JP2547005B2 - 誤り訂正方法 - Google Patents

誤り訂正方法

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JP2547005B2
JP2547005B2 JP62033479A JP3347987A JP2547005B2 JP 2547005 B2 JP2547005 B2 JP 2547005B2 JP 62033479 A JP62033479 A JP 62033479A JP 3347987 A JP3347987 A JP 3347987A JP 2547005 B2 JP2547005 B2 JP 2547005B2
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修 加藤
薫 岩国
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Matsushita Communication Industrial Co Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光ディスク等記憶装置やディジタル通信等
に使用される誤り訂正符号の誤り訂正方法に関する。
(従来の技術) 誤り訂正符号は、その符号語の構成法によりある整数
をtとして、t重誤りまでは必ず正しく訂正できる。し
かし、訂正に必要とされる計算量はt2に比例するため、
誤り訂正数tが大きくなるとその訂正処理を汎用マイコ
ンなどで行う時間は長くなり、実時間訂正はできなくな
る。訂正が実時間内に処理できるように処理時間の短縮
化を図るために、専用プロセッサが開発され、これを使
用することも考えられるが、その場合にはtが大きくな
ると専用プロセッサの回路規模が非常に大きくなり、コ
スト高,消費パワーの増大につながる。また、専用プロ
セッサが開発されたとしても、tがさらに大きくなると
専用プロセッサを用いたとしても、実用時間訂正は困難
になる。
そのため、従来の第3図に示すようなt重誤り訂正処
理は、汎用マイコンを用いたプログラムによる計算で行
う方法があった。また、第4図に示すようなt′<tな
るt′重誤り訂正処理用の専用プロセッサを開発し、ま
ずt′重誤り訂正処理を実時間で行い、その後、この処
理でt′+1重以上の誤りであることがわかった場合に
は、訂正はせずに汎用マイコンによるt重誤り訂正処理
に移行し、これを非実時間で行う誤り訂正方法があっ
た。
第3図に示す方法では、t重誤り訂正処理を行うた
め、t重以下の誤りは必ず訂正できる利点がある。しか
し、t+1重以上の誤りは誤訂正されるか、あるいは何
らかの方法でt+1重以上の誤りであることを検出して
訂正を中止するかのいずれかである。これら全ての処理
は汎用マイコンを用いているため、誤り個数Kが0〜3
くらいの場合は実時間訂正が行える可能性があるが、そ
れ以上の誤り数に対しては、現状のマイコンの能力では
実時間訂正は無理であった。
第4図の方法では、まず専用プロセッサによるt′重
誤り訂正処理が行われるため、t′重以下の誤りは実時
間で必ず正しく訂正できる。t′は専用プロセッサのコ
ストとの関係もあるが、t′=3〜6くらいが可能と考
えられる。
光ディスクにおいては、第5図に示すように、符号語
に含まれるエラーシンボル数対その発生確率の特性は、
エラーシンボル数が多くなるとその発生確率は指数関数
的に減少するため、t′を3または4くらいに設定すれ
ば、ほとんどの符号語はt′重以下の誤り個数であるた
め、実時間で訂正されることになる。このため、t′重
以下の誤りに対してのみ実時間訂正を行うことによって
も、ほとんど実時間訂正が行われることになる。
t′+1重以上の誤りは、誤訂正されるか、あるいは
何らかの方法でt′+1重以上の誤りであることを検出
して訂正を中止するかのいずれかである。
訂正中止になった場合には、汎用マイコンによるt重
誤り訂正処理が行われる。そしてt′+1以上t重以下
の誤りは、この処理において正しく訂正される。t+1
重以上の誤りは、t重誤り訂正処理においても誤訂正さ
れるか、あるいは何らかの方法でt+1重以上の誤りで
あることを検出して訂正を中止するかのいずれかとなる
が、いずれにしてもこの場合は、訂正不能処理が行われ
る。しかし、これはもともと誤り訂正符号がt重までし
か訂正できないのであるからやむを得ない。問題なの
は、t′重誤り訂正処理において、t′+1以上t重以
下の誤りが誤訂正となった場合である。この場合は、誤
訂正はそのままとなる。この場合、例えば光ディスク装
置の書込み・照合(WRITE AND VERIFY)時には、その符
号語を含むセクタはCRC(cyclic redundancy check)で
誤訂正があったことが検出され使用不能となり、別のセ
クタに再度書込み・照合が行われることになる。また、
光ディスク装置の再生時にCRCで誤訂正があったことが
検出された場合には、そのセクタのデータは再生不可能
となってしまう。
第6図に、光ディスク装置の記録媒体への記録単位で
あるセクタのフォーマットの例を示す。媒体上への記録
順序は、左右D0から下へ行き、D9の次は次の列の最上位
であるD10という順番である。P0.0〜P9.15は誤り訂正
(ECC)用の検査シンボルであり、それぞれの行の16個
のECC検査シンボルは、同じ行の104個の情報シンボル
(D0〜D1023の他にCTL0〜CTL11およびCRC0〜CRC3を含
む)より一意的に決定される。
CTL0〜CTL11は、セクタのアドレス等を記録するため
のコントロールデータである。
CRC0〜CRC3は、D0〜D1023およびCTL0〜CTL11の1036バ
イトに対して一意的に決定される4バイトであり、照合
時あるいは再生時にECC検査シンボルを用いて誤り訂正
を行った後のD0〜D1023,CTL0〜CTL11,CRC0〜CRC3のいず
れかに誤りがある場合に、それを検出することを可能に
するものである。
このように、第4図の方法では、t′重以下の誤りは
実時間訂正できるという利点があるが、t′+1重以上
t重以下の誤りがt′重誤り訂正処理において誤訂正さ
れ、その符号語を含むセクタが使用不能となるという欠
点がある。この誤訂正される確率は、t′+1重以上t
重以下の誤りがt′+1重以上の誤りであることが検出
されない確率に等しい。t′+1重以上t重以下の誤り
に対する2t′個のシンドロームが、あるt′重以下の誤
りに対する2t′個のシンドロームと一致してしまう確率
Pは0でなく、このPの場合に対しては、どのような検
出手段を用いてもt′+1重以上の誤りであることは検
出できない。したがって、誤訂正される確率は、上記確
率Pが下限となる。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、従来の第3図に示されたような誤り訂
正方法では、汎用マイコンによる訂正処理であるため、
最高3くらいの誤り数までしか実時間訂正ができないと
いう問題があった。
また、専用プロセッサの規模を大きくして、tが大き
くなっても実時間の誤り訂正ができるようにするために
は、コスト高,消費パワーの増大などの問題があった。
さらに、第4図に示されたような誤り訂正方法では、
t′+1重以上t重以下の誤り数に対して誤り訂正する
確率が最小でも、P(t′+1重以上t重以下の誤りに
対する2t′個のシンドロームが、あるt′重以下の誤り
に対する2t′個のシンドロームと一致する確率)は存在
してしまうという問題があった。
本発明は、このような従来の問題を解決するものであ
り、専用プロセッサの規模が比較的小さくても、実時間
の誤り訂正処理が多くできる優れた誤り訂正方法を提供
することを目的とするものである。
また、本発明は、t′重以下の誤りは実時間訂正を行
い、かつt′+1重以上t重以下の誤りに対して誤訂正
する確率をPよりもさらに小さくできる優れた誤り訂正
方法を提供することを目的とするものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記目的を達成するために、t重誤り訂正
符号の復号において、tより小さな正整数をt′とし、
符号語に含まれる誤り個数Kとt′の大小を比較して、
誤り個数によって復号方式を場合分けした後、K≦t′
ならばt′重誤り訂正処理を実時間で行い、K≧t′+
1ならばt重誤り訂正処理を非実時間で行うものであ
る。
(作 用) 本発明は、上記のような構成により次のような効果を
有する。すなわち、誤り個数KがK=t′の場合はt′
重誤り訂正処理が行われるので、t′重以下の誤りは実
時間で正しく訂正できる。また、t′+1重以上t重以
下の誤りは、誤り個数判定処理において確率ほぼ1(1
−Qとおく。QがK≧t′+1にもかかわらずK≦t′
と判定してしまう確率)で、K≧t′+1と判定され、
t重誤り訂正処理が行われ、正しく訂正される。t′+
1重以上t重以下の誤りが、誤り個数判定処理でK≦
t′と判定される確率Qの現象に対しては、t′重誤り
訂正処理が行われ、P以上(Pはt′+1重以上t重以
下の誤りに対する2t′個のシンドロームが、あるt′重
以下の誤りに対する2t′個のシンドロームと一致する確
率)の確率で誤訂正となるが、それ以外の場合は、t′
重誤り訂正処理に設けたt′+1重以上の誤りを検出す
る手段により、t′+1重以上の誤りであることが検出
され、訂正中止となり、t重誤り訂正処理に移行し、そ
こで正しく訂正される。
実施例で述べるように、誤り個数判定方法は、t′重
誤り訂正処理で用いられる2t′個のシンドローム以外の
シンドロームを少なくとも1つは用いるため、この判定
でK≧t′+1にもかかわらずK≦t′と判定してしま
う確率Qと、t′重誤り訂正処理でt′+1重以上の誤
りであることが検出できない確率の下限Pとは独立事象
である。
したがって、本発明のように誤り個数判定を先に行
い、その判定結果により誤り訂正処理方式を分ける方法
によれば、t′+1重以上t重以下の誤りが誤訂正とな
る確率は最小Q×Pとなり、非常に低い値に抑えること
ができる。
(実施例) 第1図は、本発明による誤り訂正方法の処理のフロー
を示すものである。
まず、2t個のシンドロームを算出する。次に、2t′+
1個のシンドロームから成る第2図に示すような行列式
の値を計算し、その値が0ならばK≦t′、0でなけれ
ばK≧t′+1と判定する。行列式は、1つでなく複数
個選んで判定に用いてもよい。その場合、すべての行列
式が0ならばK≦t′、1つでも0でなければK≧t′
+1と判定する(同日出願の「誤り判定方法」参照)。
1つの行列式を用いた判定方法では、K≧t′+1にも
かかわらずK≦t′と判定してしまう確率Qは約1/25
5、2つの行列式を用いた判定方法では、Qは約1/2552
である〔GF(28)上のRS符号の場合〕。誤り個数Kの判
定処理でK≦t′と判定された場合はt′重誤り訂正処
理を、K≧t′+1と判定された場合はt重誤り訂正処
理をそれぞれ行う。
K≦t′の場合は、必ずt′重誤り訂正処理が行わ
れ、正しく訂正される。
t′+1≦K≦tの場合は、確率1−Qでt′重誤り
訂正処理が行われ、正しく訂正されるが、確率Qでt′
重誤り訂正処理が行われ、そのうち確率Pで誤訂正、確
率1−Pでt′+1重以上の誤りであることが検出され
訂正中止となり、t重誤り訂正処理に移行し、ここで正
しく訂正される。
K≧t+1の場合は、確率1−Qでt重誤り訂正処理
が行われ、そのうち確率P′(P′はt+1重以上の誤
りに対する2t個のシンドロームが、あるt重以下の誤り
に対する2t個のシンドロームと一致する確率)で誤訂
正、確率1−P′でt+1重以上の誤りであることが検
出されて訂正中止となる。また、確率Qでt′重誤り訂
正処理が行われ、そのうち確率Pで誤訂正、確率1−P
でt′+1重以上の誤りであることが検出され訂正中止
となり、t重誤り訂正処理に移行するが、その後は最初
からt重誤り訂正を行った場合と同様に、誤訂正または
訂正中止となる。
t重誤りで訂正中止となった場合、または誤訂正が行
われてCRC(cyclic redundancy check)で誤訂正があっ
たことが検出された場合は、光ディスクなどではセクタ
交替等の訂正不能処理が行われる。
このように、上記実施例では、t′重以下の誤りは実
時間訂正ができ、しかもt′+1以上t重以下の誤りに
対して最終的に誤訂正を行う確率は、最小Q×Pまで低
く抑えることができる。
なお、誤り数の判定処理(シンドロームを要素とした
行列式の計算)もt′重誤り訂正処理を行う専用プロセ
ッサを用いて行えば、判定処理用のハードウェアを別途
設ける必要がなくより良い。
なお、実際にRS(120,104,17)の符号(t=8)で、
t′=4に設定する方法において、t′重誤り訂正処理
用の専用プロセッサは、1つのICに実現可能な12,000〜
15,000ゲートで構成可能であり、最大訂正時間を要する
4重誤りに対してK≦4,K≦5の判定処理を含めて約400
ステップのプログラム数となり、専用プロセッサのクロ
ック周波数を4.5MHz程度にすれば、4重以下の誤りに対
しては実時間訂正が可能であることがわかった。
(発明の効果) 本発明は、上記実施例より明らかなように、t′重誤
り訂正処理あるいはt重誤り訂正処理を行う前に、符号
語に含まれる誤り個数Kとt′の大小を比較するので、
t′重誤り訂正処理に使用する専用プロセッサは比較的
小さくしてもt′重以下の誤りは実時間で訂正でき、さ
らに、誤り個数Kが正整数t′以下の場合には実時間処
理で復号処理し、誤り個数Kが正整数t′+1以上の場
合には非実時間処理により復号処理を行うように場合分
けをしたので、t′重以下のものに対しては実時間で処
理できる量を増やすことができるとともに、より短時間
に誤り訂正を行うことができ、さらに、t′+1重以上
に対してはt重以下のエラーまで精度良く誤り訂正を行
うことがことができる。
特にt′の値としては、コストとの関係もあるが、
t′=3〜6くらいが誤りの確率,経済性を考えると一
番有利である。
また、本発明は、訂正処理に入る前に誤り個数の判定
を行っているので、t′+1重以上t重以下の誤りが誤
訂正となる確率がQ(誤り個数判定処理においてK≧
t′+1にもかかわらずK≦t′と判定する確率)とP
(t′重誤り訂正処理においてK≧t′+1であること
が検出できない確率の下限値)の積となり、非常に低い
誤訂正確率が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による誤り訂正方法のフロー図、第2図
は誤り個数KのK≦t′かK≧t′+1かの判定方法の
一実施例を示す図、第3図は従来の誤り訂正方法の一実
施例を示す図、第4図は従来の誤り訂正方法の他の実施
例を示す図、第5図は符号語に含まれるエラーシンボル
数対その発生確率の概略図、第6図は光ディスク装置の
記録単位(セクタ)のフォーマットの例を示す図であ
る。 t……誤り訂正符号の最大訂正可能数、t′……tより
小さな正整数、CRC……セクタ内の誤り訂正後のデータ
が、記憶時のデータと等しい(正しいデータである)か
どうかを判定する手段、Sj……シンドローム(j=0,1,
2…2m−1)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−203015(JP,A) 特開 昭57−10560(JP,A) 特開 昭57−10561(JP,A) 特開 昭57−24143(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】t重誤り訂正符号の復号において、tより
    小さな正整数をt′とし、符号語に含まれる誤り個数K
    と前記正整数t′の大小を比較して、誤り個数によって
    復号方式を場合分けした後、K≦t′ならばt′重誤り
    訂正処理を実時間で行い、K≧t′+1ならばt重誤り
    訂正処理を非実時間で行うことを特徴とする誤り訂正方
    法。
  2. 【請求項2】前記t′重誤り訂正処理は、専用プロセッ
    サで前記誤り個数Kと前記正整数t′の大小比較を行う
    ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の誤り
    訂正方法。
  3. 【請求項3】前記t′重誤り訂正処理において、訂正中
    止の場合は前記t重誤り訂正処理を行うことを特徴とす
    る特許請求の範囲第(1)項記載の誤り訂正方法。
JP62033479A 1987-02-18 1987-02-18 誤り訂正方法 Expired - Lifetime JP2547005B2 (ja)

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