェイス634および644からそれぞれ入力した符号語を復号する際に訂正された誤り数に基づく誤り率ERCORを誤り判別器635および645へそれぞれ出力する。固定パタン誤り率計算器636および646は、受信インターフェイス634および644からそれぞれ入力した符号語からダミービットのみを抽出してダミービット誤り率ERを計算し誤り率判別器635および645へそれぞれ出力する。誤り率判別器635および645は、復号器633および643からの誤り率ERCORと固定パタン誤り率計算器636および646からのダミービット誤り率ERとをそれぞれ用いて誤り率情報ERESTを判別し、送信側の誤り訂正符号制御器612とそれぞれの受信側の誤り訂正符号制御器632および642へそれぞれ通知する。The receivers 63 and 64 include MAC blocks 631 and 641 for receiving messages, error correction code controllers 632 and 642 for performing dummy bit deletion control, decoders 633 and 643 for performing error correction of received messages, and a transmitter 11 have receiving interfaces 634 and 644 for receiving codewords, respectively, and further has fixed pattern error rate calculators 636 and 646 and error rate discriminators 635 and 645, respectively. Decoders 633 and 643 output error rates ER COR based on the number of errors corrected when decoding codewords input from reception interfaces 634 and 644, respectively, to error discriminators 635 and 645, respectively. Fixed pattern error rate calculator 636 and 646 are respectively output to the reception interface 634 and 644 extract only the dummy bits from the codeword input respectively from the error-rate discriminator 635 and 645 to calculate the dummy bit error rate ER D and . Error rate discriminators 635 and 645 discriminate error rate information ER EST using error rate ER COR from decoders 633 and 643 and dummy bit error rate ER D from fixed pattern error rate calculators 636 and 646, respectively. Then, the error correction code controller 612 on the transmission side and the error correction code controllers 632 and 642 on the reception side are notified respectively.

2.2)システム動作
送信器61と受信器63が上述した第1実施形態による誤り訂正符号制御を行いつつ、通信を行っているものとする。この場合、送信器61と受信器63とは、スイッチ62により通信路621、623を通して接続された状態にある。その通信路の誤り率が3.4%程度であるとすれば、ダミービット挿入が最少となっているので、上述したように、誤り率判別器635は復号器633からのERCORを選択し誤り率をモニタしている。この状態で、スイッチ62が経路を切り替えて送信機61と受信器64とが通信を開始した場合を説明する。
2.2) System operation It is assumed that the transmitter 61 and the receiver 63 perform communication while performing the error correction code control according to the first embodiment described above. In this case, the transmitter 61 and the receiver 63 are in a state of being connected through the communication paths 621 and 623 by the switch 62. If the error rate of the communication channel is about 3.4%, dummy bit insertion is minimized, so that the error rate discriminator 635 selects the ER COR from the decoder 633 as described above. The error rate is monitored. In this state, the case where the switch 62 switches the path and the transmitter 61 and the receiver 64 start communication will be described.

図9に示すように、時刻t0でスイッチ62が経路切替の要求を受け、送信器61と受信器64が通信を開始したものとする。経路が切り替わった直後には、送信器61及び受信器64は通信路特性を知らないため、最も適した符号化率を選択することが出来ない。そこで、経路切替直後は十分な割合でダミービットとして固定パタンを挿入する。これにより誤り率判別器645は固定パタン誤り率計算器646からのERを選択して通信路状態の推定を行う。ここでは、符号語に占めるダミービットの割合を50%とする。このダミービット割合が高い状態で推定した誤り率が4.0%であるとすれば、時刻t1からは送信器61の誤り訂正符号制御器612および受信器64の誤り訂正符号制御器642はメッセージに挿入するダミービット量を103kbitとし、符号器613および復号器614で1Mbitの符号語を取り扱う。以降、送信器61と受信器64の間で上述した第1実施形態に基づいて誤り訂正符号制御を行いつつ、通信を行う。As shown in FIG. 9, it is assumed that the switch 62 receives a path switching request at time t0, and the transmitter 61 and the receiver 64 start communication. Immediately after the path is switched, the transmitter 61 and the receiver 64 do not know the channel characteristics, so that the most suitable coding rate cannot be selected. Therefore, a fixed pattern is inserted as a dummy bit at a sufficient rate immediately after the path switching. Thus the error rate discriminator 645 to estimate the channel state by selecting the ER D from fixed pattern error rate calculator 646. Here, the proportion of dummy bits in the code word is 50%. If the error rate estimated with this dummy bit ratio being high is 4.0%, the error correction code controller 612 of the transmitter 61 and the error correction code controller 642 of the receiver 64 are message messages from time t1. The amount of dummy bits to be inserted is 103 kbit, and the encoder 613 and the decoder 614 handle a 1 Mbit code word. Thereafter, communication is performed between the transmitter 61 and the receiver 64 while performing error correction code control based on the first embodiment described above.

2.3)効果
本実施形態によれば、通信経路が切り替わった際に通信路の状態を推定する為にトレーニングモード専用の時間帯を設ける必要が無く、通信効率を向上させることが出来る。その理由は、経路切替直後にはダミービットの割合を多くして通信路状態の推定をおこなうものの、依然としてダミービット以外のメッセージビットで通信を続けることが可能となるからである。
2.3) Effect According to the present embodiment, it is not necessary to provide a time zone dedicated to the training mode in order to estimate the state of the communication path when the communication path is switched, and the communication efficiency can be improved. The reason is that immediately after the path is switched, the proportion of dummy bits is increased to estimate the communication path state, but communication can still be continued with message bits other than the dummy bits.

3.第3実施形態
以下、図10を参照しながら本発明の第3実施形態について詳細に説明する。本実施形態を適用する通信システムは、第1実施形態と同様の接続状態(図2参照)で送信者と受信者が通信を行い、通信路特性の動的な変動に対応する為に本実施形態の誤り訂正符号制御方法を使用する。誤り訂正符号としてLDPCを使用し、後述するように、メッセージ中に挿入された固定パタンのメッセージ全体に対する割合を参照して、実装された複数の誤り率計算方法のいずれを使用するかを決定するものとする。
3. Third Embodiment Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. The communication system to which the present embodiment is applied is implemented in order to cope with dynamic fluctuations in communication path characteristics by performing communication between the sender and the receiver in the same connection state as in the first embodiment (see FIG. 2). A form of error correction code control method is used. Use LDPC as an error correction code, and determine which of a plurality of implemented error rate calculation methods is used by referring to the ratio of the fixed pattern inserted in the message to the entire message, as will be described later. Shall.

図2に示すように、送信者11と受信者13が通信路12を介して接続されており、通信路の状態変動に追従して、メッセージに挿入するダミービット量を制御しているものとする。   As shown in FIG. 2, the sender 11 and the receiver 13 are connected via the communication path 12, and the dummy bit amount to be inserted into the message is controlled following the state change of the communication path. To do.

ここで、誤り率判別器135は、メッセージに挿入されたダミービットの割合を参照して、固定パタン誤り率計算器136から送られてくるERと復号器133から送られてくるERCORのいずれを選択するかを決定する。Here, the error rate discriminator 135 refers to the ratio of the dummy bits inserted into the message, and the ER D sent from the fixed pattern error rate calculator 136 and the ER COR sent from the decoder 133 Decide which one to choose.

図10において、誤り率判別器135は、メッセージ中のダミービットの割合Rを計算し(ステップS701)、Rが所定閾値より高いか低いかを判断する(ステップS702)。Rが所定閾値より高い場合にはダミービットの誤り率ERをERESTとして採用し(ステップS703)、低い場合には誤り訂正数から求めた誤り率ERCORをERESTとして採用する(ステップS705)。さらに推定誤り率ERESTに基づいて、メッセージ中のダミービットの割合を再度設定する(ステップS704)。この際の所定閾値は、例えばダミービットの誤り率計算の精度が十分高く取れる値とすれば良い。符号長1Mbitの場合、ダミービットの割合が5%とすると、符号語中に50kbitのダミービットが確保できることになり、誤り率3.6%の場合にはダミービット中に1900個程度の誤りが存在し、誤り率推定には十分な精度を確保できる。すなわち、この場合、上記の所定閾値として5%を採用する。In FIG. 10, the error rate discriminator 135 calculates the ratio R of dummy bits in the message (step S701), and determines whether R is higher or lower than a predetermined threshold (step S702). If R is greater than a predetermined threshold value employs the error rate ER D of the dummy bits as ER EST (step S703), if it is lower employing the error rate ER COR calculated from the number of error corrections as ER EST (step S705 ). Further, the ratio of dummy bits in the message is set again based on the estimated error rate ER EST (step S704). The predetermined threshold at this time may be set to a value with which the accuracy of dummy bit error rate calculation is sufficiently high, for example. In the case of a code length of 1 Mbit, if the ratio of dummy bits is 5%, a dummy bit of 50 kbits can be secured in the code word. If the error rate is 3.6%, about 1900 errors are included in the dummy bits. It exists and can secure sufficient accuracy for error rate estimation. That is, in this case, 5% is adopted as the predetermined threshold.

本実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。   According to this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.

4.第4実施形態
上述した第2実施形態では、通信経路が切り替わる際に送受信者が新しい通信路の状況を知らない為に、経路切替直後に十分な割合でダミービットを挿入したが、本発明はこれに限定されるものではない。以下、本発明の第3実施形態として、局側装置に複数の加入者装置が接続された通信システムに適用した場合を説明する。このようなシステムとしては、1つのOLT(optical line terminal)に複数のONU(optical network unit)が接続したPONシステムなどがある。
4). Fourth Embodiment In the second embodiment described above, dummy bits are inserted at a sufficient rate immediately after path switching because the sender / receiver does not know the status of the new communication path when the communication path is switched. It is not limited to this. Hereinafter, a case where the present invention is applied to a communication system in which a plurality of subscriber devices are connected to a station side device will be described as a third embodiment of the present invention. As such a system, there is a PON system in which a plurality of ONUs (optical network units) are connected to one OLT (optical line terminal).

4.1)システム構成
PONシステムでは局側装置と各加入者装置との間の通信路特性が大きく異なる場合があり、このような場合であっても、本実施形態によれば、1つの符号器を用いて誤り率の広範囲で良好な誤り訂正特性を維持することができる。
4.1) System Configuration In the PON system, the communication path characteristics between the station side device and each subscriber device may differ greatly. Even in such a case, according to the present embodiment, one code A good error correction characteristic can be maintained over a wide range of error rates by using a device.

図11に示すように、本実施形態による通信システムにおいて、局側装置81は分岐部を有する通信路82を通して複数の加入者装置83,84と接続している。局側装置81は、第1実施形態で説明した送信メッセージに対してダミービット挿入制御を行う誤り訂正符号制御器811、符号器/復号器812、送信インターフェイス813、誤り率推定器814および誤り率情報/モニタ方法記憶部815を有する。本実施形態においても、上述した第2実施形態と同様に、局側装置81は、メッセージに冗長データ(パリティ情報)を付加した符号語全体を送信インターフェイス813から送信する。   As shown in FIG. 11, in the communication system according to the present embodiment, a station side device 81 is connected to a plurality of subscriber devices 83 and 84 through a communication path 82 having a branching section. The station apparatus 81 includes an error correction code controller 811 that performs dummy bit insertion control on the transmission message described in the first embodiment, an encoder / decoder 812, a transmission interface 813, an error rate estimator 814, and an error rate. An information / monitor method storage unit 815 is provided. Also in the present embodiment, as in the second embodiment described above, the station side device 81 transmits the entire codeword in which redundant data (parity information) is added to the message from the transmission interface 813.

また、誤り率推定器814は既に述べたような誤り率推定機能を有する。誤り率情報/モニタ方法記憶部815は符号化率/誤り率モニタ方法設定テーブルであり、推定された誤り率に対応して各加入者装置との通信に必要な符号化率情報および誤り率モニタ方法が事前に格納されている。符号化率/誤り率モニタ方法設定情報テーブルは、サービスを開始する際に設置業者が伝送損失を測定して更新しても良いし、過去の通信で発生した誤り率情報や過去の通信で使用した誤り率モニタ方法を元に局舎装置が符号化率/モニタ方法設定情報を更新しても良い。符号化率/モニタ方法設定テーブルを参照することで、過去に通信した際の誤り率を用いて符号化率及び過去に通信した際の誤り率モニタ方法を設定することができる。加入者装置83,84は、ダミービット削除制御を行う誤り訂正符号制御器831、841、送信データの符号化や受信メッセージの誤り訂正を行う符号器/復号器832、842、局側装置81から符号語を受信する通信インターフェイス833、843を有する。   The error rate estimator 814 has an error rate estimation function as described above. The error rate information / monitoring method storage unit 815 is a coding rate / error rate monitoring method setting table, and coding rate information and error rate monitor necessary for communication with each subscriber unit corresponding to the estimated error rate. The method is stored in advance. The coding rate / error rate monitoring method setting information table may be updated by measuring the transmission loss by the installer when starting the service, or used for error rate information generated in past communications or past communications. The station apparatus may update the coding rate / monitoring method setting information based on the error rate monitoring method. By referring to the coding rate / monitoring method setting table, it is possible to set the coding rate and the error rate monitoring method when communicating in the past using the error rate when communicating in the past. Subscriber apparatuses 83 and 84 are error correction code controllers 831 and 841 that perform dummy bit deletion control, encoder / decoders 832 and 842 that perform transmission data encoding and error correction of received messages, and station side apparatus 81. Communication interfaces 833 and 843 for receiving codewords are provided.

誤り訂正符号制御器811および誤り訂正符号制御器831,841の動作は第1及び第2実施形態で説明したとおりである。誤り率情報/モニタ方法記憶部815にそれぞれの加入者装置との通信に必要な符号化率情報及び誤り率モニタ方法が格納されている為、第2実施形態の例のように、通信相手が切り替わった直後に十分な割合のダミービットを挿入する必要が無く、誤り率情報/モニタ方法記憶部815に格納された情報に基づいて符号化率及びモニタ方法を決定する。本実施形態では誤り訂正符号にReed−Solomon(255,239)符号を使用している。図10に例示する誤り率情報/モニタ方法記憶部815の情報によれば、加入者#2および#3が伝送損失が小さくダミービットを挿入する必要がないので符号化率を0.937に設定し、誤り訂正数から計算した誤り率ERCORを誤り率モニタに使用する。一方、加入者#1は伝送損失が大きくダミービットを挿入する必要があり、誤り訂正符号制御器811及び831は符号化率を0.901まで落として、誤り率判別器834はダミービットの誤り率ERを推定誤り率ERESTとして誤り訂正符号制御器811及び831に通知する。ただし、加入者装置83,84における誤り訂正符号制御器831,841は、局側装置81からの符号化率情報に従ってダミービットが挿入されていない場合には符号器/復号器832、842からのメッセージをそのまま出力し、ダミービットが挿入されている場合には符号器/復号器832、842からのメッセージからダミービットを削除して出力する。The operations of the error correction code controller 811 and the error correction code controllers 831 and 841 are as described in the first and second embodiments. Since the error rate information / monitoring method storage unit 815 stores the coding rate information and the error rate monitoring method necessary for communication with each subscriber unit, the communication partner can be set as in the example of the second embodiment. Immediately after the switching, it is not necessary to insert a sufficient proportion of dummy bits, and the coding rate and the monitoring method are determined based on the information stored in the error rate information / monitoring method storage unit 815. In this embodiment, a Reed-Solomon (255, 239) code is used as an error correction code. According to the information in the error rate information / monitor method storage unit 815 illustrated in FIG. 10, since the subscribers # 2 and # 3 have small transmission loss and do not need to insert dummy bits, the coding rate is set to 0.937. Then, the error rate ER COR calculated from the number of error corrections is used for the error rate monitor. On the other hand, the subscriber # 1 has a large transmission loss and needs to insert dummy bits, the error correction code controllers 811 and 831 reduce the coding rate to 0.901, and the error rate discriminator 834 The rate ER D is notified to the error correction code controllers 811 and 831 as the estimated error rate ER EST . However, the error correction code controllers 831 and 841 in the subscriber units 83 and 84 are supplied from the encoders / decoders 832 and 842 when dummy bits are not inserted in accordance with the coding rate information from the station side device 81. The message is output as it is, and when the dummy bit is inserted, the dummy bit is deleted from the message from the encoder / decoder 832 or 842 and output.

4.2)新規加入者装置導入時の通信路推定への応用
PONシステムでは1つの局側装置に複数の加入者装置が接続され、GE−PON(Gigabit Ethernet-PON)では加入者装置は最大32台接続される。1つのPONシステムに新たなユーザが加わる際、Discoveryプロセスが働き、通信路距離の測定や局側装置と加入者装置の時刻同期を行う。図12を参照して、通常のDiscoveryプロセスと、本発明を追加したDiscoveryプロセスの説明を行う。
4.2) Application to channel estimation when introducing a new subscriber unit In a PON system, a plurality of subscriber units are connected to one station side unit. In GE-PON (Gigabit Ethernet-PON), the maximum number of subscriber units is 32 units are connected. When a new user joins one PON system, the Discovery process works to measure the communication path distance and synchronize the time between the station side device and the subscriber device. A normal Discovery process and a Discovery process to which the present invention has been added will be described with reference to FIG.

a)通常のDiscoveryシーケンス
図12(A)に示すように、通常のDiscoveryプロセスでは、まず、OLT1103よりONU1101にDiscovery_Gateを送信し(ステップS2101)、OLT1103のローカル時間T1などをONU1101に通知する。続いてONU1101は、T1に時刻を合わせた後、Register_RequestをOLT1103に送信し、ONU1101の送信時刻T2とOLTへの登録要求を通知する(ステップS2102)。OLT1103は、Register_Requestを受信した時刻T3と上記のT1およびT2よりONU1101との距離を測定し、引き続き、LLID(Logical Link Identifier)や上り送信指定時刻の通知を行い(ステップS2103,S2104)、ONU1101からのRegister_ACKがあると(ステップS2105)、登録完了となる(ステップS2106)。
a) Normal Discovery Sequence As shown in FIG. 12A, in the normal Discovery process, first, Discovery_Gate is transmitted from the OLT 1103 to the ONU 1101 (step S2101), and the local time T1 of the OLT 1103 and the like are notified to the ONU 1101. Subsequently, the ONU 1101 adjusts the time to T1, then transmits Register_Request to the OLT 1103, and notifies the ONU 1101 transmission time T2 and a registration request to the OLT (step S2102). The OLT 1103 measures the distance between the time T3 at which Register_Request is received and the ONU 1101 from the above T1 and T2, and then notifies the LLID (Logical Link Identifier) and the uplink transmission designated time (steps S2103 and S2104). Registration_ACK (step S2105), the registration is completed (step S2106).

b)本実施形態を適用したDiscoveryシーケンス
図12(B)に本実施形態による誤り訂正符号制御方法を新規ONU導入時に適用した場合のシーケンスを示す。事前にONU1101およびONU1103はダミービット割合を高く設定し、Discoveryプロセスを始める(ステップS3101およびS3102)。この様にすることで、通信路状態によらず、Discoveryプロセスを誤り無く行うことができる。続いて図11(A)と同様のプロセスを走らせるが、Discovery_Gate(S2101)を受けると、ONU1101は下り信号のダミービット誤り率ERを計算し(ステップS3103)、Register_Request(S2102)でT2に加えて下り信号の誤り率ERを知らせる。OLT1103ではRegister_Request(S2102)を受けると、上り信号のダミービット誤り率ERを計算し(ステップS3104)、Register(S2103)でLLIDを通知するのに加えて上り信号の誤り率ERを知らせる。一通りのDiscoveryプロセスの終了後、ダミービットの割合を低く設定し(ステップS3105,S3106)、登録完了(S2106)とする。
b) Discovery sequence to which this embodiment is applied FIG. 12B shows a sequence when the error correction code control method according to this embodiment is applied when a new ONU is introduced. The ONU 1101 and the ONU 1103 set the dummy bit ratio to a high value in advance, and start the Discovery process (Steps S3101 and S3102). In this way, the Discovery process can be performed without error regardless of the communication path state. Then it runs the same process as FIG. 11 (A), the receives a Discovery_Gate (S2101), ONU1101 computes a dummy bit error rate ER D of the downlink signal (step S3103), the T2 in Register_Request (S2102) Additionally informing the error rate ER D of the downstream signal. When receiving the in OLT1103 Register_Request (S2102), calculates the dummy bit error rate ER D of the uplink signal (step S3104), informs the error rate ER D of the uplink signal in addition to notifying the LLID in Register (S2103). After the completion of the discovery process, the ratio of dummy bits is set low (steps S3105 and S3106), and the registration is completed (S2106).

なお、通信路状態が悪く、符号化率を低く設定せざるを得ないユーザの通信帯域を確保する為、DBA(Dynamic Bandwidth Allocation)において、該当ユーザの通信時間を長くすることも可能となる。   In addition, in order to secure a communication band for a user whose communication path state is poor and the coding rate must be set low, it is possible to extend the communication time of the user in DBA (Dynamic Bandwidth Allocation).

4.3)効果
本実施形態によれば、通信経路を切り替えた場合にでも第2実施形態の例のように十分な割合のダミービットを挿入し通信路特性を推定する必要が無い為、その分の通信速度劣化を回避できる。
4.3) Effect According to the present embodiment, even when the communication path is switched, there is no need to estimate a channel characteristic by inserting a sufficient proportion of dummy bits as in the example of the second embodiment. Communication speed degradation can be avoided.

5.付記
上述した実施形態の一部あるいは全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、これらに限定されるものではない。
5. Additional Notes Part or all of the above-described embodiments may be described as the following additional notes, but are not limited thereto.

(付記1)
送信側通信機の符号器と受信側通信機の復号器とが所定の誤り訂正符号を実装しているデータ通信システムにおける誤り訂正符号制御装置であって、
前記送信側通信機から受信した受信符号語から第1の誤り率を推定する誤り率推定手段と、
前記第1の誤り率と、前記受信符号語を前記復号器が復号する際の誤り訂正に基づいて推定された第2の誤り率と、を用い、前記所定の誤り訂正符号の特性に基づいて前記所定誤り訂正符号の符号化率を決定する符号化率決定手段と、
を有することを特徴とする誤り訂正制御装置。
(付記2)
前記符号化率決定手段は、少なくとも1つの誤り率閾値を有し、前記第1の誤り率が前記誤り率閾値を超えた場合には前記符号化率を低く変更し、前記第2の誤り率が前記誤り率閾値以下になれば前記符号化率を高く変更する、ことを特徴とする付記1に記載の誤り訂正符号制御装置。
(付記3)
前記誤り率推定手段は、前記送信側通信機と前記受信側通信機の間で予め共有している既知パタンを用いて前記第1の誤り率を推定することを特徴とする付記1または2に記載の誤り訂正符号制御装置。
(付記4)
前記符号器の入力データにおける前記既知パタンの割合を変更することによって前記決定された符号化率を実現することを特徴とする付記3に記載の誤り訂正符号制御装置。
(付記5)
前記符号化率決定手段が、前記既知パタンの割合に対する閾値を少なくとも一つ有し、前記既知パタンの割合が前記閾値より高い場合には前記第1の誤り率を、低い場合には前記第2の誤り率を参照して前記符号化率を設定する、ことを特徴とする付記3または4に記載の誤り訂正符号制御装置。
(付記6)
送信側通信機の符号器と受信側通信機の復号器とが所定の誤り訂正符号を実装しているデータ通信システムにおける誤り訂正符号制御方法であって、
前記送信側通信機から受信した受信符号語から第1の誤り率を推定し、
前記第1の誤り率と、前記受信符号語を前記復号器が復号する際の誤り訂正に基づいて推定された第2の誤り率と、を用い、前記所定の誤り訂正符号の特性に基づいて前記所定誤り訂正符号の符号化率を決定する、
ことを特徴とする誤り訂正制御方法。
(付記7)
前記第1の誤り率が少なくとも1つの誤り率閾値を超えた場合には前記符号化率を低く変更し、前記第2の誤り率が前記誤り率閾値以下になれば前記符号化率を高く変更する、ことを特徴とする付記6に記載の誤り訂正符号制御方法。
(付記8)
前記送信側通信機と前記受信側通信機の間で予め共有している既知パタンを用いて前記第1の誤り率を推定することを特徴とする付記6または7に記載の誤り訂正符号制御方法。
(付記9)
前記符号器の入力データにおける前記既知パタンの割合を変更することによって前記決定された符号化率を実現することを特徴とする付記8に記載の誤り訂正符号制御方法。
(付記10)
前記既知パタンの割合に対する閾値を少なくとも一つ設け、前記既知パタンの割合が前記閾値より高い場合には前記第1の誤り率を、低い場合には前記第2の誤り率を参照して前記符号化率を設定する、ことを特徴とする付記8または9に記載の誤り訂正符号制御方法。
(付記11)
送信側通信機の符号器と受信側通信機の復号器とが所定の誤り訂正符号を実装しているデータ通信システムであって、
前記送信側通信機が、通信路の誤り率に基づいて符号化を行う際の入力データを制御し、前記符号器により符号化された符号語を前記受信側通信機へ送信し、
前記受信側通信機が、前記送信側通信機から受信した受信符号語から第1の誤り率を推定し、前記第1の誤り率と、前記受信符号語を前記復号器が復号する際の誤り訂正に基づいて推定された第2の誤り率と、を用い、前記所定の誤り訂正符号の特性に基づいて誤り率情報を判別し、前記誤り率情報を前記送信側通信機へ通知し、
前記誤り率情報に基づいて前記送信側通信機および前記受信側通信機における前記所定誤り訂正符号の符号化率を決定する、
ことを特徴とするデータ通信システム。
(付記12)
前記第1の誤り率が少なくとも1つの誤り率閾値を超えた場合には前記符号化率を低く変更し、前記第2の誤り率が前記誤り率閾値以下になれば前記符号化率を高く変更する、ことを特徴とする付記11に記載データ通信システム。
(付記13)
前記送信側通信機と前記受信側通信機の間で予め共有している既知パタンを用いて前記第1の誤り率を推定することを特徴とする付記11または12に記載のデータ通信システム。
(付記14)
前記符号器の入力データにおける前記既知パタンの割合を変更することによって前記決定された符号化率を実現することを特徴とする付記13に記載のデータ通信システム。
(付記15)
前記既知パタンの割合に対する閾値を少なくとも一つ設け、前記既知パタンの割合が前記閾値より高い場合には前記第1の誤り率を、低い場合には前記第2の誤り率を参照して前記符号化率を設定する、ことを特徴とする付記13または14に記載のデータ通信システム。
(付記16)
前記送信側通信機が局側通信装置であり、前記受信側通信機が加入者側通信装置であり、前記符号化率を低く設定した状態でDiscoveryプロセスを実行し、前記第1の誤り率を計算して符号化率を決定し、Discoveryプロセス完了後に、決定した符号化率に設定して通信を行うことを特徴とする付記11−15のいずれか1項に記載のデータ通信システム。
(付記17)
前記送信側通信機が局側通信装置であり、前記受信側通信機が加入者側通信装置であり、前記符号化率を低く設定した状態でDiscoveryプロセスを実行し、前記第1の誤り率を計算して符号化率を決定し、Discoveryプロセス完了後に、決定した符号化率に設定し、決定した符号化率に応じて通信帯域の割り当てを行う、ことを特徴とする付記11−15のいずれか1項に記載のデータ通信システム。
(付記18)
送信側通信機と受信側通信機が通信路を介して接続されている通信システムにおける誤り訂正符号制御方法であって、
前記送信側通信機が、
前記通信路の誤り率に基づいて符号化を行う際の入力データを制御し、所定の誤り訂正符号を実装した符号器によって前記入力データの符号化を行った後、符号語を前記受信側通信機に送信し、
前記受信側通信機が、
所定の誤り訂正符号を実装した復号器によって、前記送信側通信機から送られてきた受信語の復号を行い、
複数の誤り率推定手段によって、前記復号器において復号を行う前の受信語、もしくは復号後の通報、もしくはその両方のデータの誤り率を計算し、
符号化率決定手段によって、前記複数の誤り率推定手段によって推定した複数の誤り率に基づいて、前記所定の誤り訂正符号における符号化率を決定し、前記符号器及び復号器に決定した符号化率を通達する、
ことを特徴とする誤り訂正符号制御方法。
(Appendix 1)
An error correction code control apparatus in a data communication system in which a predetermined error correction code is implemented in an encoder of a transmission side communication device and a decoder of a reception side communication device,
Error rate estimating means for estimating a first error rate from a received codeword received from the transmitting communication device;
Using the first error rate and a second error rate estimated based on error correction when the decoder decodes the received codeword, and based on characteristics of the predetermined error correction code Coding rate determining means for determining a coding rate of the predetermined error correction code;
An error correction control device comprising:
(Appendix 2)
The coding rate determining means has at least one error rate threshold, and when the first error rate exceeds the error rate threshold, the coding rate is changed to be low, and the second error rate is set. The error correction code control apparatus according to appendix 1, wherein the coding rate is changed to be higher when the error rate becomes equal to or less than the error rate threshold.
(Appendix 3)
The appendix 1 or 2 is characterized in that the error rate estimation means estimates the first error rate using a known pattern shared in advance between the transmitting communication device and the receiving communication device. The error correction code control device described.
(Appendix 4)
The error correction code control apparatus according to appendix 3, wherein the determined coding rate is realized by changing a ratio of the known pattern in input data of the encoder.
(Appendix 5)
The coding rate determining means has at least one threshold for the ratio of the known pattern, the first error rate is higher when the ratio of the known pattern is higher than the threshold, and the second is when the ratio is lower. The error correction code control apparatus according to appendix 3 or 4, wherein the coding rate is set with reference to the error rate.
(Appendix 6)
An error correction code control method in a data communication system in which the encoder of the transmission side communication device and the decoder of the reception side communication device are mounted with a predetermined error correction code,
Estimating a first error rate from a received codeword received from the transmitting communication device;
Using the first error rate and a second error rate estimated based on error correction when the decoder decodes the received codeword, and based on characteristics of the predetermined error correction code Determining a coding rate of the predetermined error correction code;
An error correction control method characterized by the above.
(Appendix 7)
When the first error rate exceeds at least one error rate threshold, the coding rate is changed to be low, and when the second error rate is less than or equal to the error rate threshold, the coding rate is changed to be high. The error correction code control method according to appendix 6, characterized in that:
(Appendix 8)
The error correction code control method according to appendix 6 or 7, characterized in that the first error rate is estimated using a known pattern shared in advance between the transmitting communication device and the receiving communication device. .
(Appendix 9)
9. The error correction code control method according to appendix 8, wherein the determined coding rate is realized by changing a ratio of the known pattern in input data of the encoder.
(Appendix 10)
At least one threshold for the ratio of the known pattern is provided, the first error rate is referred to when the ratio of the known pattern is higher than the threshold, and the second error rate is referred to when the ratio is lower. The error correction code control method according to appendix 8 or 9, characterized in that a conversion rate is set.
(Appendix 11)
A data communication system in which the encoder of the transmitter communicator and the decoder of the receiver communicator implement a predetermined error correction code,
The transmission-side communication device controls input data when encoding is performed based on an error rate of a communication path, and transmits a code word encoded by the encoder to the reception-side communication device,
The receiver communicator estimates a first error rate from a received codeword received from the transmitter communicator, and the first error rate and an error when the decoder decodes the received codeword Using the second error rate estimated based on correction, discriminating error rate information based on characteristics of the predetermined error correction code, notifying the error rate information to the transmitting side communication device,
Determining a coding rate of the predetermined error correction code in the transmission side communication device and the reception side communication device based on the error rate information;
A data communication system.
(Appendix 12)
When the first error rate exceeds at least one error rate threshold, the coding rate is changed to be low, and when the second error rate is less than or equal to the error rate threshold, the coding rate is changed to be high. The data communication system as set forth in appendix 11, wherein:
(Appendix 13)
13. The data communication system according to appendix 11 or 12, wherein the first error rate is estimated using a known pattern shared in advance between the transmitting communication apparatus and the receiving communication apparatus.
(Appendix 14)
14. The data communication system according to appendix 13, wherein the determined coding rate is realized by changing a ratio of the known pattern in input data of the encoder.
(Appendix 15)
At least one threshold for the ratio of the known pattern is provided, the first error rate is referred to when the ratio of the known pattern is higher than the threshold, and the second error rate is referred to when the ratio is lower. 15. The data communication system according to appendix 13 or 14, wherein a conversion rate is set.
(Appendix 16)
The transmission side communication device is a station side communication device, the reception side communication device is a subscriber side communication device, executes a Discovery process in a state where the coding rate is set low, and sets the first error rate. 16. The data communication system according to any one of appendix 11-15, wherein the coding rate is determined by calculation, and communication is performed by setting the determined coding rate after completion of the Discovery process.
(Appendix 17)
The transmission side communication device is a station side communication device, the reception side communication device is a subscriber side communication device, executes a Discovery process in a state where the coding rate is set low, and sets the first error rate. Any one of appendices 11-15, wherein the coding rate is determined by calculation, and after completion of the Discovery process, the determined coding rate is set, and a communication band is allocated according to the determined coding rate. A data communication system according to claim 1.
(Appendix 18)
An error correction code control method in a communication system in which a transmission side communication device and a reception side communication device are connected via a communication path,
The transmitting communication device is
Control input data when encoding based on the error rate of the communication channel, encode the input data by an encoder equipped with a predetermined error correction code, and then transmit the code word to the receiving side communication To the machine,
The receiving side communication device is
A decoder that implements a predetermined error correction code performs decoding of a received word sent from the transmitting communication device,
By means of a plurality of error rate estimation means, the error rate of the received word before decoding in the decoder, or the notification after decoding, or both data is calculated,
The coding rate determining means determines the coding rate in the predetermined error correction code based on the plurality of error rates estimated by the plurality of error rate estimating means, and determines the coding determined by the encoder and the decoder. Rate rate,
And an error correction code control method.

本発明は、通信路特性の変動や差が大きく、広い誤り率範囲に対応した誤り率訂正符号が必要となるデータ通信システムに利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a data communication system in which error rate correction codes corresponding to a wide error rate range are required because of large fluctuations and differences in channel characteristics.

11、61 送信器
12、621、622、623、82 通信路
13、63、64 受信器
111、131、611、631、641 MACブロック
112、132、22、612、632、642、811、831、841 誤り訂正符号制御器
113、25、613 符号器
114、614 送信IF
133、633、634 復号器
134、634、644 受信IF
135、635、645 誤り率判別器
136、636、646 固定パタン誤り率計算器
21 メモリ
23 切替判断部
24 ダミービット挿入部
624 スイッチ
81、1103 局側装置
83、84、1101 加入者装置
812、832、842 符号器/復号器
813、833、843 通信IF
814 誤り率推定部
815 誤り率情報/モニタ方法記憶部
11, 61 Transmitter 12, 621, 622, 623, 82 Communication path 13, 63, 64 Receiver 111, 131, 611, 631, 641 MAC block 112, 132, 22, 612, 632, 642, 811, 831, 841 Error correction code controller 113, 25, 613 Encoder 114, 614 Transmission IF
133, 633, 634 Decoder 134, 634, 644 Reception IF
135, 635, 645 Error rate discriminator 136, 636, 646 Fixed pattern error rate calculator 21 Memory 23 Switching judgment unit 24 Dummy bit insertion unit 624 Switch 81, 1103 Station side devices 83, 84, 1101 Subscriber devices 812, 832 842 Encoder / decoder 813, 833, 843 Communication IF
814 Error rate estimation unit 815 Error rate information / monitor method storage unit

Claims (7)

送信側通信機の符号器と受信側通信機の復号器とが所定の誤り訂正符号を実装しているデータ通信システムにおける誤り訂正符号制御装置であって、
前記送信側通信機から受信した受信符号語から、前記送信側通信機と前記受信側通信機の間で予め共有している既知パタンを用いて第1の誤り率を推定する誤り率推定手段と、
前記第1の誤り率と、前記受信符号語を前記復号器が復号する際の誤り訂正に基づいて推定された第2の誤り率と、を用い、前記符号器の入力データにおける前記既知パタンの割合が少なくとも一つの閾値より高い場合には前記第1の誤り率を、低い場合には前記第2の誤り率を参照して、前記所定誤り訂正符号の符号化率を決定する符号化率決定手段と、
を有することを特徴とする誤り訂正制御装置。
An error correction code control apparatus in a data communication system in which a predetermined error correction code is implemented in an encoder of a transmission side communication device and a decoder of a reception side communication device,
An error rate estimating means for estimating a first error rate from a received codeword received from the transmitting communication device using a known pattern shared in advance between the transmitting communication device and the receiving communication device; ,
Using the first error rate and a second error rate estimated based on error correction when the decoder decodes the received codeword, the known pattern of the input data of the encoder A coding rate determination for determining a coding rate of the predetermined error correction code with reference to the first error rate when the ratio is higher than at least one threshold and with reference to the second error rate when the rate is low Means,
An error correction control device comprising:
前記符号化率決定手段は、少なくとも1つの誤り率閾値を有し、前記第1の誤り率が前記誤り率閾値を超えた場合には前記符号化率を低く変更し、前記第2の誤り率が前記誤り率閾値以下になれば前記符号化率を高く変更する、ことを特徴とする請求項1に記載の誤り訂正符号制御装置。   The coding rate determining means has at least one error rate threshold, and when the first error rate exceeds the error rate threshold, the coding rate is changed to be low, and the second error rate is set. 2. The error correction code control apparatus according to claim 1, wherein the coding rate is changed to be higher when the error rate becomes equal to or less than the error rate threshold. 前記符号器の入力データにおける前記既知パタンの割合を変更することによって前記決定された符号化率を実現することを特徴とする請求項1または2に記載の誤り訂正符号制御装置。 The error correction code control device according to claim 1 or 2 , wherein the determined coding rate is realized by changing a ratio of the known pattern in input data of the encoder. 送信側通信機の符号器と受信側通信機の復号器とが所定の誤り訂正符号を実装しているデータ通信システムにおける誤り訂正符号制御方法であって、
前記送信側通信機から受信した受信符号語から、前記送信側通信機と前記受信側通信機の間で予め共有している既知パタンを用いて第1の誤り率を推定し、
前記第1の誤り率と、前記受信符号語を前記復号器が復号する際の誤り訂正に基づいて推定された第2の誤り率と、を用い、前記符号器の入力データにおける前記既知パタンの割合が少なくとも一つの閾値より高い場合には前記第1の誤り率を、低い場合には前記第2の誤り率を参照して、前記所定誤り訂正符号の符号化率を決定する、
ことを特徴とする誤り訂正制御方法。
An error correction code control method in a data communication system in which the encoder of the transmission side communication device and the decoder of the reception side communication device are mounted with a predetermined error correction code,
From the received codeword received from the transmitting communication device, a first error rate is estimated using a known pattern shared in advance between the transmitting communication device and the receiving communication device ,
Using the first error rate and a second error rate estimated based on error correction when the decoder decodes the received codeword, the known pattern of the input data of the encoder Determining a coding rate of the predetermined error correction code by referring to the first error rate when the ratio is higher than at least one threshold and referring to the second error rate when the rate is low ;
An error correction control method characterized by the above.
前記第1の誤り率が少なくとも1つの誤り率閾値を超えた場合には前記符号化率を低く変更し、前記第2の誤り率が前記誤り率閾値以下になれば前記符号化率を高く変更する、ことを特徴とする請求項に記載の誤り訂正符号制御方法。 When the first error rate exceeds at least one error rate threshold, the coding rate is changed to be low, and when the second error rate is less than or equal to the error rate threshold, the coding rate is changed to be high. The error correction code control method according to claim 4 , wherein: 送信側通信機の符号器と受信側通信機の復号器とが所定の誤り訂正符号を実装しているデータ通信システムであって、
前記送信側通信機が、通信路の誤り率に基づいて符号化を行う際の入力データを制御し、前記符号器により符号化された符号語を前記受信側通信機へ送信し、
前記受信側通信機が、前記送信側通信機から受信した受信符号語から、前記送信側通信機と前記受信側通信機の間で予め共有している既知パタンを用いて第1の誤り率を推定し、前記第1の誤り率と、前記受信符号語を前記復号器が復号する際の誤り訂正に基づいて推定された第2の誤り率と、を用い、前記符号器の入力データにおける前記既知パタンの割合が少なくとも一つの閾値より高い場合には前記第1の誤り率を、低い場合には前記第2の誤り率を参照して、誤り率情報を判別し、前記誤り率情報を前記送信側通信機へ通知し、
前記誤り率情報に基づいて前記送信側通信機および前記受信側通信機における前記所定誤り訂正符号の符号化率を決定する、
ことを特徴とするデータ通信システム。
A data communication system in which the encoder of the transmitter communicator and the decoder of the receiver communicator implement a predetermined error correction code,
The transmission-side communication device controls input data when encoding is performed based on an error rate of a communication path, and transmits a code word encoded by the encoder to the reception-side communication device,
The reception side communication device uses the received codeword received from the transmission side communication device to obtain a first error rate using a known pattern shared in advance between the transmission side communication device and the reception side communication device. And using the first error rate and a second error rate estimated based on error correction when the decoder decodes the received codeword, the input data of the encoder When the ratio of the known pattern is higher than at least one threshold, the error rate information is determined by referring to the first error rate, and when it is lower, the error rate information is determined. Notify the sending communication device,
Determining a coding rate of the predetermined error correction code in the transmission side communication device and the reception side communication device based on the error rate information;
A data communication system.
前記第1の誤り率が少なくとも1つの誤り率閾値を超えた場合には前記符号化率を低く変更し、前記第2の誤り率が前記誤り率閾値以下になれば前記符号化率を高く変更する、ことを特徴とする請求項に記載データ通信システム。 When the first error rate exceeds at least one error rate threshold, the coding rate is changed to be low, and when the second error rate is less than or equal to the error rate threshold, the coding rate is changed to be high. The data communication system according to claim 6 .
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