JP2575506B2 - チエンサーチ回路 - Google Patents

チエンサーチ回路

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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明な、ディジタルデータ通信、ディジタル記憶装
置などに用いられるチエンサーチ回路に関する。
(従来の技術) ディジタルデータを扱うシステムにおいては、データ
の信頼性を高めるため、誤り訂正符号が広く用いられて
いる。誤り訂正符号には各種の符号があるが、ガロア体
上に構成される巡回符号は、BCH符号、リード・ソロモ
ン符号などの実用的な符号を含む広いクラスの符号であ
り、代数的手法によって比較的簡単に復号を行うことが
できるため、多くのシステムで用いられている。
一般にガロア体GF(2m)(mは正の整数)上の(n、
k)t重誤り訂正巡回符号の符号および復号化は次の手
順により行われる。
符号化手順 まず、mビットを1シンボルとし、情報をkシンボル
毎にブロック化する。これを情報シンボルCn-k,Cn-k+1,
…、Cn-1とすると検査シンボルは次式を満たすCo、C1,
…、Cn-k-1で与えられる。
Co+C1x+…+Cn-k-1xn-k-1 =(Cn-kxn-k+Cn-k-1xn-k-1+ …+Cn-1xn-1)mod G(x) ここで、G(x)はn−k次の生成多項式である。ま
た、情報シンボル及び検査シンボルを係数とする多項式
C(x) C(x)=Co+C1x+…+Cn-1xn-1を符号語多項式とい
う。
符号化器ではこの検査点を求めるために、通常、生成
多項式により決定されるフィードバック・シフトレジス
タを用いる。この場合、符号化器は符号語内のシンボル
の中で添字の大きい方から順に、すなわち、符号語多項
式の次式の大きい方の係数から順にCn-1、Cn-2、…、C0
を出力する。
復号化手順 第4図に一般に用いられる誤り訂正装置の概略的構成
図を示す。入力端子1は、符号語Cn-1、Cn-2、…、C0
対応して受信された受信信号rn-1、rn-2、…、r0を入力
する。受信信号は、シフトレジスタまたはRAMで構成さ
れるバッファ2に供給されて一定時間保持される。一
方、シンドローム計算回路3では受信信号からシンドロ
ームSを計算する。シンドロームSは、位置多項式計算
回路4に供給され、誤り位置多項式 σ(x)=σ+σ1x+…+σtxt の係数σ、σ、…、σが計算される。ここで、e
を受信信号中に発生した誤りの個数(1≦e≦t)と
し、Li(i=1、2、…、e、0≦Li≦n−1)を誤り
の発生した位置とすると、誤り位置多項式は、 となっている。チエンサーチ回路5では、σ(x)の根
αLiを求め、誤り位置Liを導出する。誤り数値計算回路
6では、誤り位置LiおよびシンドロームSから誤り位置
Liにおける誤りの大きさeLiを求める。誤り訂正回路7
では、バッファ2から受信信号を受取り、誤り位置Li
発生した大きさeLiの誤りを訂正し、復号結果Li を出力端子8から出力する。
従来のチエンサーチ回路では、誤り位置多項式の根を
求めるためにσ(x)にα、α、…、αn-1を順次
代入し、値が0になるか否かを判定することにより、σ
(x)の根を求める。
第5図は従来のチエンサーチ回路の構成図である。
同図に示すように、入力端子11、12、…、13から、各
々、σ、σ、…、σが入力される。スイッチ14、
15、…、16はこの時点ではa側に接続されていて、それ
以降はb側に接続される。入力されたσ、σ、…、
σは、夫々、一旦レジスタ17、レジスタ18、…、レジ
スタ19に保持された後、加算器23とフィードバック・ル
ープの各乗算器20、21、…、22に送られる。この時点を
時刻0とすると、時刻0での加算器23の出力は すなわち、σ(α)であるから、受信信号のr0に誤
りが生じている場合にはこの値が0となる。
一方、σ、σ、…、σはフィードバック・ルー
プの各乗算器20、21、…、22に送られ、各々、σα
(j=0、1、…、t)が求められる。これらの値は一
旦レジスタ17、18、…、19に保持された後、加算器23に
供給される。時刻1での加算器23の出力は となるので、受信信号のr1に誤りが生じている場合にこ
の値が0となる。同様に、時刻h(h=0、1、…、n
−1)における加算器23の出力は であるから、判定回路24ではこれが0であるか否かを判
定することにより、受信信号のrhに誤りが生じているか
否かを判定することができる。
第5図のチエンサーチ回路を用いた場合、受信語の添
字の小さい方からr0、r1、…の順に、誤り位置であるか
否かを調べることになる。一方、通信路からは添字の大
きい方から順に受信信号rn-1、rn-2、…が入力される。
誤り訂正を実行する方法としては、バッファをRAMで構
成し、チエンサーチ回路で誤りを検出した時点でそれに
対応するRAMの内容を書き替える方法と、バッファをシ
フトレジスタで構成し、チエンサーチした結果は一旦保
持しておき、チエンサーチ終了後に受信信号をシフトレ
ジスタら出力しながら誤りを訂正する方法が考えられ
る。ただし、受信信号のブロックが連続して受信される
場合には、シフトレジスタを用いてバッファを構成しな
ければならない。しかしながら、どちらの方法を用いた
場合も、チエンサーチ回路でのすべての処理が終了した
後で出力信号 (n-1n-2、…、0)を出力し始めるため、復号
遅延時間が大きく、バッファとして回路規模が大きいRA
Mを用いるか、段数の多いシフトレジスタを用いる必要
がある。
(発明が解決しようとする課題) 以上説明したように、従来の誤り訂正装置では、チエ
ンサーチ回路でのすべての処理が終了した後で復号結果
を出力し始めるため、複号による遅延時間が大きくなる
という問題があった。
本発明は上記の問題点に対して鑑みなされたものであ
り、その目的とするところは、短縮化符号の誤り位置検
出と誤り訂正・復号結果の出力を並行して行うことによ
り、復号遅延時間の短縮化を図れるチエンサーチ回路を
提供することにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明のチエンサーチ回
路は、符号長nの短縮化誤り訂正符号の復号において、
誤り位置多項式 但し、すべてのeに対してLe≧0 の根αL1L2,…,αLeを求めるチエンサーチ回路にお
いて、誤り位置多項式の各係数σ01,…,σを個々
に入力して、これら個々の係数σ(j=0,1,…,t)に
それぞれα(n-1)j(またはαnj)を乗算するt+1個の
第1乗算手段と、t+1個の第1乗算手段の各出力に対
してそれぞれ、α-j(j=0,1,…,t)を乗算する第2乗
算手段と、前記t+1個の第1乗算手段の各出力の和ま
たは前記t+1個の第2乗算手段の各出力の和を求める
加算手段と、加算手段の加算結果が0であるか否かを判
定する判定手段と、t+1個の第2乗算手段の各出力を
それぞれ出力元の前記第2乗算手段にフィードバックす
るフィードバック手段とを具備することを特徴とする。
(作 用) 本発明のチエンサーチ回路では、まずt+1個の第1
乗算手段にて、それぞれ誤り位置多項式σ(x)の各係
数σ(j=0,1,…,t)にα(n-1)j(またはαnj)を乗
算し、乗算結果の各値をt+1個の第2乗算手段に最初
の入力として与える。t個の第2乗算手段はそれぞれ入
力した値にα-j(j=0,1,…,t)を乗算し、その結果を
加算手段に入力すると共に、フィードバック手段を介し
てt個の第2乗算手段にそれぞれフィードバックする。
フィードバックされた値は再びα-jで乗算されて、以下
このループを受信信号がなくなるまで繰り返す。加算手
段は各サイクルに入力した各値をそれぞれ加算し、判定
手段に加算結果を送る。
したがって、本発明によれば、短縮化符号の誤り位置
検出と誤り訂正・復号結果の出力を並行して行うことが
できると共に、受信信号中のデータ(実際値)が存在し
ない位置での無駄な計算の排除による処理効率の改善を
同時に達成でき、この結果、飛躍的に処理速度を高める
ことができる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の誤り訂正回路の一実施例を示す概略
的構成図である。
同図に示すように、入力端子31には、符号語Cn-1、C
n-2、…、C0に対応して受信された受信信号rn-1
rn-2、…、r0が入力される。受信信号は、シフトレジス
タまたはRAMで構成されるバッファ32に供給されて一定
時間保持される。一方、シントローム計算回路33では受
信信号からシンドロームSを計算する。シンドロームS
は、位置多項式計算回路34に供給され、誤り位置多項式 σ(x)=σ+σ1x+…+σtxt の係数σ、σ、…、σが計算される。ここで、e
を受信信号中に発生した誤りの個数(1≦e≦t)と
し、Li(i=1、2、…、e、0≦Li≦n−1)を誤り
の発生した位置とすると、誤り位置多項式は、 となっている。チエンサーチ回路35では、σ(x)の根
αLiを求め、誤り位置Liを導出する。誤り数値計算回路
36では、誤り位置LiおよびシンドロームSから誤り位置
Liにおける誤りの大きさeLiを求める。誤り訂正回路37
では、バッファ32から受信信号を受取り、誤り位置Li
発生した大きさeLiの誤りを訂正し、復号結果Li を出力端子38から出力する。
なお、バッファ32から出力される受信信号は添字の大
きいものから順に入力される。
次に上述した誤り訂正装置におけるチエンサーチ回路
35の詳細について説明する。
第2図は短縮化しない符号に対するチエンサーチ回路
35の詳細を説明するためのブロック図である。すなわ
ち、ここで用いられている符号は、符号長n=2m−1の
符号であり、αはGF(2m)の原始元、すなわちα=α
=1とする。
同図に示すように、この回路では、位置多項式計算回
路34からの誤り位置多項式の係数σ、σ、…、σ
が、各々、入力端子41、42、…、43から入力される。ス
イッチ44、45、…、46はこの時点では端子44−a、45−
a、…、46−a側に接続され、それ以降n−1クロック
の間は端子44−b、45−b、…、46−b側に接続され
る。誤り位置多項式の係数σ(j=0、1、…、t)
は、α-j乗算器47、48、…、49に入力され、まずσα
-jが計算される。この値は、一旦、レジスタ50、51、52
に保持された後、加算器53と各フィードバック・ループ
に送られる。加算器53では、 すなわちσ(αn-1)が求められ、判定回路54に供給
される。この値がもし0であれば受信信号rn-1の位置に
誤りが発生しており、0でなければ誤りは生じていない
と判断される。rn-1に関する判定結果が出力される時刻
を時刻0とする。一方、フィードバック・ループに戻さ
れたσα-jは、α-j乗算器47、48、…、49に供給され
てさらにα-j倍され、一旦レジスタ50、51、52に保持さ
れた後、加算器53と各フィードバック・ループに送られ
る。加算器53では、 が求められ、判定回路54に供給される。時刻1における
判定回路54の出力は、rn-2に誤りがあるか否かを示して
いる。また時刻h(h=0、1、…、n−1)における
加算器53の出力は、 であるから、rn-h-1に関する判定結果が判定回路54から
出力される。
時刻hにおいて、誤り訂正回路部37では、入力端子55
からバッファ32からの受信信号rn-h-1が入力され、また
入力端子56から誤り数値計算回路36からのrn-h-1におけ
る誤りの推定値en-h-1が入力される。
減算器57ではrn-h-1からen-h-1を引いて送信情報の推
定値n-h-1 を求める。スイッチ58は、判定回路54からr
n-h-1に誤りが生じているか否か(加算器53の結果が0
であるか否か)の判定情報を受け取り、誤りなしと判定
された場合には、58−a側に接続され、受信信号rn-h-1
がそのまま出力端子59から出力される。また、誤りあり
と判定された場合には、スイッチ58が58−b側に接続さ
れ、送信情報の推定値n-h-1 が出力端子59から出力される。
訂正能力tが小さい誤り訂正符号では、誤り訂正装置
全体の復号遅延時間のほとんどは、シンドローム計算の
nクロック、チエンサーチおよび誤り訂正のnクロック
に要する。従来のチエンサーチ回路を用いた場合、チエ
ンサーチ終了後に復号結果を出力し始めるので、誤り訂
正装置全体での遅延は約2nクロックとなる。一方、上述
のチエンサーチ回路を用いた場合には、前述のように、
チエンサーチと並行して誤り訂正および復号結果の出力
を行うことができるため、チエンサーチおよび誤り訂正
に要する遅延時間(約nクロック分)を短縮することが
できる。この結果、上述のチエンサーチ回路を用いるこ
とにより復号遅延時間を約半分に低減することができ
る。
また、受信信号のブロックが連続して受信される場
合、バッファをシフトレジスタで構成しなければならな
いが、この場合にシフトレジスタの段数を従来の約2n段
から、n段に減らすことができる。
このチエンサーチ回路では、符号長をnとするとα
=1、すなわちn=2m−1となることを仮定している。
ところで、符号長nの短縮化符号では、 n<2m−1であり、データC2-2,C2-3,…,Cnに零を入力
して符号化し、実際にはその部分を伝送しない。しかし
ながら、このチエンサーチ回路では、誤り位置多項式α
2-2から順に元を代入していくため、実際にはデータが
存在しない部分の誤り検出を最初を行うことになり、無
駄な計算を行うことになる。
第3図は短縮化符号に対する本発明の実施例の誤り訂
正装置におけるチエンサーチ回路を説明するための図で
ある。なお、第3図において第2図と共通する部分には
同一の符号を付して重複する説明を省略する。またここ
で用いられている誤り訂正符号は符号長n(n<2m
1)の短縮化符号であるものとする。
この実施例では、第2図の場合と同様に、誤り位置を
求めるためには、σ(x)にαn-1、αn-2、…、α
順に代入して根であるか否かを調べなければならない。
しかし、短縮化符号の場合、α=1とならないため、
あらかじめ誤り位置多項式の係数σ(j=0、1、
…、t)を、乗算器64、65、…、66により、α(n-1)j
しておく必要がある。
なぜならば、符号長nがn=2m−1とならない短縮化
符号において、短縮化によりデータの存在しないr2-2
らrnまでの受信信号の誤り検出は行わず、データの存在
するrn-1から誤り検出を行うためには、まず最初に誤り
位置多項式にαn-1(≠1)を代入しなければならない
ためである。ここで、乗算器64、65、…,66の出力の和
は、 となり、誤り位置多項式にαn-1を代入した値となって
いる。
それ以外は第1図の場合とまったく同様に、受信信号
の添字の大きい方から順に誤りが発生しているかどうか
を検査することができる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明のチエンサーチ回路で
は、チエンサーチと並行して誤りの訂正および復号結果
の出力を行うことができるため、チエンサーチおよび誤
り訂正に要する時間を従来の約1/2に短縮することがで
きる。また、バッファを構成するシフトレジスタの段数
を従来の約1/2にすることができるため、LSI化する際に
特に有効である。さらに、受信信号中のデータ(実際
値)が存在しない位置での無駄な計算の排除による処理
効率の改善を同時に達成でき、この結果、飛躍的に処理
速度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の誤り訂正装置を説明するた
めのブロック図、第2図は第1図のチエンサーチ回路の
詳細を説明するための構成図、第3図は本発明の他の実
施例の誤り訂正装置におけるチエンサーチ回路の詳細を
説明するための構成図、第4図は従来の誤り訂正装置を
説明するためのブロック図、第5図は第4図のチエンサ
ーチ回路を説明するための構成図である。 32……バッファ、33……シンドローム計算回路、34……
位置多項式計算回路、35……チエンサーチ回路、36……
誤り数値計算回路、37……誤り訂正回路、44〜46……ス
イッチ、47〜49……α-j乗算器、50〜52……レジスタ、
53……加算器、54……判定回路、57……減算器、58……
スイッチ。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】符号長nの短縮化誤り訂正符号の復号にお
    いて、誤り位置多項式 但し、すべてのeに対してLe≧0 の根αL1L2,…,αLeを求めるチエンサーチ回路にお
    いて、 前記誤り位置多項式の各係数σ01,…,σを個々に
    入力して、これら個々の係数σ(j=0,1,…,t)にそ
    れぞれα(n-1)j(またはαnj)を乗算するt+1個の第
    1乗算手段と、 前記t+1個の第1乗算手段の各出力に対してそれぞ
    れ、α-j(j=0,1,…,t)を乗算する第2乗算手段と、 前記t+1個の第1乗算手段の各出力の和または前記t
    +1個の第2乗算手段の各出力の和を求める加算手段
    と、 前記加算手段の加算結果が0であるか否かを判定する判
    定手段と、 前記t+1個の第2乗算手段の各出力をそれぞれ出力元
    の前記第2乗算手段にフィードバックするフィードバッ
    ク手段とを具備することを特徴とするチエンサーチ回
    路。
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