JP2007228487A - エラー訂正方法、通信システム、送信装置及び受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】再送を行う頻度を低減することが可能なパケット通信エラーを訂正することができるエラー訂正方法を提供する。
【解決手段】送信するべきデータパケットのエラーを訂正するための３以上の奇数個の訂正パケットを生成するステップと、データパケットとともに３以上の奇数個の訂正パケットを分散して送信するステップと、送信されたデータパケットと３以上の奇数個の訂正パケットを受信するステップと、受信された３以上の奇数個の訂正パケットに基づいて、受信したデータパケットのエラー訂正を行うステップとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、再送を行う頻度を低減することが可能なパケット通信エラーを訂正するエラー訂正方法、通信システム、送信装置及び受信装置に関する。

従来から、送信すべき情報に対し誤り訂正符号化処理を施して伝送する方法において、送信側で、送信すべき情報に対して、所望の誤り訂正能力に対応する個数の送信側シンドローム値を、該個数分のそれぞれ異なる一次式を用いて生成し、送信側から受信側へ、送信すべき情報を含む少なくとも一つの情報パケットと、生成された送信側シンドローム値を誤り訂正符号の冗長部分として含む少なくとも一つの冗長パケットとを送信する通信システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１３６２２０号公報

しかしながら、特許文献１に示す通信システムにあっては、所望の誤り訂正能力に対応する個数の送信側シンドローム値を、該個数分のそれぞれ異なる一次式を用いて生成しなければならないため、冗長データの生成処理及び管理処理が複雑になるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、再送を行う頻度を低減することが可能なパケット通信エラーを簡単な構成によって訂正することができるエラー訂正方法、通信システム、送信装置及び受信装置を提供することを目的とする。

本発明は、送信するべきデータパケットのエラーを訂正するための３以上の奇数個の訂正パケットを生成するステップと、前記データパケットとともに前記３以上の奇数個の訂正パケットを分散して送信するステップと、送信された前記データパケットと前記３以上の奇数個の訂正パケットを受信するステップと、受信された前記３以上の奇数個の訂正パケットに基づいて、受信した前記データパケットのエラー訂正を行うステップとを有することを特徴とする。

本発明は、前記３以上の奇数個の訂正パケットは、複数のデータパケットから生成された訂正符号を含むパケットであることを特徴とする。

本発明は、前記エラー訂正を行うステップは、前記３以上の奇数個の訂正パケットを構成するビット毎の多数決処理によって得られる訂正ビット列に基づいて、受信した前記データパケットのエラー訂正を行うことを特徴とする。

本発明は、前記３以上の奇数個の訂正パケットは、同一の識別情報をヘッダ情報として有することを特徴とする。

本発明は、送信するべきデータパケットを生成するパケット生成手段と、前記パケット生成手段により生成されたデータパケットを訂正するための３以上の奇数個の訂正パケットを生成する訂正パケット生成手段と、前記データパケットとともに前記３以上の奇数個の訂正パケットを分散して送信する送信手段と、前記送信手段から送信された前記データパケットと前記３以上の奇数個の訂正パケットを受信する受信手段と、受信された前記３以上の奇数個の訂正パケットに基づいて、受信した前記データパケットのエラー訂正を行うエラー訂正手段とを備えたことを特徴とする。

本発明は、送信するべきデータパケットを生成するパケット生成手段と、前記パケット生成手段により生成されたデータパケットを訂正するための３以上の奇数個の訂正パケットを生成する訂正パケット生成手段と、前記データパケットとともに前記３以上の奇数個の訂正パケットを分散して送信する送信手段とを備えたことを特徴とする送。

本発明は、送信されたデータパケットと３以上の奇数個の訂正パケットを受信する受信手段と、受信された前記３以上の奇数個の訂正パケットに基づいて、受信した前記データパケットのエラー訂正を行うエラー訂正手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、送信側において、送信するべきデータパケットのエラーを訂正するための３以上の奇数個の訂正パケットを生成して、送信するべきデータパケットと、３以上の奇数個の訂正パケットを送信し、受信側において、受信した３以上の奇数個の訂正パケットを構成するビット毎の多数決処理によって得られる訂正ビット列に基づいて、受信したデータパケットのエラー訂正を行うようにしたため、再送を行うことなくパケットの通信エラーを簡単な構成によって訂正することができるという効果が得られる。また、３以上の奇数個の訂正パケットを分散して送信するようにして、訂正パケットにエラーが発生する可能性を低減させるようにしたため、受信した訂正パケットから得られる訂正ビット列を確実に復元することができる。このため、受信したデータパケットのエラー訂正を確実に行うことが可能となる。

以下、本発明の一実施形態による通信システム及びエラー訂正方法を図面を参照して説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号１は、送信するべきデータを送信する送信装置である。符号２は、送信装置１が送信したデータを受信する受信装置である。ここでは、送信装置１と受信装置２との間は無線通信を確立して情報通信を行うものとして説明する。符号１１は、受信装置２へ送信するべきデータをバックボーンから受信して記憶する記憶部である。符号１２は、記憶部１１に記憶されているデータを読み出してパケットに変換するパケット生成部である。符号１３は、パケット生成部１２において生成されたデータパケットから、このデータパケットのエラーを訂正するための訂正ビット列からなる訂正パケットを生成する訂正パケット生成部である。符号１４は、パケット生成部１２において生成されたデータパケットと、訂正パケット生成部１３において生成された訂正パケットを受信装置２に対して送信する送信部である。

符号２１は、送信装置１が送信したデータパケットと訂正パケットを受信する受信部である。符号２２は、受信部２１において受信したパケットを一時記憶する受信バッファである。符号２３は、受信バッファ２２から訂正パケットのみを抽出する訂正パケット抽出部である。符号２４は、訂正パケット抽出部２３において抽出された３以上の奇数個の訂正パケットの多数決処理により訂正パケットを復元することにより訂正ビット列を得る多数決処理部である。符号２５は、正常に受信することができたデータパケットと、多数決処理部２４において得られた訂正ビット列とにより、エラーパケットを訂正するエラー訂正部である。符号２６は、正常に受信することができたデータパケット及びエラー訂正されたデータパケットを記憶する記憶部である。

次に、図２、図４を参照して、図１に示す送信装置１が、送信するべきデータを受信装置２に対して送信する動作を説明する。まず、パケット生成部１２は、送信するべきデータを記憶部１１から読み出す（ステップＳ１）。そして、パケット生成部１２は、読み出したデータをパケットに変換することにより送信するべきデータパケットを生成する（ステップＳ２）。ここでは、読み出したデータをパケットに変換することにより得られるパケット数が８であるものとして説明する。ここで生成されるデータパケットＰ１〜Ｐ８の各々には、エラー検出の冗長ビットが付加される。これにより、図４に示す送信時のデータパケットＰ１〜Ｐ８が生成されたことになる。ここでは、説明を簡単にするために、１つのデータパケットのデータ部分が６ビットで構成されているものとして説明する。

次に、送信するべきデータパケットが生成されると、訂正パケット生成部１３は、生成されたデータパケットから訂正パケットＴＰ１を生成する（ステップＳ３）。この訂正パケットＴＰ１は、８つのデータパケット各々の同一ビット位置のビットを並べて得られるビット列に含まれる「１」の数を示すパリティビット（「１」の数が偶数であれば「０」、「１」の数が奇数であれば「１」で示すパリティビット）から構成する。データパケットのデータ部分が６ビットで構成するため、訂正パケットは、６つのパリティビットから構成されることになる。そして、訂正パケット生成部１３は、生成した訂正パケットを複製することにより３つの同一訂正パケットＴＰ１−１、ＴＰ１−２、ＴＰ１−３を生成する。この３つの訂正パケットＴＰ１−１、ＴＰ１−２、ＴＰ１−３は、パケットのヘッダ情報として同一の識別情報を有している。ここでは、訂正パケットを複製する数を３つとしたが、訂正パケットの複製は、元になる訂正パケットと複製した訂正パケットとの合計数が多数決処理が行えるように３以上の奇数個になるように複製を行えばよい。

次に、送信部１４は、パケット生成部１２において生成された８つのデータパケットＰ１〜Ｐ８と、訂正パケット生成部１３において生成された３つの同一訂正パケットＴＰ１−１、ＴＰ１−２、ＴＰ１−３を受信装置２に対して送信する（ステップＳ４）。このとき、送信部１４は、３つの訂正パケットＴＰ１−１、ＴＰ１−２、ＴＰ１−３が分散するようにパケット送信を行う。すなわち、図４に示す例では、初めに訂正パケットＴＰ１−１を送信し、以下順に、データパケットＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、訂正パケットＴＰ−２、データパケットＰ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８とを送信し、最後に訂正パケットＴＰ−３を送信するようにする。これにより、訂正パケットＴＰ１−１、ＴＰ１−２、ＴＰ１−３が分散して送受信されることになるためにエラーが発生する可能性を低減することができ、受信装置２に対して確実に３つの訂正パケットＴＰ１−１、ＴＰ１−２、ＴＰ１−３を送信することができる。

次に、図３、図４を参照して、図１に示す送信装置１が送信したパケットを受信装置２が受信する動作を説明する。まず、受信部２１は、送信装置１からパケットを受信すると、受信したパケットを受信バッファ２２に保持する（ステップＳ１１）。エラー訂正部２５は、受信するべきデータパケット（送信装置１が送信した送信するべきデータパケット）を全て受信したか否かを判定し（ステップＳ１２）、受信するべきデータパケットを全て受信するまで待機する。パケットをロスした場合は、全て受信することはできないため、ここでいう全て受信するまで待機するとは、全て受信するまでの間だけ待機することと初めのデータパケットを受信してからタイムアウトが発生するまでの間だけ待機することのいずれか一方のことである。例えば、タイムアウトが発生し、データパケットＰ５がロスしたとすると、受信バッファ２２には、データパケットＰ５を除く、データパケットＰ１〜Ｐ４、Ｐ６〜Ｐ８が保持されていることになる。

一方、訂正パケット抽出部２３は、受信バッファ２２に保持されているパケットの中に訂正パケットが含まれているか否かを判定し（ステップＳ１３）、訂正パケットが含まれていれば、この訂正パケットを受信バッファ２２から抽出して内部に保持する（ステップＳ１４）。送信装置１から送信される訂正パケットは分散して送信されるため、受信装置２において受信される訂正パケットにエラーが発生する可能性を低減することができる。そして、同一の識別情報をヘッダ情報として有している訂正パケットが３以上の奇数個抽出された時点で、訂正パケット抽出部２３は、抽出した３つの訂正パケットＴＰ１−１、ＴＰ１−２、ＴＰ１−３を多数決処理部２４へ出力する。

次に、エラー訂正部２５は、タイムアウトが発生するか、または受信するべきデータパケットを全て受信した場合、各データパケットのエラーが発生したか否かを判定する（ステップＳ１５）。タイムアウトが発生した場合は、パケットロスが発生し、受信できなかったデータパケットが存在するためエラー発生したものとする。また、全てのデータパケットＰ１〜Ｐ８を受信できた場合でも、各データパケットに付加されている冗長ビットを参照して、エラー検出を行うことによりエラーが発生したか否かを判定する。

この判定の結果、エラーが発生していなければエラー訂正部２５は、受信バッファ２２に保持されているデータパケットＰ１〜Ｐ８を連結することにより、受信するべきデータを復元して、記憶部２６へ格納する。

一方、エラーが発生した場合、エラー訂正部２５は、多数決処理部２４に対して、訂正ビット列の取得を要求する。これを受けて、多数決処理部２４は、訂正パケット抽出部２３から出力された３つの訂正パケットＴＰ１−１、ＴＰ１−２、ＴＰ１−３から各ビット毎の多数決処理を行い、訂正パケットＴＰ１を復元することにより、訂正ビット列を得る。ここでいう多数決処理とは、３つの訂正パケットの同一ビットの値の数が２または３であるものの値とするものである。例えば、同一位置の３つのビットが、「０」、「０」、「１」であった場合、この位置のビットの値は「０」となる。そして、多数決処理部２４は、訂正パケットＴＰ１を復元することにより得られる訂正ビット列をエラー訂正部２５に対して出力する。

これを受けて、エラー訂正部２５は、多数決処理部２４から出力された訂正ビット列（送信時にデータパケットから生成されたパリティビット列であり、訂正パケットＴＰ１に含まれる訂正ビット列に相当する）と正常に受信することができたデータパケットＰ１〜Ｐ４、Ｐ６〜Ｐ８とからロスしたデータパケットのエラー訂正を行うことによりデータパケットＰ５を復元する（ステップＳ１７）。８つのデータパケットを受信でき、いずれかのデータパケットにエラーが検出された場合も同様の処理によってエラー訂正を行う。

次に、エラー訂正部２５は、エラー訂正が行われ、受信バッファ２２に保持されているデータパケットＰ１〜Ｐ８を連結することにより、受信するべきデータを復元して、記憶部２６へ格納する。

このように、送信装置１において、送信するべきデータパケットのエラーを訂正するための３つの訂正パケットを生成して、送信するべきデータパケットと、３つの訂正パケットを送信し、受信装置２において、受信した３つの訂正パケットを構成するビット毎の多数決処理によって得られる訂正ビット列に基づいて、受信したデータパケットのエラー訂正を行うようにしたため、再送を行うことなくパケットの通信エラーを簡単な構成によって訂正することができる。特に再送を行う必要がなく、受信装置側のみでエラー訂正を行うことが可能であるため、リアルタイム性を必要とする通信において有効である。

なお、図１における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりエラー訂正処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。 図１に示す送信装置１の動作を示すフローチャートである。 図１に示す受信装置２の動作を示すフローチャートである。 図１に示す通信システムの動作を示す説明図である。

符号の説明

１・・・送信装置、１１・・・記憶部、１２・・・パケット生成部、１３・・・訂正パケット生成部、１４・・・送信部、２・・・受信装置、２１・・・受信部、２２・・・受信バッファ、２３・・・訂正パケット抽出部、２４・・・多数決処理部、２５・・・エラー訂正部、２６・・・記憶部

Claims (7)

1. 送信するべきデータパケットのエラーを訂正するための３以上の奇数個の訂正パケットを生成するステップと、
   前記データパケットとともに前記３以上の奇数個の訂正パケットを分散して送信するステップと、
   送信された前記データパケットと前記３以上の奇数個の訂正パケットを受信するステップと、
   受信された前記３以上の奇数個の訂正パケットに基づいて、受信した前記データパケットのエラー訂正を行うステップと
   を有することを特徴とするエラー訂正方法。
2. 前記３以上の奇数個の訂正パケットは、複数のデータパケットから生成された訂正符号を含むパケットであることを特徴とする請求項１に記載のエラー訂正方法。
3. 前記エラー訂正を行うステップは、
   前記３以上の奇数個の訂正パケットを構成するビット毎の多数決処理によって得られる訂正ビット列に基づいて、受信した前記データパケットのエラー訂正を行うことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のエラー訂正方法。
4. 前記３以上の奇数個の訂正パケットは、同一の識別情報をヘッダ情報として有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のエラー訂正方法。
5. 送信するべきデータパケットを生成するパケット生成手段と、
   前記パケット生成手段により生成されたデータパケットを訂正するための３以上の奇数個の訂正パケットを生成する訂正パケット生成手段と、
   前記データパケットとともに前記３以上の奇数個の訂正パケットを分散して送信する送信手段と、
   前記送信手段から送信された前記データパケットと前記３以上の奇数個の訂正パケットを受信する受信手段と、
   受信された前記３以上の奇数個の訂正パケットに基づいて、受信した前記データパケットのエラー訂正を行うエラー訂正手段と
   を備えたことを特徴とする通信システム。
6. 送信するべきデータパケットを生成するパケット生成手段と、
   前記パケット生成手段により生成されたデータパケットを訂正するための３以上の奇数個の訂正パケットを生成する訂正パケット生成手段と、
   前記データパケットとともに前記３以上の奇数個の訂正パケットを分散して送信する送信手段と
   を備えたことを特徴とする送信装置。
7. 送信されたデータパケットと３以上の奇数個の訂正パケットを受信する受信手段と、
   受信された前記３以上の奇数個の訂正パケットに基づいて、受信した前記データパケットのエラー訂正を行うエラー訂正手段と
   を備えたことを特徴とする受信装置。
   

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