JP3178511B2 - 誤り訂正符号化装置および復号化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衛星通信などの通
信システムにおいて、伝送路のノイズの影響で受信信号
系列が誤って受信されても送信されたデータを正しく復
元できるようにすつために用いられる、誤り訂正符号化
装置および誤り訂正復号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】衛星通信などの通信システムにおいて
は、しばしば、スター型の通信ネットワークが採用され
ている。図８に、１台の親局８０１と第１乃至第Ｎ（Ｎ
は２以上の整数）の子局８０４−１．８０４−２，…，
８０４−Ｎから構成される通信ネットワークを示す。こ
のような構成の通信ネットワークにおいて、例えば、第
１の子局８０４−１（これを子局Ａと呼ぶ）から第２の
子局８０４−２（これを子局Ｂと呼ぶ）にデータを伝送
する場合を考える。このような場合、子局Ａがそのデー
タを一旦親局８０１に伝送し、親局８０１がそのデータ
を子局Ｂにデータを伝送するという具合に、親局８０１
を経由してデータ伝送を行う。なお、衛星通信において
は、厳密に言うと、親局８０１の送信したデータは、衛
星通信８０２を経由する経路８０３を通って第１乃至第
ｎの子局８０４−１〜８０４−Ｎに到達するのだが、通
信衛星８０２は、受信した信号を増幅して地上に返して
いるだけである、したがって、衛星通信は、理論的には
親局８０１を中心とするスター型のネットワークとみな
すことができる。

【０００３】このような衛星通信などの通信システムに
おいては、しばしば、時分割多重接続（ＴＤＭＡ）と呼
ばれる通信方式が用いられている。これは、親局８０１
から第１乃至第Ｎの子局８０４−１〜８０４−Ｎへデー
タを伝送するのに、子局８０４（添字省略）ごとに異な
る周波数帯域を用いて伝送するのではなく、同じ周波数
帯域を時分割で使ってデータを伝送するものである。

【０００４】図９は時分割多重通信の原理を示す図であ
る。図９において、横軸は時間軸であり、時間軸上に置
かれている長方形は、その時刻にデータ系列が存在する
ことを示している。以下、図９を参照して時分割多重通
信の原理について説明する。

【０００５】親局８０１は子局８０４に送信するデータ
を予め決められた固定長に区切り、さらに、区切って得
られたデータ系列９０１に子局のアドレス９０２を付加
して、フレームと呼ばれるデータ系列を構成する。そし
て、親局８０１はそのようにして構成されたフレームを
逐次に送信する。そして、子局８０４では、自局のアド
レスの付加されているフレームをアドレス９０２を除去
した上で出力することで、親局８０１の送信したデータ
が得られる。なお、衛星通信においては、伝送路の誤り
の影響によってフレームがしばしば誤って受信されるの
で、実際には、以下で述べるような他の通信方式の組み
合わせて通信が行われる。

【０００６】衛星通信などの通信システムにおいては、
しばしば、誤り訂正符号（以下では単に符号とも呼ぶ）
が用いられる。これは、送信する長さｋビットのデータ
系列に、予め決められた変換（以下では符号化とも呼
ぶ）を施して、ｎビットの符号系列を生成するものであ
る。ただし、ここでｎはｋより大きな数である。このよ
うな符号は（ｎ，ｋ）−符号と呼ばれる。また、送信す
る長さｋビットのデータ系列に予め決められた変換を施
して（ｎ−ｋ）ビットのパリティ系列を生成し、このパ
リティ系列をｋビットのデータ系列に付加することで長
さｎビットの符号系列を生成するような符号は、特に
（ｎ−ｋ）−組織符号と呼ばれる。

【０００７】なお、誤り訂正符号の性質について簡単に
説明する。伝送路によって通信路容量と呼ばれる値より
もｋ／ｎを小さくして、かつｎを十分に大きくしてお
き、符号化方法を適切に選んでおけば、符号系列が誤っ
て受信されても、伝送されたデータ系列が１に近い確率
で正しく復元できることが知られている。そして、デー
タ系列が正しく復元できる確率は、ｎの値がおおきくな
るほど１に近づくことが知られている。すなわち、ｎの
大きな符号ほど誤り訂正能力が大きいことが知られてい
る。衛星通信においては、伝送路における雑音の影響で
復調されたデータ系列が元のデータ系列と異なっている
ことが頻繁に発生するので、誤り訂正符号は必須な技術
である。

【０００８】衛星通信においては、親局から子局に送信
されるフレームは、図１０に示すよは符号化装置によっ
て符号化される。図１０において、親局から子局に送信
するデータ系列Ｄが入力端子１００４から入力され、子
局のアドレスＡが入力端子１００５から入力され、それ
らデータ系列ＤとアドレスＡが連結されてフレームが構
成される。そして、このフレームが符号化手段１００１
に入力される。符号化手段１００１はフレームに対して
符号Ｃを使用して符号化を施して、得られた符号系列を
出力する。そして、符号化手段１００１から出力された
符号系列が、変調手段１００３に入力される。変調手段
１００３は符号系列で搬送波を変調して、得られた変調
系列を出力端子１００６から出力される。なお、以下で
は、符号系列のことを送信フレームと呼ぶことにする。

【０００９】また、組織符号を用いる場合には、親局か
ら子局に送信されるフレームは図１１に示すような符号
化装置によって符号化される。図１１において、親局か
ら子局に送信するデータ系列Ｄが入力端子１１０４から
入力され、子局のアドレスＡが入力端子１１０５から入
力される。そして、データ系列ＤとアドレスＡが符号化
手段２０１に入力される。符号化手段２０１はデータ系
列ＤとアドレスＡ（すなわちフレーム）に対して符号Ｃ
₁ を使用して符号化を施して、得られたパリティ系列Ｐ
を出力する。そして、パリティ系列Ｐとデータ系列Ｄと
アドレスＡとが連結されて送信フレームが構成される。
送信フレームは変調手段１１０３に入力される。変調手
段１１０３は送信フレームで搬送波を変調して、得られ
た変調信号系列を出力端子１１０６から出力する。

【００１０】また、子局においては、図１２に示すよう
な復号化装置によって、受信信号系列から元のデータ系
列が復元される。図１２において、入力端子１２０５か
ら入力された受信信号系列に対して、復調手段１２０１
において復調が施される。復調手段１２０１は受信信号
系列をディジタル信号系列に変換して出力する。このデ
ィジタル信号系列は、伝送路に雑音が無ければ、親局の
送信した送信フレームに等しいが、一般には、伝送路に
おける雑音の影響で、親局の送信した送信フレームに誤
りが加わったものになっている。なお、このディジタル
信号系列のことを以下では受信フレームと呼ぶことにす
る。

【００１１】受信フレームは復号化手段１２０４に入力
され、そこで誤り訂正復号化（以下では単に復号化とも
呼ぶ）が施される。復号化手段１２０４は、復号化して
得られたデータＤとアドレスＡを出力し、それらはそれ
ぞれ出力端子１２０８と出力端子１２０９から出力され
る。受信フレームの誤りが予め決められた一定値より少
なければ、以上のようにして復元されたデータＤとアド
レスＡは親局の送信したデータＤとアドレスＡに等し
い。

【００１２】なお、厳密に言うと、フレームは、誤り訂
正符号化された後に、フレームの位置を識別するための
ユニークワードと呼ばれる信号系列が付加された上で変
調される。しかしながら、本発明は、主に誤り訂正符号
に関するものなので、ユニークワードや変調や復調につ
いては、詳細な説明を省略する。また、復号化方法につ
いても詳細な説明を省略する。

【００１３】衛星通信などの通信システムにおいては、
しばしば、再送要求という通信方式が用いられている。
これは、受信フレームに多くの誤りがあって復号化手段
１２０４がフレームを正しく復元できない場合などに、
親局がそのフレームを再送するように、子局から親局に
再送を実行させるための制御信号を送信するというもの
である。

【００１４】なお、衛星通信で用いられている通信方式
については、例えば、トリケップスから昭和６１年に出
版された「誤り訂正符号化技術の応用事例（ディジタル
通信編）」などに詳しい解説がある。

【００１５】本発明に関連する先行技術が種々知られて
いる。例えば、特開昭６２−２５７２３４号公報（以
下、先行技術１と呼ぶ）には、誤り訂正符号（ＢＣＨ符
号）を利用することにより、回路構成が簡単な「マルチ
メディア同期検出回路」が開示されている。この先行技
術１において、直並変換部は独立データ部内の同期部内
のＢＣＨ符号を直並変換しこれを各メディアの符号語と
して出力する。第１及び第２のＲＯＭはＢＣＨ符号の上
位ビットまでによりそれぞれアドレス指定され、同期部
の符号語とのハミング距離が３以内のときは１を、また
３を越えるときは０を、各メディアの符号語に応じて読
み出しされる。第１及び第２のデータセレクタはＢＣＨ
符号の下位ビットにより第１及び第２のＲＯＭからのデ
ータをセレクトするとともに、選択したデータとして出
力する。デマルチプレクサは選択したデータの組み合わ
せに応じて各メディアのデコーダに出力を出す。

【００１６】また、特開平２−２８０５３４号公報（以
下、先行技術２と呼ぶ）には、入力非２元符号語を２元
符号語に変換し、この２元符号語と入力非２元符号語の
とりうる全ての符号語とのハミング距離を計算しハミン
グ距離が最小値をとる符号語を選択することで、誤りを
正しく訂正することのできる信頼性の高い「非２元誤り
訂正符号復号化装置」が開示されている。この先行技術
２では、入力非２元符号語は非２元符号／２元符号変換
部において２元符号語に変換され、符号語記憶部に記憶
されている全符号語とのハミング距離が計算される。計
算の結果、最小のハミング距離となる符号語が選択され
る。次にこの符号語は２元符号／非２元符号変換部に送
られここで非２元符号語に変換される。そしてこの非２
元符号語は復号化器出力端子から出力されて誤り訂正処
理は終了する。

【００１７】さらに、特開昭６３−２３７６４６号公報
（以下、先行技術３と呼ぶ）には、誤り訂正符号化をデ
ィジタルデータの変調と結合することにより、通信チャ
ンネルのユークリッド空間内における最小ユークリッド
距離をできるだけ大きくした「符号化及び変調を結合す
るための方法及び装置」が開示されている。先行技術３
において、符号器／変調器装置はｌｓｂ符号器、ｃｓｃ
ｂ符号器、ｍｓｂ符号器及び情報ディジット入力端から
の最大桁ビットｍｓｂ、中央桁ビットｃｓｂ及び最小桁
ｌｓｂのそれぞれを受信するように結合されたディジッ
ト対変調マッピイングサブシステムから構成される。ｍ
ｓｂ符号器は最小ハミング距離Ｄ３を有する強い２進誤
り訂正符号を発生する型の符号器で、入力される１情報
ビットの変化は少くも値Ｄ３に等しい複数個のビットを
変化させマッピング回路に与えられ、少くもδ２３Ｄ３
の２乗ユークリッド距離に導く。このようにして任意の
符号化変調対の最小２乗ユークリッド距離分離が与えら
れる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来方式では、子局の数が増えて親局から子局へのデ
ータ伝送速度が大きくなると、高コストな復号化手段が
必要となるために、子局を低コストに実現することが困
難になるという問題がある。何故ならば、従来方式にお
いては、子局は、受信フレームをすべて復号化して、復
号化されたフレームから、自局に送られたフレームだけ
を選択して出力しているので、親局から子局へのデータ
伝送速度に等しい速度でフレームをを復号化しなければ
ならないからである。すなわち、他局へ送信されたフレ
ームまで、復号化しなければならないからである。こう
いった問題は、親局のデータ伝送速度が大きくなるほど
深刻になり、親局のデータ伝送祖が例えば１秒間に１ギ
ガビットにもなると、親局ｌのデータ伝送即都で復号化
できるような復号化手段を実現することが不可能となる
ことさえある。

【００１９】この問題を解決して高速な復号化手段を不
要にするには、他局に送信されたフレームを復号化しな
いで、自局に送信されたフレームだけを復号化すること
が考えられる。すなわち、親局では、送信フレームに局
アドレスを付加して送信し、子局では、付加された局ア
ドレスによって、受信フレームが自局に送られたものか
どうかを識別し、自局に送られた受信フレームだけを復
号化することが考えられる。問題を解決するための基本
方針は明らかである。

【００２０】しかしながら、伝送路誤りの少ないローカ
ルエリア・ネットワークのような通信システムならとも
かく、地球の高度上空に位置する通信衛星を経由して無
線通信を行う衛星通信においては、伝送路誤りが頻繁に
発生するので、そのようなことを行って他局に送られた
受信フレームの復号化を省略することは困難である。な
ぜなら、単に、送信フレームに局アドレスを付加して送
信すると、明らかにその分だけ伝送効率が低下してしま
う。

【００２１】一方、送信フレームに含まれる局アドレス
を除去した上で送信フレームに局アドレスを付加して送
信すると、わざわざ同じ情報を重複して送ることは避け
られるものの、衛星通信のように伝送路誤りが頻繁に発
生するシステムにおいては、以下に述べるような理由
で、伝送効率が低下したり通信品質が低下してしまうか
らである。すなわち、誤り訂正符号というものは、一般
に、ブロック長が短いほど誤り訂正能力が低く、ブロッ
ク長が長いほど誤り訂正能力が高い。しかしながら、他
局に送られた受信フレームの復号化を省略するためには
受信フレームを復号化する前に局アドレスを知らなけれ
ばならない。その結果、フレームと受信アドレスはそれ
ぞれ別の誤り訂正符号で符号化しなければならない。そ
れに加えて、局アドレスの長さはフレームの長さよりも
はるかに短い（例えば、フレームの長さ１０２４ビット
で、局アドレスの長さは１６ビットなど）。したがっ
て、他局に送られた受信フレームの復号化を省略するた
めには、通信品質を犠牲にして冗長度が小さくて誤り訂
正能力の低い符号で局アドレスを符号化するか、あるい
は、伝送効率を犠牲にして誤り訂正能力が高くて冗長度
の大きな符号で局アドレスを符号化せざるを得ない。

【００２２】すなわち、冗長度の小さな符号を使って局
アドレスを符号化して送信すると、局アドレスが誤って
訂正されて（例えば、１６進数で００・・・１２３とい
う局アドレスを送信したのに１６進数で００・・・１２
７という局アドレスが受信されて）、他局に送信された
受信フレームを自局に送信されたものだと誤判定した
り、自局に送信された受信フレームを他局に送信された
ものだと誤判定することが頻繁に発生するために、誤っ
たデータが受信されて、通信品質が劣化してしまう。一
方、冗長度の十分に大きな符号を使って局アドレスを符
号化して送信すると、通信品質の劣化は防げるものの、
符号の冗長度のために、伝送効率はほとんど改善できな
いし、局アドレスを二重に送るよりも伝送効率が悪くな
ってしまうこともある。

【００２３】したがって、本発明の目的は、衛星通信の
ように伝送路誤りが頻繁に発生するような環境において
も、伝送効率を大幅に低下させることなく、また、通信
品質も低下させることなく、他局へ送られた受信フレー
ムの復号化を不要にすることで、以上の問題点を解決
し、低コストな誤り訂正符号化装置および復号化装置を
提供することにある。

【００２４】なお、先行技術１は、テレビジョン衛星放
送受信機において、符号語を復号することなく、伝送デ
ータがどのメディアであるかの同期検出を簡単な回路構
成のもので行うようにしたの技術思想であって、他局へ
送られた受信フレームの復号化を不要にするようにした
本発明とは全く異なる。また、先行技術２は、非２元誤
り訂正符号の復号化装置に関して、非２元符号語におい
てｔシンボル以上の誤りが発生した場合であっても、そ
れらの誤りを正しく訂正するようにした技術思想であっ
て、他局へ送られた受信フレームの復号化を不要にする
ようにした本発明とは全く異なる。さらに、先行技術３
も、通信チャンネルのユークリッド空間内における最小
ユークリッド距離を出来るだけ大きくするための方法を
提供するものであって、他局へ送られた受信フレームの
復号化を不要にするようにした本発明とは全く異なる。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明の誤り訂正符号化
装置は、少なくとも入力された送信データ系列と送信先
のアドレスとから構成されるデータ系列を第１の組織符
号を使用して符号化して第１のパリティ系列を生成する
第１の符号化手段と、入力されたアドレスを第２の組織
符号を使用して符号化して第２のパリティ系列を生成す
る第２の符号化手段と、送信データ系列とアドレスと第
１のパリティ系列と第２のパリティ系列とから構成され
るデータ系列で搬送波を変調して変調波を出力する変調
手段とから構成される。

【００２６】また、本発明の誤り訂正復号化装置は、入
力された受信信号系列を復調して、上記誤り訂正符号化
装置が送信した送信データ系列とアドレスと第１のパリ
ティ系列と第２のパリティ系列とを復元する復調手段
と、入力された自局アドレスを第２の組織符号によって
符号化して第３のパリティ系列を生成する符号化手段
と、自局アドレスと第３のパリティ系列とから構成され
るビット系列と、アドレスと第２のパリティ系列とから
構成されるビット系列との間のハミング距離を算出して
出力するハミング距離計算手段と、入力された閾値とハ
ミング距離とを比較する比較手段と、入力された閾値よ
りもハミング距離の方が小さければ、アドレスと送信デ
ータ系列と第１のパリティ系列とに対して誤り訂正復号
化を施して復号結果を出力する復号化手段とから構成さ
れる。

【００２７】

【作用】本発明では、フレームの符号化に組織符号を用
いる。既に述べたように、組織符号においては、被符号
化データ系列からパリティ系列を生成し、パリティ系列
を被符号化データ系列に付加したものを、被符号化デー
タ系列に対応する符号系列とする。フレームの符号化に
組織符号を用いれば、受信フレームから局アドレスの推
定値が得られるので、送信フレームに局アドレスを付加
する必要が無くなる。そして、子局では、そのようにし
て得られる局アドレスの推定値にもとづいて、受信フレ
ームを復号化するか否かを決める。すなわち、子局で
は、基本的には、受信フレームから得られた局アドレス
の推定値と自局の局アドレスとのハミング距離を計算
し、得られたハミング距離が予め決めれた値（閾値と呼
ぶ）よりも小さければ、その受信フレームを復号化し、
得られたハミング距離が閾値以上であれば、その受信フ
レームを廃棄する。

【００２８】ただし、伝送路の雑音のパワーが大きい場
合には、局アドレスの推定値には、多くの誤りがあるか
もしれない。もし、局アドレスの推定値に多くの誤りが
あると、子局が自局に送信された受信フレームを他局に
送信された受信フレームだと誤判定したり、子局が他局
に送信された受信フレームを自局に送信された受信フレ
ームだと誤判定することが、頻繁に発生する。もし、子
局が自局に送信された受信フレームを他局に送信された
受信フレームだと誤判定すると、そのフレームが間違っ
て廃棄されてしまうので、再送要求機能が無い場合に
は、通信品質が劣化してしまうし、再送要求機能がある
場合には、通信品質は劣化しないものの、それによって
再送要求回数が増加して伝送効率が低下してしまう。ま
た、子局が他局に送信された受信フレームを自局に送信
された受信フレームだと誤判定すると、不要な復号化を
行ってしまうので、復号化速度を低減できなくなる。従
って、以上で述べたような誤判定が頻繁に発生すると、
通信品質が劣化したり、伝送効率が低下したり、あるい
は、復号化速度の低減効果が無くなってしまう。

【００２９】誤判定の確率を小さくするには、基本的に
は、次のようにすれば良い。まず、親局においては、フ
レームの誤り訂正に使われている符号Ｃ₁ とは別の符号
Ｃ₂を用いて、局アドレスを符号化する。そして、子局
は、自局の局アドレスＣ₂ で符号化して得られる符号
と、受信フレームの局アドレスとのハミング距離を計算
し、ハミング距離が予め決められた閾値よりも小さけれ
ば、その受信フレームが自局に送信されたものと判定し
て、その受信フレームを復号化し、一方、ハミング距離
が予め決められた閾値よりも小さくなければ、その受信
フレームを廃棄する（復号化しない）。符号Ｃ₂ のブロ
ック長を少しだけ大きくしてやれば、誤判定の確率を十
分小さく抑えられる。

【００３０】しかしながら、局アドレスを符号Ｃ₂ で符
号化すると、今度は、誤訂正の問題が生じてしまう。す
なわち、子局では、符号化された局アドレスから元の局
アドレスを復号化しなければならないが、伝送路の雑音
のパワーが大きい場合には、誤って訂正される（すなわ
ち別のアドレスが復元される）ことが頻繁に発生する。
そして、アドレスの誤訂正が頻繁に発生すると、通信品
質が劣化する。符号Ｃ₂ として誤り訂正能力の大きな符
号を使うと、誤訂正の確率を小さくできるが、そのよう
な符号では長いパリティ系列を付加しなければならない
ので、伝送効率が低下してしまう。フレームの符号化に
組織符号を使うことで局アドレスを重複して送信するこ
とを防ごうとしても、それだけでは、通信品質の低下や
伝送効率の低下という問題が避けられない。

【００３１】そこで、本発明では、符号Ｃ₂ として組織
符号を用いる。組織符号においては、被符号化データ系
列にパリティ系列を付け加えたものが符号になるので、
受信側において、受信信号系列からパリティ系列に対応
する部分を除去するだけで、符号Ｃ₂ による符号化の影
響を除去できる。このことは、図を使って説明するとよ
くわかる。

【００３２】図１に本発明で行われる誤り訂正符号の概
念図を示す。図１において、まず、アドレス１０１とデ
ータ系列１０２に対して、符号化手段１１０によって組
織符号Ｃ₁ を使って符号化が行われ、パリティ系列１０
３が生成される。一方、アドレス１０１に対しては、符
号化手段１２０によって組織符号Ｃ₂ を使って符号化が
行われ、パリティ系列１０４が生成される。ところで、
符号化手段１２０の操作は、アドレス１０１、データ系
列１０２、パリティ系列１０３にはまったく影響を与え
ていないから、パリティ系列１０４を除去すれば、組織
符号Ｃ₁ による符号化だけが行われた場合とまったく等
価な結果が得られる。従って、親局が以上のようにして
構成された符号系列（すなわち送信フレーム）を送信し
ても、子局は、受信フレームからパリティ系列１０４に
対応する受信ビット系列を除去して得られる受信ビット
系列に対して、符号Ｃ₁ を用いて復号化を施すことによ
って、アドレス１０１とデータ系列１０２を復元でき
る。

【００３３】以上で述べたように、組織符号の性質をう
まく利用すると、伝送効率をほとんど低下させずに、子
局における復号化の速度を小さくできる。しかも、本発
明において必要な処理は、親局においてフレームにパリ
ティ列を付加することと、子局においてハミング距離を
計算することだけなので、コストが低くて済む。なお、
組織符号と非組織符号とを比較すると、組織符号よりも
非組織符号の方が誤り訂正能力が高いのだが、両者の差
は小さく、組織符号を使うことによる誤り訂正能力の低
下はほとんど無視できる。

【００３４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００３５】図２に本発明の第１の実施の形態に係る誤
り訂正符号化装置の基本構成を示す。図示の誤り訂正符
号化装置は、第１及び第２の符号化回路２０１，２０２
と、変調回路２０３と、入力端子２０４，２０５と、出
力端子２０６とを有する。

【００３６】送信するデータ系列Ｄと送信先の子局のア
ドレスＡとが、それぞれ、入力端子２０４と入力端子２
０５から入力される。第１の符号化回路２０１は、デー
タ系列ＤとアドレスＡとに対して第１の組織符号Ｃ₁を
使用して符号化を施して、得られた第１のパリティ系列
Ｐ₁を出力する。第２の符号化回路２０２は、アドレス
Ａに対して第２の組織符号Ｃ₂を使用して符号化を施し
て、得られた第２のパリティ系列Ｐ₂を出力する。変調
回路２０３は、第１のパリティ系列Ｐ₁とデータ系列Ｄ
と第２のパリティ系列Ｐ₂とアドレスＡとによって搬送
波を変調して、得られた変調波を出力端子２０６から出
力する。

【００３７】図３に図２の誤り訂正符号化装置に使用さ
れる第２の符号化回路２０２の基本構成を示す。図示の
第２の符号化回路２０２は、リード・オンリ・メモリ
（ＲＯＭ）３０１と、入力端子３０２と、出力端子３０
３とを有する。

【００３８】入力端子３０２からアドレスＡが入力され
る。そして、アドレスＡがリード・オンリ・メモリ（Ｒ
ＯＭ）３０１に入力され、ＲＯＭ３０１のＡ番地のデー
タが出力端子３０３から出力される。なお、ＲＯＭ３０
１のＡ番地には、第２の組織符号Ｃ₂ を使用した符号化
をアドレスＡに対して施して得られる第２のパリティ系
列Ｐ₂ が予め書き込まれている。本発明においては、ア
ドレスＡのビット数が少ないので、図３に示すように、
第２の符号化回路２０２をＲＯＭ３０１を用いて実現で
きる。

【００３９】図４に本発明の第１の実施の形態に係る誤
り訂正復号化装置を示す。図示の誤り訂正復号化装置
は、復調回路４０１と、符号化回路４０２と、ハミング
距離計算回路４０３と、比較回路４０４と、復号化回路
４０５と、入力端子４０５，４０７，４０８と、出力端
子４０９，４１０とを有する。

【００４０】図２に示す誤り訂正符号化装置から出力さ
れた信号は伝送路および入力端子４０６を介して復調回
路４０１に供給される。そして、復調回路４０１は、第
１のパリティ系列Ｐ₁ ，データ系列Ｄ，第２のパリティ
系列Ｐ₂ ，およびアドレスＡに対応する信号から、それ
ぞれビット系列Ｐ₁ ′，Ｄ′，Ｐ₂ ′，Ａ′を復元して
出力する。なお、ここで注意してもらいたいのは、伝送
路に雑音が発生していなければ、復元されたビット系列
Ｐ₁ ′，Ｄ′，Ｐ₂ ′，Ａ′は、それぞれ、Ｐ₁ ，Ｄ，
Ｐ₂ ，Ａと等しくなるはずであるが、一般には、伝送路
において雑音が発生しているので、その影響で、復元さ
れたディジタル信号（ビット系列）Ｐ₁′，Ｄ′，
Ｐ₂ ′，Ａ′は、必ずしもＰ₁ ，Ｄ，Ｐ₂ ，Ａとは一致
しない。

【００４１】一方、誤り訂正復号化装置を搭載している
子局のアドレスＡが入力端子４０７を介して、符号化回
路４０２に供給される。この符号化回路４０２は、図２
に示した第２の符号化回路２０２と同一の構成を有す
る。符号化回路４０２は、入力されたアドレスＡに対し
て第２の組織符号Ｃ₂ を使用して符号化を施し、それに
よって得られたパリティ系列を出力する。

【００４２】ハミング距離計算回路４０３は、符号化回
路２０２が出力するパリティ系列と入力端子４０７から
供給されるアドレスを図４の左側の入力とし、復調回路
４０１の出力するビット系列Ｐ₂ ′，Ａ′を図４の右側
の入力とする。そして、ハミング距離計算回路４０３
は、左側の入力と右側の入力とのハミング距離（すなわ
ち異なっているビットの個数）を計算して、その結果を
出力する。なお、ここで注意してもらいたいのは、復調
回路４０１の出力する受信信号（ビット系列）Ｐ₂ ，Ａ
は、それぞれ第２の組織符号Ｃ₂ によってアドレスＡか
ら生成されたパリティ系列Ｐ₂ とアドレスＡに対応する
ものであるから、伝送路において雑音が発生していなけ
れば、かつ、受信フレームが自局に送信されたものであ
れば（すなわち、アドレスＡが入力端子４０７から供給
されるアドレスに等しければ）、ハミング距離計算回路
４０３の左側の入力と右側の入力とが等しくなり、ハミ
ング距離計算回路４０３の出力は零になる。逆に、伝送
路において雑音が発生していたり、あるいは、受信フレ
ームが自局に送信されたものでなければ、ハミング距離
計算回路４０３の左側の入力と右側の入力との差が大き
く異なり、ハミング距離計算回路４０３が出力するハミ
ング距離値が大きくなる。

【００４３】比較回路４０４は、ハミング距離計算回路
４０３が出力するハミング距離値と入力端子４０８を介
して供給される閾値とを比較する。もし、閾値の方がハ
ミング距離値より小さければ、比較回路４０４は論理
“１”レベルを出力し、さもなかれば、論理“０”レベ
ルを出力する。そして、復号化回路４０５は、比較回路
４０４の出力が論理“０”レベルならば、ビット系列Ｐ
₁ ′，Ｄ′，Ａ′に対して第１の組織符号Ｃ₁ を使用し
て復号化を施す。そして、復号化回路４０５が出力する
復号結果Ｄ，Ａがそれぞれ出力端子４０９，４１０から
出力される。この復号結果Ｄ，Ａは、それぞれ高い確率
で（復号化回路４０５で訂正しきれないような大きな雑
音が伝送路において発生しない限り）、送信されたデー
タ系列ＤとアドレスＡに一致する。

【００４４】図５に図４に示した誤り訂正復号化回路に
使用されるハミング距離計算回路４０３の基本構成を示
す。図示のハミング距離計算回路４０３は、Ｍ（Ｍは２
以上の整数）個の排他的論理和回路５０１−１，５０１
−２，…，５０１−（Ｍ−１），５０１−Ｍと、加算回
路５０２と、Ｍ個の第１の入力端子５０３−１，５０３
−２，…，５０３−（Ｍ−１），５０３−Ｍと、Ｍ個の
第２の入力端子５０４−１，５０４−２，…，５０４−
（Ｍ−１），５０４−Ｍと、出力端子５０５とを有す
る。

【００４５】符号化回路４０２（図４）から供給される
パリティ系列と入力端子４０７（図４）から供給される
アドレスが入力端子５０３（添字省略）に供給され、復
調回路４０１の出力するビット系列Ｐ₂ ′とＡ′が入力
端子５０４（添字省略）に供給される。そして、左から
ｍ（１≦ｍ≦Ｍ）番目の排他的論理和回路５０１−ｍ
は、左からｍ番目の第１の入力端子５０３−ｍを介して
供給されるビットと、左からｍ番目の第２の入力端子５
０４−ｍを介して供給されるビットとの排他的論理和を
計算して、その結果を加算回路５０２に供給する。加算
回路５０２は、Ｍ個の排他的論理和回路５０１−１〜５
０１−Ｍの出力を加算して、加算結果を出力端子５０５
から出力する。

【００４６】図６に本発明の第２の実施の形態に係る誤
り訂正復号化装置を示す。図示の誤り訂正復号化装置
は、符号化回路４０２と、ハミング距離計算回路４０３
と、比較回路４０４の他に、復調回路６０１、論理積回
路６０２、論理和回路６０３、フリップフロップ６０
４、シフトレジスタ６０５、セレクタ６０６、シフトレ
ジスタ６０７，６０８、論理和回路６０９，６１０と、
復号化回路６１１と、否定回路６１２と、論理積回路６
１３と、入力端子６１４，６１５，６１６と、出力端子
６１７とを有する。

【００４７】復調回路６０１は、入力端子６１４から供
給される受信信号系列から受信フレームを復調して逐次
に出力するもので、受信フレーム内のデータを出力する
ための受信フレーム出力信号Ｄに加えて、受信フレーム
の位置を示すために、Ｃ，Ｔ，Ｖと表記される３ビット
の制御信号を出力している。１ビット目の制御信号Ｃは
クロック信号で、クロック信号に同期して受信フレーム
が１ビットずつシリアルに出力される（クロック信号が
論理“０”レベルから論理“１”レベルに変化すると、
新しいビットが出力される）。２ビット目の制御信号Ｔ
と３ビット目の制御信号Ｖは、受信フレームの位置を示
すための制御信号である。詳細に述べると、制御信号Ｔ
は、受信フレーム出力信号Ｄに受信フレームの先頭ビッ
トである時に論理“０”レベルであり、それ以外の時に
は論理“１”レベルである。制御信号Ｖは、受信フレー
ム出力信号Ｄの受信フレームのいずれかのビットが出力
されている時に論理“０”レベルであり、それ以外の時
には論理“１”レベルである。

【００４８】クロック信号Ｃは、長さｎ₂ ビットのシフ
トレジスタ６０５，６０７，６０８に供給されている
（ここで、ｎ₂ は第２の組織符号Ｃ₂ の符号系列の長さ
である）。クロック信号Ｃが論理“０”レベルから論理
“１”レベルに変化すると、シフトレジスタ６０５，６
０７，６０８は、保持しているビット系列を右に１ビッ
トだけシフトして、左端に、それぞれ、制御信号Ｔ、論
理和回路６０３の出力、新しい受信フレーム出力信号Ｄ
の値を保持する（ただし、シフトレジスタ６０７の動作
の仕方については後で述べるが、シフトレジスタ６０５
から供給されるビットが論理“０”の時だけシフトす
る）。なお、受信フレームのビットは、Ａ′，Ｐ₂ ′，
Ｄ′，Ｐ₁ ′の順序でシリアル（１ビットずつ逐次的
に）出力される。

【００４９】入力端子６１５には、当該誤り訂正復号化
装置を搭載している子局のアドレスＡが供給されてい
る。このアドレスＡは符号化回路４０２に供給される。
符号化回路４０２は入力されたアドレスＡに対して第２
の組織符号Ｃ₂ を使用して符号化を施して、パリティ系
列を生成する。そして、ハミング距離計算回路４０３
は、入力端子６１５から供給されるアドレスＡと符号化
回路４０２の出力とを連結したビット系列と、シフトレ
ジスタ６０８に保持されているビット系列との間のハミ
ング距離を計算して、得られたハミング距離を出力す
る。比較回路４０４は、入力端子６１６から供給される
閾値と、ハミング距離計算回路４０３から出力されるハ
ミング距離値とを比較し、もし、閾値の方がハミング距
離値より小さければ、論理“１”レベルを出力し、さも
なければ論理“０”レベルを出力する。

【００５０】シフトレジスタ６０５に保持されているビ
ット列のうち、右端に保持されているビットは、論理和
回路６１０、シフトレジスタ６０７、否定回路６１２に
供給されている。

【００５１】否定回路６１２は、入力を反転して出力
し、論理積回路６１３は否定回路６１３の出力と比較回
路４０４の出力との論理積をとって、その結果を出力す
る。従って、論理積回路６１３は、受信フレームの先頭
がシフトレジスタ６０８の右端に到達した時に受信フレ
ームが廃棄されるべきものであれば、論理）１”レベル
を出力し、それ以外の時は論理“０”レベルを出力す
る。論理積回路６１３の出力は、セレクタ６０６と論理
和回路６０３とに供給される。

【００５２】セレタク６０６は、もし論理積回路６１３
の出力が論理“０”レベルならばビット列Ｓ₀ を選択し
て出力し、論理積回路６１３の出力が論理“１”レベル
ならばビット列Ｓ₁ を選択して出力する。なお、ビット
列Ｓ₀ は、１１…１１００…００という具合に、Ａ′の
長さをｋ₂ ビットとすると左（ｎ₂ −ｋ₂ ）ビットが論
理“１”レベルで、右ｋ₂ ビットが論理“０”レベルで
あるような、長さｎ₂ビットの系列である。また、ビッ
ト列Ｓ₁ は１１１１…１１１１、すなわち全てが論理
“１”レベルであるような、長さｎ₂ ビットの系列であ
る。

【００５３】シフトレジスタ６０７の内部構造について
は後で詳しく述べる。シフトレジスタ６０５に保持され
ているビット列の右端のビットが論理“１”レベルの時
に、クロック信号Ｃが論理“０”レベルから論理“１”
レベルに変わると、シフトレジスタ６０７は保持されて
いるビット列を右に１ビットだけシフトしつつ論理和回
路６０３の出力をビット列の左端に付加して保持する。
また、シフトレジスタ６０５に保持されているビット列
の右端のビットが論理“０”レベルの時に、クロック信
号Ｃが論理“０”レベルから論理“１”レベルに変わる
と、シフトレジスタ６０７はセレクタ６０６の出力を右
に１ビットだけシフトして得られるビット列の左端に論
理和回路６０３の出力を付加したものを保持する。な
お、ここで注意してもらいたのは、シフトレジスタ６０
５の右端のビットが論理“１”レベルの場合には、シフ
トレジスタ６０７からの復号化回路６１１へは、シフト
レジスタ６０７に保持されているビット列の右端のビッ
トが供給され、一方、シフトレジスタ６０５の右端のビ
ットが論理“０”レベルの場合には、セレクタ６０６の
出力の右端のビットが供給される。

【００５４】また、シフトレジスタ６０７の右端の出力
は、論理和回路６０９，６１０にも供給される。論理和
回路６０９は、クロック信号Ｃとシフトレジスタ６０７
の右端の出力との論理和を計算して、計算結果を符号化
回路６１１に供給する。論理和回路６１０は、シフトレ
ジスタ６０５の右端から出力される制御信号Ｔとシフト
レジスタ６０７の右端の出力との論理和を計算して、計
算結果を復号化回路６１１に供給する。従って、シフト
レジスタ６０７の右端の出力が論理“１”レベルであれ
ば、復号化回路６１１へは制御信号ＣとＴの供給が遮断
される。

【００５５】論理積回路６１３の出力は、論理和回路６
０３にも供給されている。論理和回路６０３は、論理積
回路６０２の出力と、復調回路６０１の出力する制御信
号Ｖと、論理積回路６１３の出力との論理和を計算し
て、その結果をフリップフロップ６０４とシフトレジス
タ６０７の左端に供給する。フリップフロップ６０４
は、復調回路６０１から供給されるクロック信号Ｃが論
理“０”レベルから論理“１”レベルに変化すると、論
理和回路６０３の出力を保持して、保持されたビットを
論理積回路６０２に供給する。論理積回路６０２は、復
調回路６０１から供給される制御信号Ｔとフリップフロ
ップ６０４の出力との論理積を計算して、その結果を論
理和回路６０３に供給する。従って、論理積回路６１３
の出力が論理“１”レベルになると、それ以降は、復調
回路６１４から受信フレームの先頭が出力されるまで、
論理積回路６０３の出力が論理“１”レベルとなり続
け、制御信号Ｖの値によらず、シフトレジスタ６０７の
左端には論理“１”レベルが供給される。

【００５６】復号化回路６１１は、論理和回路６１０と
シフトレジスタ６０７から供給される受信フレームの位
置情報に基づいて、シフトレジスタ６０８から供給され
る受信フレームを、論理和回路６０９から供給されるク
ロック信号に同期して１ビットずつ逐次に入力し、入力
された受信フレームに対して第１の組織符号Ｃ₁ を使用
して復号化を施して、復号結果を出力端子６１７から出
力する。

【００５７】以上のような構成により、Ａ′，Ｐ₂ ′と
Ａ，Ｐ₂ とのハミング距離値が閾値より小さい受信フレ
ームだけが復号化回路６１１によって復号化される。

【００５８】図７に図６に示した誤り訂正復号化装置に
使用されるシフトレジスタ６０７の基本構成を示す。図
示のシフトレジスタ６０７は、ｎ₂ ′個のセレクタ７０
１と、ｎ₂ ′個のフリップフロップ７０２と、入力端子
７０３，７０４，７０５，７０６と、出力端子７０７と
を有する。

【００５９】入力端子７０３にはセレクタ６０７（図
６）の出力するｎ₂ ′ビットのビット列が、入力端子７
０４にはシフトレジスタ６０５から供給されるビット
が、入力端子６０５には論理和回路６０３の出力が、入
力端子６０１には復調回路６０１（図６）が出力するク
ロック信号Ｃが、それぞれ供給されている。出力端子７
０７は復号化回路６１１に接続されている。

【００６０】入力端子７０４から供給された制御信号が
切換信号としてｎ₂ ′個のセレクタ７０１に供給され、
入力端子７０６から供給されたクロック信号Ｃがクロッ
ク信号としてｎ₂ ′個のフリップフロップ７０２に供給
されている。セレクタ７０１は、入力端子７０４から供
給される切換信号が論理“０”レベルであれば、入力端
子７０３から供給されるビットを選択して出力し、入力
端子７０４から供給される切換信号が論理“１”レベル
であれば、図の下方のフリップフロップ７０２の出力を
選択して出力する。そして、左側の（ｎ₂ ′−１）個の
セレクタ７０１の出力は、図の下方右側にあるフリップ
フロップ７０２に供給され、右側のセレクタ７０１の出
力は、出力端子７０７から出力される。

【００６１】フリップフロップ７０２は、入力端子７０
６から供給されるクロック信号Ｃが論理“０”レベルか
ら論理“１”レベルに変化したら、図の左側から供給さ
れる値を保持して、保持されている値を図の右側に出力
する。なお、左端のフリップフロップ７０２は、入力端
子７０５から供給される信号を入力して、出力を上方の
セレクタ７０１に供給し、右側の（ｎ₂ ′−１）個のフ
リップフロップ７０２は、上方左側のセレクタ７０１の
出力を入力して、出力を上方のセレクタ７０１に供給す
る。

【００６２】尚、以上の実施例においては、閾値を固定
としていたが、受信状況に応じて閾値を適応的に変化さ
せるようにしても良い。

【００６３】

【発明の効果】本発明は次の効果を奏する。

【００６４】第１の効果は、子局において低コストな復
号化手段を使えるということである。なぜなら、以上で
述べたように、他局へ送信されたフレームの復号化が高
い確率で行われないからである。子局のデータ伝送速度
が極端に遅い場合には、ソフトウェアによって復号化手
段を実現することにより、復号化手段のコストをほとん
ど零にすることも可能である。

【００６５】第２の効果は、親局のデータ伝送速度を大
きくできるということである。なぜなら、従来は、親局
のデータ伝送速度は子局の復号化装置の処理速度で決ま
ってしまったが、本発明においては、親局のデータ伝送
速度は、主に、ハミング距離計算手段と比較手段とによ
って決まるが、第２の組織符号のブロック長が短いため
に、それらの手段における処理時間が極めて短いからで
ある。

【００６６】第３の効果は、誤り訂正能力を向上させら
れるということである。なぜなら、一般に、誤り訂正能
力の高い復号化方法を使用するほど復号化に要する計算
量が大きくなり復号か速度が遅くなるが、本発明によっ
て、復号化速度の遅い復号化装置が使えるようになるの
で、それだけ誤り訂正能力の高い復号化方法を使用でき
るからである。誤り訂正能力の高い復号化手段が採用で
きれば、通信品質が改善されるだけでなく、アンテナを
小型にして子局のコストを小さくすることも可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の誤り訂正符号化の原理を示す模式図で
ある。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る誤り訂正符号
化装置の構成を示すブロック図である。

【図３】図２に示した誤り訂正符号化装置に使用される
第２の符号化手段の構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る誤り訂正復号
化装置の構成を示すブロック図である。

【図５】図４に示した誤り訂正復号化装置に使用される
ハミング距離計算回路の構成を示すブロック図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係る誤り訂正復号
化装置の構成を示すブロック図である。

【図７】図６に示した誤り訂正復号化装置に使用される
シフトレジスタの構成を示すブロック図である。

【図８】衛星通信における通信ネットワークの構成を示
す模式図である。

【図９】時分割多重通信の原理を示す模式図である。

【図１０】第１の従来の誤り訂正符号化装置の構成を示
すブロック図である。

【図１１】第２の従来の誤り訂正符号化装置の構成を示
すブロック図である。

【図１２】従来の誤り訂正復号化装置の構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１１０ 第１の符号化回路 １２０ 第２の符号化回路 ２０１ 第１の符号化回路 ２０２ 第２の符号化回路 ２０３ 変調回路 ３０１ リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ） ４０１ 復調回路 ４０２ 符号化回路 ４０３ ハミング距離計算回路 ４０４ 比較回路 ４０５ 復号化回路 ５０１−１〜５０１−Ｍ 排他的論理和回路 ５０２ 加算回路 ６０１ 復調回路 ６０２ 論理積回路 ６０３ 論理和回路 ６０４ フリップフロップ ６０５ シフトレジスタ ６０６ セレクタ ６０７，６０８ シフトレジスタ ６０９，６１０ 論理和回路 ６１１ 復号化回路 ６１２ 否定回路 ６１３ 論理積回路 ７０１ セレクタ ７０２ フリップフロップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−52414（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−108714（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−119255（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−372236（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−224527（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−256833（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−117231（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 1/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも入力された送信データ系列と
   送信先のアドレスとから構成されるデータ系列を第１の
   組織符号を使用して符号化して第１のパリティ系列を生
   成する第１の符号化手段と、 前記アドレスを第２の組織符号を使用して符号化して第
   ２のパリティ系列を生成する第２の符号化手段と、 前記送信データ系列と前記アドレスと前記第１のパリテ
   ィ系列と前記第２のパリティ系列とから構成されるデー
   タ系列で搬送波を変調して変調波を出力する変調手段と
   を具備することを特徴とする誤り訂正符号化装置。
2. 【請求項２】 前記第２の符号化手段が、前記アドレス
   をアドレス入力し、前記第２のパリティ系列をデータと
   して出力するリード・オンリ・メモリで構成されてい
   る、請求項１に記載の誤り訂正符号化装置。
3. 【請求項３】 入力された受信信号系列を復調して、請
   求項１記載の誤り訂正符号化装置から送信されてきた前
   記送信データ系列と前記アドレスと前記第１のパリティ
   系列と前記第２のパリティ系列を復元する復調手段と、 入力された自局アドレスを前記第２の組織符号を使用し
   て符号化して第３のパリティ系列を生成する符号化手段
   と、 前記自局アドレスと前記第３のパリティ系列から構成さ
   れるビット系列と、前記アドレスと前記第２のパリティ
   系列から構成されるビット系列との間のハミング距離を
   算出して出力するハミング距離計算手段と、 入力された閾値と前記ハミング距離とを比較する比較手
   段と、 前記入力された閾値よりも前記ハミング距離が小さけれ
   ば、前記アドレスと前記送信データ系列と前記第１のパ
   リティ系列とに対して誤り訂正復号化を施して復号結果
   を出力する復号化手段とを具備することを特徴とする誤
   り訂正復号化装置。
4. 【請求項４】 前記符号化手段が、前記自局アドレスを
   アドレス入力し、前記第３のパリティ系列をデータとし
   て出力するリード・オンリ・メモリで構成されている、
   請求項３に記載の誤り訂正復号化装置。