JP7179934B1 - Error correction device, error correction method and communication device - Google Patents

Error correction device, error correction method and communication device Download PDF

Info

Publication number
JP7179934B1
JP7179934B1 JP2021137087A JP2021137087A JP7179934B1 JP 7179934 B1 JP7179934 B1 JP 7179934B1 JP 2021137087 A JP2021137087 A JP 2021137087A JP 2021137087 A JP2021137087 A JP 2021137087A JP 7179934 B1 JP7179934 B1 JP 7179934B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
error correction
correction processing
likelihood
likelihood information
bits
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021137087A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023031544A (en
Inventor
靖行 遠藤
祐樹 林田
将之 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Electronics Corp
Original Assignee
NTT Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTT Electronics Corp filed Critical NTT Electronics Corp
Priority to JP2021137087A priority Critical patent/JP7179934B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7179934B1 publication Critical patent/JP7179934B1/en
Publication of JP2023031544A publication Critical patent/JP2023031544A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

【課題】回路規模を抑えつつ伝送特性を向上することができる誤り訂正装置を提供する。【解決手段】本発明の誤り訂正装置(20)は、尤度情報に基づいて軟判定誤り訂正処理を行う3段以上の誤り訂正処理回路(31、32、33)と、誤り訂正処理回路に尤度情報を供給する3段以上の尤度算出回路(21、22、23)を備え、3段以上の誤り訂正処理回路(31、32、33)は、訂正能力の高い順に配置され、少なくとも1つの誤り訂正処理回路(31、32、33)は、繰り返し復号処理を行わないように構成され、少なくとも1つの2段目以降の尤度算出回路(22、23)は、前段の誤り訂正処理回路の訂正処理により更新された第1の尤度情報を用いて、第1の尤度情報の出力ビット数よりも少ないビット数の第2の尤度情報を算出し、第2の尤度情報を後段に配置された誤り訂正処理回路に供給するように構成される。【選択図】 図3An error correction device capable of improving transmission characteristics while suppressing the circuit scale is provided. An error correction device (20) of the present invention includes three or more stages of error correction processing circuits (31, 32, 33) that perform soft-decision error correction processing based on likelihood information, and error correction processing circuits. Three or more stages of likelihood calculation circuits (21, 22, 23) for supplying likelihood information are provided, and three or more stages of error correction processing circuits (31, 32, 33) are arranged in descending order of correction capability, and at least One error correction processing circuit (31, 32, 33) is configured not to perform iterative decoding processing, and at least one likelihood calculation circuit (22, 23) in the second and subsequent stages performs error correction processing in the preceding stage. Using the first likelihood information updated by the correction processing of the circuit, the second likelihood information having a smaller number of bits than the output bit number of the first likelihood information is calculated, and the second likelihood information is obtained. is supplied to an error correction processing circuit arranged in the subsequent stage. [Selection drawing] Fig. 3

Description

本発明は、伝送特性を向上することができる誤り訂正装置、誤り訂正方法及び通信装置に関する。 The present invention relates to an error correction device, an error correction method, and a communication device capable of improving transmission characteristics.

コヒーレント光通信では、伝送特性の向上のために、伝送途中に生じる歪及び周波数/位相変動をデジタル信号処理によって補償しており、更なる伝送特性向上のために、上記の補償機能に加えて、送受間に誤り訂正装置を設けて伝送特性におけるデータ誤りの低減を図っている。一般的には、送信側でデータに対して誤り訂正用符号化を行い、受信側でその符号化に応じて誤り訂正を行うことで、伝送特性の向上を図っている。 In coherent optical communication, in order to improve transmission characteristics, digital signal processing is used to compensate for distortion and frequency/phase fluctuations that occur during transmission. An error correction device is provided between transmission and reception to reduce data errors in transmission characteristics. In general, transmission characteristics are improved by performing error correction coding on data on the transmitting side and performing error correction according to the coding on the receiving side.

誤り訂正方法としては、例えば、ハミング符号、BCH符号、及びリードソロモン符号、並びに、畳み込み符号/ビタビ復号等が一般的によく知られている。特に、近年の通信装置においては、CPUの計算能力の発展によって、複雑かつ大量の処理が可能となったため、LDPC(低密度パリティ検査符号:low-density parity-check code)のような高性能な誤り訂正方法が使用されている。また、近年においては、データをn行×m列のように行列状に配置し、行方向及び列方向のデータに対して誤り訂正処理を行い、訂正能力の向上が図られている。 Hamming code, BCH code, Reed-Solomon code, and convolutional code/Viterbi decoding, for example, are generally well-known error correction methods. In recent years, in particular, in communication devices, the development of CPU computing power has made it possible to perform complex and large-scale processing. An error correction method is used. In recent years, data are arranged in a matrix of n rows and m columns, and error correction processing is performed on the data in the row and column directions to improve the correction capability.

誤り訂正の処理においては、"1"や"0"に復号した結果をもとに訂正処理を行う硬判定と、受信信号の複素平面上での座標("1"や"0"に復号される前)をもとに訂正処理を行う軟判定とがある。後者の方法は前者の方法と比較して訂正能力は上がるが、回路規模や処理規模は増え消費電力も大きくなる。そのため、従来から軟判定を用いた訂正処理において、回路規模や処理規模の増大を抑えつつ訂正能力を向上させる方法が提案されている。 In error correction processing, hard decision is performed based on the result of decoding to "1" or "0" and correction processing is performed. There is a soft decision in which correction processing is performed based on The latter method has a higher correction capability than the former method, but the circuit scale and processing scale increase, and the power consumption also increases. Therefore, conventionally, in correction processing using soft decisions, there have been proposed methods for improving correction capability while suppressing increases in circuit scale and processing scale.

例えば、特許文献1では、LDPC符号の反復復号方法において、復号処理の繰り返し処理時に対数尤度比を更新することで、復号完了までの繰り返し回数を減らす方法が提案されている。また、特許文献2では、畳み込み符号を含む連接符号を用いた繰り返し復号において、繰り返し時に尤度を変更することで、回路規模の増大を抑制する方法が提案されている。さらに、特許文献3では、2つの軟判定による誤り訂正処理を行うことで、伝送速度が増大した場合において、誤り訂正能力を向上させることができる方法が提案されている。 For example, Patent Literature 1 proposes a method of reducing the number of iterations until completion of decoding by updating the log-likelihood ratio during iterative decoding processing in an iterative decoding method for LDPC codes. Further, Patent Document 2 proposes a method of suppressing an increase in circuit size by changing the likelihood during iteration in iterative decoding using concatenated codes including convolutional codes. Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200003 proposes a method of performing error correction processing based on two soft decisions to improve error correction capability when the transmission speed is increased.

特開2009-225164号公報JP 2009-225164 A 特開2011-205511号公報JP 2011-205511 A 特開2003-069535号公報JP 2003-069535 A

特許文献1、2では、1つの誤り訂正処理の中で繰り返し処理を行うために、繰り返し処理のために必要な回路による回路規模の増大が抑えられないという問題があった。また、特許文献3では、それぞれの誤り訂正処理における軟判定値の出力ビット数は同じであるため、それに伴う回路規模の増大を抑制することができないという問題があった。 In Patent Documents 1 and 2, there is a problem that the increase in circuit size due to the circuits required for the repeated processing cannot be suppressed because the repeated processing is performed in one error correction processing. Moreover, in Patent Document 3, since the number of output bits of the soft decision value is the same in each error correction process, there is a problem that the accompanying increase in circuit size cannot be suppressed.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、回路規模を抑えつつ伝送特性を向上することができる誤り訂正装置、誤り訂正方法及び通信装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an error correction device, an error correction method, and a communication device capable of improving transmission characteristics while suppressing the circuit scale.

上述したような課題を解決するために、本発明の誤り訂正装置は、尤度情報に基づいて軟判定誤り訂正処理を行う3段以上の誤り訂正処理回路と、前記誤り訂正処理回路に前記尤度情報を供給する3段以上の尤度算出回路を備え、前記3段以上の誤り訂正処理回路は、訂正能力の高い順に配置され、少なくとも1つの前記誤り訂正処理回路は、繰り返し復号処理を行わないように構成され、少なくとも1つの2段目以降の前記尤度算出回路は、前段の誤り訂正処理回路の訂正処理により更新された第1の尤度情報を用いて、前記第1の尤度情報の出力ビット数よりも少ないビット数の第2の尤度情報を算出し、前記第2の尤度情報を後段に配置された前記誤り訂正処理回路に供給するように構成される。 In order to solve the above-described problems, the error correction apparatus of the present invention includes three or more stages of error correction processing circuits that perform soft-decision error correction processing based on likelihood information; three or more stages of likelihood calculation circuits for supplying degree information, wherein the three or more stages of error correction processing circuits are arranged in descending order of correction capability, and at least one of the error correction processing circuits performs iterative decoding processing. At least one of the likelihood calculation circuits in the second and subsequent stages uses the first likelihood information updated by the correction processing of the error correction processing circuit in the previous stage to calculate the first likelihood Second likelihood information having a number of bits smaller than the number of output bits of information is calculated, and the second likelihood information is supplied to the error correction processing circuit arranged at the subsequent stage.

上述したような課題を解決するために、本発明の誤り訂正方法は、尤度情報に基づいて軟判定誤り訂正処理を行う3段以上の誤り訂正処理回路と、前記誤り訂正処理回路に前記尤度情報を供給する尤度算出回路を備えた誤り訂正装置における誤り訂正方法であって、前記3段以上の誤り訂正処理回路は、訂正能力の高い順に配置され、少なくとも1つの前記誤り訂正処理回路は、繰り返し復号処理を行わないように構成され、少なくとも1つの2段目以降の前記尤度算出回路は、前段の誤り訂正処理回路の訂正処理により更新された第1の尤度情報を用いて、前記第1の尤度情報の出力ビット数よりも少ないビット数の第2の尤度情報を算出し、前記第2の尤度情報を後段に配置された前記誤り訂正処理回路に供給する。 In order to solve the above-described problems, the error correction method of the present invention includes three or more stages of error correction processing circuits for performing soft-decision error correction processing based on likelihood information; An error correction method in an error correction device having a likelihood calculation circuit that supplies degree information, wherein the three or more stages of error correction processing circuits are arranged in descending order of correction capability, and at least one of the error correction processing circuits is configured not to perform iterative decoding processing, and at least one of the likelihood calculation circuits in the second and subsequent stages uses the first likelihood information updated by the correction processing of the error correction processing circuit in the preceding stage. , second likelihood information having a number of bits smaller than the number of output bits of the first likelihood information is calculated, and the second likelihood information is supplied to the error correction processing circuit disposed in the subsequent stage.

本発明によれば、回路規模を抑えつつ伝送特性を向上することができる誤り訂正装置、誤り訂正方法及び通信装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide an error correction device, an error correction method, and a communication device capable of improving transmission characteristics while suppressing the circuit scale.

図1は、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置を含む通信装置の構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a communication device including an error correction device according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施の形態に係る誤り訂正符号化装置の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of an error correction coding apparatus according to an embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of an error correction device according to an embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施の形態に係る尤度情報を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining likelihood information according to the embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施の形態に係る誤り訂正符号化装置の動作を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the error correction coding device according to the embodiment of the present invention. 図6は、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置の動作を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the error correction device according to the embodiment of the present invention. 図7は、本発明の実施の形態に係る誤り訂正方法の符号化動作を説明するためのフロー図である。FIG. 7 is a flowchart for explaining the encoding operation of the error correction method according to the embodiment of the present invention. 図8は、本発明の実施の形態に係る誤り訂正方法の誤り訂正動作を説明するためのフロー図である。FIG. 8 is a flowchart for explaining the error correction operation of the error correction method according to the embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。但し、本発明は、多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に説明する実施の形態に限定して解釈すべきではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth below.

<本発明の概要>
本発明の目的は回路規模を抑えつつ伝送特性を向上することができる誤り訂正装置を提供することである。
<Overview of the present invention>
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an error correction device capable of improving transmission characteristics while suppressing the circuit scale.

本発明は、上記課題を解決するために以下のような特徴を有している。
(a)誤り訂正処理では、繰り返し復号処理を行わない。
(b)3段以上の訂正能力の異なる軟判定による誤り訂正処理を連続的に接続して、復号処理をする。
(c)前段の誤り訂正処理で求めた尤度情報を、後段の誤り訂正処理において利用する。
(d)尤度情報の量子化ビット数を、誤り訂正処理の処理順に減らす。
The present invention has the following features in order to solve the above problems.
(a) In error correction processing, iterative decoding processing is not performed.
(b) Decoding processing is performed by successively connecting three or more stages of error correction processing based on soft decisions with different correction capabilities.
(c) The likelihood information obtained in the previous error correction process is used in the subsequent error correction process.
(d) Decrease the number of quantization bits of likelihood information in the order of error correction processing.

本発明は、上記特徴を有することにより以下のような作用効果を奏する。
(A)誤り訂正処理で繰り返し復号処理を行わないため、回路規模を小さくすることができる。
(B)誤り訂正処理の内部で繰り返し復号処理をしない代わりに、3段以上の訂正能力の異なる軟判定処理を組み合わせることにより訂正能力を向上させる
(C)前段の尤度処理の結果を後段で利用するため、回路規模を小さくすることができる。
(D)後段の誤り訂正処理で利用する尤度情報のビット数を前段より小さくすることで回路規模を小さくすることができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION This invention has the following effects by having the said characteristic.
(A) Since iterative decoding processing is not performed in error correction processing, the circuit scale can be reduced.
(B) Improve the correction capability by combining three or more stages of soft-decision processing with different correction capabilities instead of not performing iterative decoding processing inside the error correction processing. Since it is used, the circuit scale can be reduced.
(D) The circuit size can be reduced by reducing the number of bits of likelihood information used in the subsequent error correction process.

冗長ビット数を減らすことで回路規模は小さくなるが、異なる軟判定処理による誤り訂正を3段以上組み合わせることにより訂正能力は向上するので、回路規模を小さくしつつ、誤り訂正能力の低下を抑えることができる。さらに、前段の誤り訂正処理で求めた尤度情報を後段の誤り訂正処理において利用し、尤度情報のビット数を減らすことにより、回路規模を小さくすることができる。 Reducing the number of redundant bits reduces the circuit scale, but by combining three or more stages of error correction by different soft-decision processes, the correction capability is improved. can be done. Furthermore, the circuit size can be reduced by using the likelihood information obtained in the preceding error correction processing in the succeeding error correction processing to reduce the number of bits of the likelihood information.

<誤り訂正装置を含む通信装置>
図1は、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置を含む通信装置の構成例である。図1は、本発明の実施の形態に係る誤り訂正符号化装置10および誤り訂正装置20をコヒーレント光通信方式の通信装置に適用した構成例である。
<Communication device including error correction device>
FIG. 1 is a configuration example of a communication device including an error correction device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a configuration example in which an error correction coding device 10 and an error correction device 20 according to an embodiment of the present invention are applied to a coherent optical communication system communication device.

図1のコヒーレント光通信方式の通信装置において、送信側装置は、送信信号処理装置100と光送信モジュール300とを含み、受信側装置は、光受信モジュール400と受信信号処理装置200とを含む。送信信号処理装置100は、誤り訂正符号化装置10を備える。受信信号処理装置200は、誤り訂正装置20を備える。送信側装置と受信側装置とは、光ファイバ伝送路500を介して接続されている。 In the coherent optical communication system communication apparatus of FIG. A transmission signal processing device 100 includes an error correction coding device 10 . The received signal processing device 200 includes an error correction device 20 . The transmitting side device and the receiving side device are connected via an optical fiber transmission line 500 .

送信信号処理装置100における誤り訂正符号化装置10は、送信データに対して誤り訂正用の符号化を行う。光送信モジュール300は、誤り訂正用の符号化が行われた送信データによって光信号を生成する。一般的なコヒーレント光通信では、水平偏波光信号Xと垂直偏波光信号とが合成されて伝送される。変調方式としてQPSKを用いた場合、送信データは、水平偏波光信号用データ(XI、XQ)と、垂直偏波光信号用データ(YI、YQ)とに分けられる。 The error correction coding device 10 in the transmission signal processing device 100 performs error correction coding on transmission data. The optical transmission module 300 generates an optical signal from transmission data encoded for error correction. In general coherent optical communication, a horizontally polarized optical signal X and a vertically polarized optical signal are combined and transmitted. When QPSK is used as the modulation method, transmission data is divided into horizontal polarization optical signal data (XI, XQ) and vertical polarization optical signal data (YI, YQ).

XI及びXQは、それぞれ、水平偏波光信号用データの複素平面上での水平軸及び直交軸上の座標、即ち水平成分及び直交成分を示す。また、YI及びYQは、それぞれ、垂直偏波光信号用データの複素平面上での水平軸及び直交軸上の座標、即ち水平成分及び直交成分を示す。送信データは、搬送波の複素平面上の座標にマッピングされ、光ファイバ伝送路500を経由して受信側に伝送される。 XI and XQ indicate the coordinates on the horizontal axis and the orthogonal axis on the complex plane of the horizontally polarized optical signal data, that is, the horizontal component and the orthogonal component, respectively. YI and YQ indicate coordinates on the horizontal axis and the orthogonal axis on the complex plane of the vertically polarized optical signal data, that is, the horizontal component and the orthogonal component, respectively. The transmission data is mapped to coordinates on the complex plane of the carrier wave and transmitted to the receiving side via the optical fiber transmission line 500 .

光受信モジュール400は、受信した光信号から受信データを生成する。この光受信モジュール400は、水平偏波光信号用データ(XI、XQ)と、垂直偏波光信号用データ(YI、YQ)を出力できる。これらのデータ(XI、XQ、YI、YQ)は、受信信号処理装置200において、デジタル信号に変換され、誤り訂正装置20においてデータ誤りの訂正処理が行われる。 The optical receiver module 400 generates received data from the received optical signal. The optical receiver module 400 can output horizontally polarized optical signal data (XI, XQ) and vertically polarized optical signal data (YI, YQ). These data (XI, XQ, YI, YQ) are converted into digital signals in the received signal processing device 200 and subjected to data error correction processing in the error correction device 20 .

尚、コヒーレント光通信装置では、送信データが、水平偏波光信号と垂直偏波光信号とで送信されるが、片方の偏波信号のみで送ることも可能である。その場合でも、本発明の実施形態に係る誤り訂正装置20を使用することができる。 In the coherent optical communication device, transmission data is transmitted as a horizontally polarized optical signal and a vertically polarized optical signal, but it is also possible to transmit data using only one polarized signal. Even in that case, the error correction device 20 according to the embodiment of the present invention can be used.

また、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置20を使用できる通信装置は、上述したコヒーレント光通信装置に限定されない。無線通信を含めた他の通信装置においても本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置20を使用することができる。そのような通信装置も本発明の範囲内であることは言うまでもない。 Moreover, the communication device that can use the error correction device 20 according to the embodiment of the present invention is not limited to the coherent optical communication device described above. The error correction device 20 according to the embodiment of the present invention can also be used in other communication devices including wireless communication. It goes without saying that such communication devices are also within the scope of the present invention.

<誤り訂正符号化装置の構成>
図2は、本発明の実施の形態に係る誤り訂正符号化装置の構成例を示す図である。図2の構成例においては、受信側で3段の軟判定による誤り訂正処理を行うことに応じて、送信側の誤り訂正符号化装置10は、3段の冗長ビット付加回路(11、12、13)から構成されている。以下の説明では、3段の軟判定による誤り訂正処理を行う場合を説明するが、本発明は、3段の軟判定による誤り訂正処理に限定されるものではない。
<Configuration of Error Correction Coding Device>
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of an error correction coding apparatus according to an embodiment of the present invention. In the configuration example of FIG. 2, in response to error correction processing by three stages of soft decisions on the receiving side, error correction coding apparatus 10 on the transmitting side includes three stages of redundant bit addition circuits (11, 12, 13). In the following description, a case will be described in which error correction processing is performed using three stages of soft decisions, but the present invention is not limited to error correction processing using three stages of soft decisions.

図2の構成例では、1段目には冗長度の低い冗長ビット付加回路#3(第3の冗長ビット付加回路)が配置され、2段目には1段目よりも冗長度が高い冗長ビット付加回路#2(第2の冗長ビット付加回路)が配置され、3段目には、2段目よりも冗長度の高い冗長ビット付加回路#1(第1の冗長ビット付加回路)が配置されている。 In the configuration example of FIG. 2, a redundant bit adding circuit #3 (third redundant bit adding circuit) having a low redundancy is arranged in the first stage, and a redundant bit adding circuit #3 having a higher redundancy than the first stage is arranged in the second stage. A bit addition circuit #2 (second redundancy bit addition circuit) is arranged, and a redundancy bit addition circuit #1 (first redundancy bit addition circuit) having higher redundancy than the second stage is arranged in the third stage. It is

冗長ビット付加回路#3には、送信データが供給され第3の誤り訂正を行うための冗長ビットが付加される。冗長ビット付加回路#3において冗長ビットが付加された信号は、冗長ビット付加回路#2に供給され、第2の誤り訂正を行うための冗長ビットが付加される。冗長ビット付加回路#2において冗長ビットが付加された信号は、冗長ビット付加回路#1に供給され、第1の誤り訂正を行うための冗長ビットが付加される。 The redundant bit adding circuit #3 is supplied with transmission data and adds redundant bits for the third error correction. The signal to which redundant bits have been added by the redundant bit adding circuit #3 is supplied to the redundant bit adding circuit #2, where redundant bits are added for the second error correction. The signal to which redundant bits have been added by the redundant bit adding circuit #2 is supplied to the redundant bit adding circuit #1, where redundant bits are added for the first error correction.

図2の構成例では、複数の冗長ビット付加回路を配置することで、誤り訂正能力の向上を図り、1段目、2段目の符号長(情報ビット+冗長ビット)を短くすることで回路規模を低減することができる。 In the configuration example of FIG. 2, by arranging a plurality of redundant bit addition circuits, the error correction capability is improved, and the code length (information bit + redundant bit) of the first and second stages is shortened. Scale can be reduced.

本実施の形態における軟判定の誤り訂正符号としては、例えば、LDPC符号を用いることができる。3段の軟判定の誤り訂正符号を全てLDPC符号としてもよい。各段の軟判定の誤り訂正符号としては、LDPC符号以外に、リードソロモン符号、BCH符号、ハミング符号、畳み込み符号、ターボ符号、さらに複数の符号を組み合わせた符号(連接符号)等を使用してもよい。各段の誤り訂正符号の符号長についても、伝送路の状態等に応じて適宜定めることができる。 For example, an LDPC code can be used as the soft-decision error correction code in this embodiment. All three-stage soft-decision error correction codes may be LDPC codes. As the soft-decision error correcting code in each stage, in addition to the LDPC code, a Reed-Solomon code, a BCH code, a Hamming code, a convolutional code, a turbo code, a code combining a plurality of codes (concatenated code), and the like are used. good too. The code length of the error correction code at each stage can also be appropriately determined according to the state of the transmission line.

<誤り訂正装置の構成>
図3は、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置の構成例を示す図である。本実施の形態では、3段の軟判定による誤り訂正処理を行うため、それに応じて、受信側の誤り訂正装置20は、3段の誤り訂正処理回路(31、32、33)から構成されている。各段の訂正処理回路の前段には、軟判定誤り訂正を行うための尤度情報を算出する尤度算出回路(21、22、23)が設置されている。
<Configuration of error correction device>
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of an error correction device according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, since error correction processing is performed by three stages of soft decisions, the error correction device 20 on the receiving side is configured with three stages of error correction processing circuits (31, 32, 33) accordingly. there is Likelihood calculation circuits (21, 22, 23) for calculating likelihood information for performing soft-decision error correction are installed in the preceding stages of the correction processing circuits in each stage.

<尤度情報について>
まず、本実施の形態の誤り訂正で用いる尤度情報について説明する。尤度情報とはビット(またはシンボル)毎の確からしさ(信頼度)を表すものである。本実施の形態の尤度算出回路#1、尤度算出回路#2、尤度算出回路#3の尤度情報は、それぞれ、受信側の受信データのビット(またはシンボル)毎の確からしさ、第1の誤り訂正後のビット(またはシンボル)毎の確からしさ、第2の誤り訂正後のビット(またはシンボル)毎の確からしさを表している。後述する座標情報に基づいた尤度情報を求める場合は、座標情報はシンボル毎(シンボル:通信において一回の変調で送られる1まとまりのデータ)となるので、複数ビットで1シンボルとなる場合は、ビット毎に尤度情報を求めることもできるし、シンボル毎に尤度算出してシンボル内の各ビットを共通の尤度情報とすることもできる。複数ビットで1シンボルとなる変調方式の例としては、QPSKは1シンボルで2ビット、16QAMは1シンボルで4ビットの情報を持ち、直交偏波多重によりさらに2倍(QPSKならば4ビット、16QAMならば8ビット)のビット数の情報を伝送できるものとなっている。
<Likelihood information>
First, the likelihood information used for error correction in this embodiment will be described. Likelihood information represents likelihood (reliability) for each bit (or symbol). The likelihood information of the likelihood calculation circuit #1, the likelihood calculation circuit #2, and the likelihood calculation circuit #3 of the present embodiment are respectively the likelihood of each bit (or symbol) of received data on the receiving side, It represents the likelihood of each bit (or symbol) after one error correction and the likelihood of each bit (or symbol) after second error correction. When obtaining likelihood information based on coordinate information, which will be described later, the coordinate information is for each symbol (symbol: a group of data sent in one modulation in communication). , the likelihood information can be obtained for each bit, or the likelihood can be calculated for each symbol and each bit in the symbol can be used as common likelihood information. As an example of a modulation system in which a plurality of bits constitutes one symbol, one symbol in QPSK has two bits of information, and one symbol in 16QAM has four bits of information. 8 bits) can be transmitted.

信号ビットの信頼度を表す尤度情報の尤度値は、元々アナログ値であるため、何ビットで表現するかは適宜設定可能である。入力の尤度値が大きい場合は、誤りが少ない状態であり、誤訂正する確率が低くなるので、出力の尤度値は大きくなる。逆に、入力の尤度値が小さい場合は、誤りが多い状態であり、誤訂正する確率が高くなるので、出力の尤度値は小さくなる。誤り訂正処理後の尤度値は、実質的に残存誤り確率を示していることになる。 Since the likelihood value of likelihood information representing the reliability of a signal bit is originally an analog value, it is possible to appropriately set how many bits are used to express the likelihood value. When the input likelihood value is large, there are few errors and the probability of erroneous correction is low, so the output likelihood value is large. Conversely, when the input likelihood value is small, there are many errors, and the probability of erroneous correction is high, so the output likelihood value is small. The likelihood value after error correction processing substantially indicates the residual error probability.

尤度値は、複素平面上で、送信する理想点の座標値と、受信した座標値の間の距離に基づいて算出することができる。対象とするビット(またはシンボル)の尤度値が大きいほどそのビット(またはシンボル)の信頼度(確からしさ)が高いと判定して、尤度値に基づく誤り訂正処理を行えばよい。また、算出した尤度情報を次の段の誤り訂正処理回路に送信することにより、次の段の誤り訂正に用いることができる。 The likelihood value can be calculated based on the distance between the coordinates of the ideal point to be transmitted and the coordinates of the received ideal point on the complex plane. The higher the likelihood value of a target bit (or symbol) is, the higher the reliability (probability) of the bit (or symbol) is determined, and error correction processing based on the likelihood value is performed. Further, by transmitting the calculated likelihood information to the error correction processing circuit of the next stage, it can be used for error correction of the next stage.

複素平面上の座標間の距離の算出方法としては、各軸上の座標値の差分の絶対値の和を用いて算出する方法などが考えられる。受信した座標が、理想の座標点と重なった場合が最大の尤度値をもつ場合であり、理想の座標点からの差分が増えるほど尤度値は減少する。複数の理想の座標点がある場合、理想の座標点の中間座標が最小の尤度値を持つこととなる。 As a method of calculating the distance between the coordinates on the complex plane, a method of calculating using the sum of the absolute values of the differences of the coordinate values on each axis can be considered. The maximum likelihood value is obtained when the received coordinates coincide with the ideal coordinate point, and the likelihood value decreases as the difference from the ideal coordinate point increases. If there are multiple ideal coordinate points, the intermediate coordinates of the ideal coordinate points will have the lowest likelihood value.

<尤度情報の具体例>
本実施の形態では、尤度情報として対数尤度比を用いる。尤度情報は、対数尤度比に限定されるものではなく、他の尤度情報を用いてもよい。以下では、尤度情報として対数尤度比を用いた場合の対数尤度比の具体例を、変調方式としてQPSKを用いた場合について説明する。
<Specific example of likelihood information>
In this embodiment, a logarithmic likelihood ratio is used as the likelihood information. The likelihood information is not limited to the log-likelihood ratio, and other likelihood information may be used. A specific example of the log-likelihood ratio when the log-likelihood ratio is used as the likelihood information will be described below in the case of using QPSK as the modulation scheme.

図4は、本発明の実施の形態に係る尤度情報を説明するための図である。送信側で設定した理想の座標点をXt1(XIt1、XQt1)、座標点Xt1と異なる隣接の信号点の座標点をXt2(XIt2、XQt2)、受信側の座標点Xr(XIr、XQr)とする。 FIG. 4 is a diagram for explaining likelihood information according to the embodiment of the present invention. Let Xt1 (XIt1, XQt1) be the ideal coordinate point set on the transmitting side, Xt2 (XIt2, XQt2) be the coordinate point of an adjacent signal point different from the coordinate point Xt1, and Xr (XIr, XQr) be the coordinate point on the receiving side. .

Arは受信側の誤り訂正前の振幅、At1は理想の座標点Xt1の理想的な振幅、At2は座標点Xt1と異なる隣接の座標点Xt2の振幅であり、φ1、φ2は、各々受信側の座標点XrとXt1、Xt2との位相差である。 Ar is the amplitude before error correction on the receiving side, At1 is the ideal amplitude of the ideal coordinate point Xt1, At2 is the amplitude of the adjacent coordinate point Xt2 different from the coordinate point Xt1, and φ1 and φ2 are the amplitudes of the receiving side. It is the phase difference between the coordinate point Xr and Xt1 and Xt2.

複素平面上で表すと、座標点と振幅及び位相の間には以下の関係式が成り立つ。
(XIr-XIt1)+j(XQr-XQt1)=(Ar/At1)exp(jφ1)
(XIr-XIt2)+j(XQr-XQt2)=(Ar/At2)exp(jφ2)
When expressed on the complex plane, the following relational expressions hold between the coordinate points and the amplitude and phase.
(XIr-XIt1)+j(XQr-XQt1)=(Ar/At1) exp(jφ1)
(XIr-XIt2)+j(XQr-XQt2)=(Ar/At2) exp(jφ2)

尤度値としては、例えば、送信側の座標と、受信側の座標における座標値の差の絶対値を用いて以下のように求めることができる。
L1=|XIr-XIt1|+|XQr-XQt1|
L2=|XIr-XIt2|+|XQr-XQt2|
The likelihood value can be obtained as follows using, for example, the absolute value of the difference between the coordinates on the transmitting side and the coordinates on the receiving side.
L1=|XIr−XIt1|+|XQr−XQt1|
L2=|XIr−XIt2|+|XQr−XQt2|

尤度比はこの2つの比であり、対数尤度比(LLR:Log-Likelihood Ratio)は、尤度比を対数変換することにより以下のように求めることができる。
LLR=ln(L1/L2)
The likelihood ratio is the ratio of these two, and the log-likelihood ratio (LLR) can be obtained by logarithmically transforming the likelihood ratio as follows.
LLR=ln(L1/L2)

尤度情報としては、尤度比を対数変換せず、LLR=L1/L2の値を尤度情報として用いることもできる。この場合、対数演算による演算処理量を削減し、それに必要な回路規模を削減することができる。また、尤度情報としては、座標値の差に基づく情報に限られず、確からしさを示す指標であれば他の情報を用いてもよい。 As the likelihood information, the value of LLR=L1/L2 can also be used as the likelihood information without logarithmically transforming the likelihood ratio. In this case, the amount of arithmetic processing by logarithmic arithmetic can be reduced, and the circuit scale required for it can be reduced. Further, the likelihood information is not limited to information based on the difference in coordinate values, and other information may be used as long as it is an index indicating likelihood.

上記では、1つの偏波信号(水平偏波光信号X)についての対数尤度比の算出例を説明したが、直交偏波多重伝送の場合の他方の偏波信号(垂直偏波光信号Y)においても同様にして対数尤度比を算出することができる。 In the above, an example of calculation of the log-likelihood ratio for one polarized signal (horizontally polarized optical signal X) was explained, but in the case of orthogonal polarization multiplexing transmission, the other polarized signal (vertically polarized optical signal Y) Similarly, the log-likelihood ratio can be calculated.

対数尤度比を求めるための対数変換の方法としては、演算器を用いて尤度比の対数値を求める方法があるが、ルックアップテーブルとして対数変換テーブルをメモリに保持しておき、このルックアップテーブルを参照して対応付けすることで対数値を求めてもよい。対数変換テーブルを用いることで対数変換のための演算器が不要となり、処理の高速化や回路規模削減の効果が得られる。 As a method of logarithmic transformation for obtaining the logarithmic likelihood ratio, there is a method of obtaining the logarithmic value of the likelihood ratio using a calculator. The logarithmic value may be obtained by referring to the up-table and making the correspondence. The use of the logarithmic conversion table eliminates the need for a computing unit for logarithmic conversion, thereby achieving the effects of speeding up processing and reducing circuit size.

対数変換テーブルについては、多くのパターンの変換表を持っておいてもよいし、部分的な対応表を保持しておき、対数関数の対称性や相似性等を利用して、任意の定数倍や任意の定数加算を組み合わせて対数値を求めてもよい。このようなハードウェア向けの簡略化した方法を用いることで、処理時間、回路規模、消費電力の削減効果が得られる。 As for the logarithmic conversion table, it is possible to keep a conversion table of many patterns, or keep a partial correspondence table, and use the symmetry and similarity of the logarithmic function to convert an arbitrary constant multiple or any constant addition may be combined to obtain the logarithmic value. By using such a simplified method for hardware, it is possible to reduce processing time, circuit scale, and power consumption.

図4では、変調方式としてQPSKを用いた場合の尤度情報の算出方法を説明したが、変調方式として他の変調方式を用いた場合においても、同様の方法で尤度情報を求めることができる。本実施の形態における誤り訂正は、変調方式に依存しないため、BPSK、8QAM、16QAM、64QAMや他の変調方式を用いた場合にも、同様の誤り訂正方法を適用することができる。 FIG. 4 illustrates the method of calculating likelihood information when QPSK is used as the modulation scheme, but the likelihood information can be obtained in a similar manner even when other modulation schemes are used as the modulation scheme. . Since the error correction in this embodiment does not depend on the modulation scheme, the same error correction method can be applied even when BPSK, 8QAM, 16QAM, 64QAM, or other modulation schemes are used.

例えば、BPSKを用いた場合には、送信側の理想の座標点をXt1(XIt1、0)、Xt2(XIt2、0)、受信側の誤り訂正前の座標Xr(XIr、0)として、Xrと、送信側の理想の座標点(Xt1、XIt2)との差分の絶対値の和等を用いて尤度情報を求めることができる。直交偏波多重伝送の場合の他方の偏波信号(垂直偏波光信号Y)においても同様にして尤度情報を算出することができる。 For example, when BPSK is used, Xt1 (XIt1, 0) and Xt2 (XIt2, 0) are the ideal coordinate points on the transmitting side, and Xr (XIr, 0) is the coordinate point before error correction on the receiving side. , the sum of the absolute values of the differences from the ideal coordinate points (Xt1, XIt2) on the transmission side. Likelihood information can be similarly calculated for the other polarization signal (vertically polarized optical signal Y) in the case of orthogonal polarization multiplexing transmission.

<1段目の誤り訂正処理>
図3における1段目の尤度算出回路#1(第1の尤度算出回路)には、光受信モジュール400から受信信号XI/XQ/YI/YQが供給される。尤度算出回路#1では、受信信号のビット(またはシンボル)毎に尤度情報#1として対数尤度比が算出される。出力する尤度情報#1はN1ビットとする。
<First-stage error correction processing>
Received signals XI/XQ/YI/YQ are supplied from the optical receiver module 400 to the likelihood calculation circuit #1 (first likelihood calculation circuit) in the first stage in FIG. The likelihood calculation circuit #1 calculates a logarithmic likelihood ratio as likelihood information #1 for each bit (or symbol) of the received signal. It is assumed that likelihood information #1 to be output has N1 bits.

1段目の誤り訂正処理回路#1(第1の誤り訂正処理回路)は、尤度情報#1を用いて入力されたデータ#1の誤り訂正を行う。誤り訂正処理回路#1は、尤度情報#1の大きさに基づいて、訂正処理を行うビット(またはシンボル)を決定する。例えば、誤り訂正すべきビット(またはシンボル)の候補のうち、対数尤度比の値が他の候補ビット(またはシンボル)より小さいビット(またはシンボル)について、誤り訂正を行う。確率的には尤度値が大きいビット(またはシンボル)は正しい可能性が高いビット(またはシンボル)なので、尤度値が小さいビット(またはシンボル)を訂正するのがよい。 The error correction processing circuit #1 (first error correction processing circuit) in the first stage performs error correction on the input data #1 using the likelihood information #1. The error correction processing circuit #1 determines bits (or symbols) to be corrected based on the magnitude of the likelihood information #1. For example, among bit (or symbol) candidates to be error-corrected, error correction is performed on bits (or symbols) whose log-likelihood ratio values are smaller than other candidate bits (or symbols). Bits (or symbols) with high likelihood values are probabilistically correct bits (or symbols), so it is better to correct bits (or symbols) with low likelihood values.

誤り訂正を行うかどうかの判定は、尤度情報の値の小さいものから順に所定の数のビット(またはシンボル)を選ぶ方法や、尤度情報の値が所定の閾値より小さいビット(またはシンボル)を選ぶ方法など様々な方法が考えられる。誤り訂正処理回路#1では、尤度情報に基づいて選択したビット(またはシンボル)の誤り訂正を行い、繰り返し復号を行わない。繰り返し復号を行わないことで、回路規模を小さくすることができる。 Whether or not to perform error correction can be determined by selecting a predetermined number of bits (or symbols) in descending order of likelihood information values, or by selecting bits (or symbols) whose likelihood information values are smaller than a predetermined threshold. There are various possible methods such as the selection of The error correction processing circuit #1 performs error correction on bits (or symbols) selected based on the likelihood information and does not perform iterative decoding. By not performing iterative decoding, the circuit scale can be reduced.

誤り訂正処理回路#1は、訂正したビット(またはシンボル)の尤度情報を更新し、冗長ビットに対応する尤度情報を削除して、誤り訂正後尤度情報#1を出力し、訂正したデータ#1から冗長ビットを削除してデータ#2を出力する。 The error correction processing circuit #1 updates the likelihood information of the corrected bit (or symbol), deletes the likelihood information corresponding to the redundant bit, outputs the error-corrected likelihood information #1, and corrects the error. Delete redundant bits from data #1 and output data #2.

<2段目の誤り訂正処理>
図3における2段目の尤度算出回路#2(第2の尤度算出回路)には、誤り訂正処理回路#1の誤り訂正後のデータ#2と更新された訂正後の尤度情報#1が供給される。
<Second-stage error correction processing>
Likelihood calculation circuit #2 (second likelihood calculation circuit) in the second stage in FIG. 1 is supplied.

尤度算出回路#2は、入力されるすべてのデータ#2に対して、ビット(またはシンボル)毎に尤度情報#2を作成する。出力する尤度情報#2はN2ビットとする。尤度算出回路#2は、誤り訂正処理回路#1で更新した後の誤り訂正後尤度情報#1(第1の尤度情報)を用いて、訂正後尤度情報#1の最下位から(N1-N2)ビット分の情報を削除することでN2ビットの尤度情報#2(第2の尤度情報)を作成する。 The likelihood calculation circuit #2 creates likelihood information #2 for each bit (or symbol) for all the input data #2. It is assumed that likelihood information #2 to be output has N2 bits. The likelihood calculation circuit #2 uses the post-error-correction likelihood information #1 (first likelihood information) updated by the error-correction processing circuit #1 to calculate from the least significant post-correction likelihood information #1 By deleting (N1-N2) bits of information, N2-bit likelihood information #2 (second likelihood information) is created.

尤度算出回路#2では、出力ビット数を、訂正後尤度情報#1の最下位から(N1-N2)ビット分の情報を減らすだけの処理を行うので、個別の尤度算出回路が不要となり、個別の算出回路を設ける場合に比べて大幅に回路規模を削減することができる。 In the likelihood calculation circuit #2, since the number of output bits is reduced by (N1-N2) bits from the least significant of the corrected likelihood information #1, no separate likelihood calculation circuit is required. Therefore, the circuit scale can be significantly reduced compared to the case where individual calculation circuits are provided.

2段目の誤り訂正処理回路#2(第2の誤り訂正処理回路)は、尤度情報#2を用いて入力されたデータ#2の誤り訂正を行う。本実施の形態では、誤り訂正処理回路#1と同様に誤り訂正すべきビット(またはシンボル)の候補のうち、尤度情報の値が他の候補ビット(またはシンボル)より小さいビット(またはシンボル)について、誤り訂正を行う。 The second-stage error correction processing circuit #2 (second error correction processing circuit) performs error correction on the input data #2 using the likelihood information #2. In the present embodiment, in the same manner as in error correction processing circuit #1, among bit (or symbol) candidates to be error-corrected, bits (or symbols) whose likelihood information values are smaller than other candidate bits (or symbols) error correction is performed.

誤り訂正を行うかどうかの判定は、誤り訂正処理回路#1と同様に、尤度情報の値の小さいものから順に所定の数のビット(またはシンボル)を選ぶ方法や、尤度情報の値が所定の閾値より小さいビット(またはシンボル)を選ぶ方法など様々な方法が考えられる。誤り訂正処理回路#2においても、誤り訂正処理回路#1と同様に、尤度情報に基づいて選択したビットの誤り訂正を行い、繰り返し復号処理を行わない。繰り返し復号処理を行わないことで、回路規模を小さくすることができる。 Similar to the error correction processing circuit #1, the determination as to whether or not to perform error correction is performed by selecting a predetermined number of bits (or symbols) in descending order of the likelihood information value, or Various methods are conceivable, such as a method of selecting bits (or symbols) smaller than a predetermined threshold. Similarly to the error correction circuit #1, the error correction circuit #2 corrects the error of the selected bit based on the likelihood information and does not perform the iterative decoding process. By not performing iterative decoding processing, the circuit scale can be reduced.

誤り訂正処理回路#2は、訂正が生じたビット(またはシンボル)の尤度情報を更新し、冗長ビットに対応する尤度情報を削除して、誤り訂正後尤度情報#2を出力し、訂正したデータ#2から冗長ビットを削除してデータ#3を出力する。 The error correction processing circuit #2 updates the likelihood information of the corrected bit (or symbol), deletes the likelihood information corresponding to the redundant bit, and outputs error-corrected likelihood information #2, Delete redundant bits from the corrected data #2 and output data #3.

<3段目の誤り訂正処理>
図3における3段目の尤度算出回路#3(第3の尤度算出回路)には、誤り訂正処理回路#2の訂正後のデータ#3と更新された訂正後の尤度情報#2が供給される。
<Third-stage error correction processing>
The likelihood calculation circuit #3 (third likelihood calculation circuit) in the third stage in FIG. is supplied.

尤度算出回路#3は、入力されるすべてのデータ#3に対して、ビット(またはシンボル)毎に尤度情報#3を作成する。出力する尤度情報#3はN3ビットとする。尤度算出回路#3は、誤り訂正処理回路#2で更新した後の誤り訂正後尤度情報#2を用いて、訂正後尤度情報#2の最下位から(N2-N3)ビット分の情報を削除することでN3ビットの尤度情報#3を作成する。 The likelihood calculation circuit #3 creates likelihood information #3 for each bit (or symbol) for all the input data #3. It is assumed that likelihood information #3 to be output has N3 bits. The likelihood calculation circuit #3 uses the post-error correction likelihood information #2 updated by the error correction processing circuit #2 to calculate (N2-N3) bits from the least significant post-correction likelihood information #2. By deleting the information, N3-bit likelihood information #3 is created.

尤度算出回路#3では、出力ビット数を、訂正後尤度情報#2の最下位から(N2-N3)ビット分減らすだけの処理を行うので、個別の尤度算出回路が不要となり、個別の算出回路を設ける場合に比べて大幅に回路規模を削減することができる。 The likelihood calculation circuit #3 performs a process of reducing the number of output bits from the least significant (N2-N3) bits of the post-correction likelihood information #2. The circuit scale can be significantly reduced as compared with the case of providing a calculation circuit for .

3段目の誤り訂正処理回路#3(第3の誤り訂正処理回路)は、尤度情報#3を用いて入力されたデータ#3の誤り訂正を行う。本実施の形態では、誤り訂正処理回路#1、誤り訂正処理回路#2と同様に誤り訂正すべきビット(またはシンボル)の候補のうち、尤度情報の値が他の候補ビット(またはシンボル)より小さいビット(またはシンボル)について、誤り訂正を行う。 The error correction processing circuit #3 (third error correction processing circuit) in the third stage performs error correction on the input data #3 using the likelihood information #3. In the present embodiment, similar to error correction processing circuit #1 and error correction processing circuit #2, among candidates for bits (or symbols) to be error-corrected, values of likelihood information of other candidate bits (or symbols) Perform error correction on smaller bits (or symbols).

誤り訂正を行うかどうかの判定は、誤り訂正処理回路#1、誤り訂正処理回路#2と同様に、尤度情報の値の小さいものから順に所定の数のビット(またはシンボル)を選ぶ方法や、尤度情報の値が所定の閾値より小さいビット(またはシンボル)を選ぶ方法など様々な方法が考えられる。誤り訂正処理回路#3においても、誤り訂正処理回路#1、誤り訂正処理回路#2と同様に、尤度情報に基づいて選択したビットの誤り訂正を行い、繰り返し復号処理を行わない。繰り返し復号処理を行わないことで、回路規模を小さくすることができる。 Whether or not to perform error correction is determined by selecting a predetermined number of bits (or symbols) in descending order of likelihood information values, as in error correction processing circuit #1 and error correction processing circuit #2. , a method of selecting bits (or symbols) whose likelihood information value is smaller than a predetermined threshold, and the like. Similarly to the error correction processing circuit #1 and the error correction processing circuit #2, the error correction processing circuit #3 also performs error correction of bits selected based on the likelihood information, and does not perform iterative decoding processing. By not performing iterative decoding processing, the circuit scale can be reduced.

誤り訂正処理回路#3は、訂正したデータ#3から冗長ビットを削除して、最終の受信データを出力する。最終段であるため、誤り訂正後尤度情報を出力しなくてもよいが、誤り訂正の状態の解析等をするために、誤り訂正後尤度情報を出力するようにしてもよい。 The error correction processing circuit #3 deletes redundant bits from the corrected data #3 and outputs the final received data. Since it is the final stage, it is not necessary to output post-error-correction likelihood information, but post-error-correction likelihood information may be output in order to analyze the state of error correction or the like.

上述した本実施の形態の誤り訂正処理回路#1、誤り訂正処理回路#2、誤り訂正処理回路#3では、繰り返し復号を行わない構成を例として説明したが、全ての誤り訂正処理回路で、繰り返し復号を行わないように構成する必要はなく、少なくとも1つの誤り訂正処理回路で、繰り返し復号を行わないように構成してもよい。 In the error correction processing circuit #1, the error correction processing circuit #2, and the error correction processing circuit #3 of the present embodiment described above, a configuration in which iterative decoding is not performed has been described as an example. Iterative decoding need not be performed, and at least one error correction processing circuit may be configured not to perform iterative decoding.

また、冗長度が大きく繰り返し復号を行う従来の誤り訂正処理の符号と冗長度の低い繰り返し復号処理無しの符号を組み合わせる構成例も考えられる。このような構成は、回路規模を低減させることはできないが、既存の繰り返し復号処理を行う回路に、回路規模の小さい回路を追加することで、誤り訂正能力の性能改善が期待できる。例えば、冗長度1%の場合、繰り返し演算しても誤り訂正能力が向上しない可能性が高いので、既存の繰り返し復号処理有りの回路に、冗長度1%程度と低く繰り返し復号処理無しの回路を追加するような構成も考えられる。 In addition, a configuration example may be conceived in which a conventional error correction code having high redundancy and performing iterative decoding is combined with a code having low redundancy and not performing iterative decoding. Such a configuration cannot reduce the circuit scale, but by adding a circuit with a small circuit scale to an existing circuit that performs iterative decoding processing, an improvement in error correction capability can be expected. For example, if the redundancy is 1%, there is a high possibility that the error correction capability will not improve even if iterative calculations are performed. An additional configuration is also conceivable.

また、上述した本実施の形態の尤度算出回路#2、尤度算出回路#3では、前段から送信された尤度情報を利用して尤度情報を生成したが、2段目以降の全ての復号処理で前段の尤度情報を利用するように構成する必要はなく、少なくとも1つの復号処理で、前段の復号処理の尤度情報を利用するようにしてもよい。 In the likelihood calculation circuit #2 and the likelihood calculation circuit #3 of the present embodiment described above, likelihood information is generated using the likelihood information transmitted from the previous stage. It is not necessary to use the likelihood information of the previous stage in the decoding process, and at least one decoding process may use the likelihood information of the previous decoding process.

また、各段の誤り訂正処理では、訂正候補が1つだけであれば無条件で訂正すると判断してもよいし、尤度情報に基づき閾値判定して訂正するかどうかを判断してから訂正してもよい。訂正候補が複数ある場合は、誤って訂正する可能性が高くなってしまうので、訂正するかしないかは、そのビットの尤度情報に基づいて判断することができる。例えば、尤度値が所定の閾値より小さければ訂正して、所定の閾値より大きければ訂正しないようにすればよい。 Further, in the error correction process at each stage, if there is only one correction candidate, it may be determined that the correction is to be performed unconditionally. You may If there are multiple correction candidates, the possibility of erroneous correction increases, so whether or not to correct can be determined based on the likelihood information of the bit. For example, if the likelihood value is smaller than a predetermined threshold, it is corrected, and if it is larger than the predetermined threshold, it is not corrected.

このように、本実施の形態の尤度算出回路#1、尤度算出回路#2、尤度算出回路#3では、ビット(またはシンボル)毎に尤度情報を出力するが、2段目、3段目の誤り訂正処理では、前段で求められた尤度情報を利用して、誤り訂正が行われたビットにおいてのみ尤度情報が更新される。また、後段へ尤度情報を送信する場合に、訂正後尤度情報の出力ビット数を、最下位ビットからビット数を減らしていくので、結果的に、1段目の尤度情報を再利用することになる。 As described above, likelihood calculation circuit #1, likelihood calculation circuit #2, and likelihood calculation circuit #3 of the present embodiment output likelihood information for each bit (or symbol). In the error correction process of the third stage, the likelihood information obtained in the previous stage is used to update the likelihood information only in the error-corrected bits. Also, when transmitting the likelihood information to the subsequent stage, since the number of output bits of the corrected likelihood information is reduced from the least significant bit, as a result, the likelihood information of the first stage is reused. will do.

実際の回路では、3段の場合の最小のビット数の設定である、N1、N2、N3=3、2、1ビットとした時に、尤度情報のビット幅は最小限(3、2、1ビットの組み合わせ)でも十分であり、十分に性能があることが分かっている。また、誤り訂正を3段にした場合でも、2段目、3段目の尤度算出処理は、1段目に比べて大幅に算出処理数が少ないため、各段で尤度情報をすべて算出する場合に比べ、処理時間、回路規模、消費電力とも小さくすることができる。 In an actual circuit, when N1, N2, N3=3, 2, 1 bits, which is the minimum number of bits set for three stages, the bit width of the likelihood information is the minimum (3, 2, 1 bit combination) is also sufficient and has been found to perform well. In addition, even when error correction is performed in three stages, the likelihood calculation processing in the second and third stages has a significantly smaller number of calculation processes than in the first stage, so all likelihood information is calculated in each stage. Processing time, circuit scale, and power consumption can all be reduced compared to the case of

尤度情報とはビット毎の信頼度を表すものである。受信データの信頼度は、理想の座標点からの差分が大きくなるほど減少するので、第1の誤り訂正が正しい確率が高い場合は、第1の誤り訂正において訂正する対象となったビットの信頼度は増加することになる。 Likelihood information represents reliability for each bit. Since the reliability of the received data decreases as the difference from the ideal coordinate point increases, when the probability that the first error correction is correct is high, the reliability of the bit to be corrected in the first error correction is will increase.

一方で、第1の誤り訂正が正しい確率が低い場合は、第1の誤り訂正で訂正する候補となったビット(またはシンボル)の確からしさを減少させるだけとし、当該ビット(またはシンボル)の誤り訂正は行わないようにすればよい。第2の誤り訂正についても同様である。 On the other hand, when the probability that the first error correction is correct is low, only the probability of the bit (or symbol) that is a candidate for correction by the first error correction is reduced, and the error of the bit (or symbol) is reduced. Correction should not be made. The same is true for the second error correction.

本実施の形態では、尤度情報の出力ビット数を減らすことにより、各段の誤り訂正処理で誤っている可能性が高いと推測されるビットの確からしさを減少させることで、次の段の誤り訂正処理で訂正できる確率を高めることができるので、少ない冗長度、及び少ない尤度情報のビット数であっても、誤り訂正の性能を向上させ、高い性能を維持することができる。 In the present embodiment, by reducing the number of output bits of the likelihood information, the probability of the bits that are highly likely to be erroneous in the error correction processing of each stage is reduced. Since the probability of error correction processing can be increased, error correction performance can be improved and high performance can be maintained even with a small redundancy and a small number of bits of likelihood information.

<誤り訂正符号化装置の動作>
図5は、本発明の実施の形態に係る誤り訂正符号化装置の動作を説明するための図である。図5の構成例における符号長及び冗長度は、以下に説明する符号長及び冗長度に限定されるものではなく、適用される伝送路の状態や通信装置の回路規模に応じて適宜定めることができる。
<Operation of Error Correction Coding Device>
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the error correction coding device according to the embodiment of the present invention. The code length and redundancy in the configuration example of FIG. 5 are not limited to the code length and redundancy described below, and can be appropriately determined according to the state of the applied transmission line and the circuit scale of the communication device. can.

図5の構成例では、軟判定の誤り訂正符号として、LDPC符号を採用している。LDPC符号は符号長が短いため回路規模は非常に小さくすることができる。LDPCのように高性能な誤り訂正では、符号長が大きくなるほど回路規模は大きくなるので、図5に示すように、冗長ビット付加回路#3、冗長ビット付加回路#2の符号長を短くすることで、回路規模を小さくすることができる。 In the configuration example of FIG. 5, an LDPC code is used as the soft-decision error correction code. Since the LDPC code has a short code length, the circuit scale can be made very small. In high-performance error correction such as LDPC, the larger the code length, the larger the circuit scale. Therefore, as shown in FIG. Therefore, the circuit scale can be reduced.

図5において、冗長ビット付加回路#3では、1028ビット×145行の送信データ(情報ビット)の各行に対して10ビットの冗長ビットが付加され、結果的に1038(1028+10)ビット×145行のデータ#3が出力される。冗長ビット付加回路#3における符号長は、1038ビット、冗長度は、1038/1028=1.010である。 In FIG. 5, redundant bit addition circuit #3 adds 10 redundant bits to each row of transmission data (information bits) of 1028 bits.times.145 rows, resulting in 1038 (1028+10) bits.times.145 rows. Data #3 is output. The code length in redundant bit addition circuit #3 is 1038 bits, and the redundancy is 1038/1028=1.010.

冗長ビット付加回路#2では、18ビットのPAD(桁数を揃えるための付加ビット。パディングビット)が付加され、224ビット×672行のデータの各行に対して8ビットの冗長ビットが付加され、結果的に232(224+8)ビット×672行のデータ#2が出力される。冗長ビット付加回路#2における符号長は、232ビット、冗長度は、232/224=1.036である。 Redundant bit adding circuit #2 adds 18-bit PAD (additional bit for aligning the number of digits; padding bit), and adds 8-bit redundant bit to each row of 224 bits x 672 rows of data. As a result, 232 (224+8) bits x 672 rows of data #2 are output. The code length in redundant bit addition circuit #2 is 232 bits, and the redundancy is 232/224=1.036.

冗長ビット付加回路#1では、入力されたデータがX偏波とY偏波に分配され、X偏波、Y偏波のそれぞれにおいて、77952ビットのデータに対して8000ビットの冗長ビットが付加され、X偏波、Y偏波のそれぞれにおいて、85952ビットのデータ#1が出力される。冗長ビット付加回路#3における符号長は、85952ビット、冗長度は、85952/77952=1.102である。ここで、冗長ビット付加回路#3、#2、#1において付加する冗長ビット数の値、及びデータのビット数・行数等の値は1例であり、いずれも任意のビット数でよい。 Redundant bit addition circuit #1 divides the input data into X-polarized waves and Y-polarized waves, and adds 8000 redundant bits to 77952-bit data in each of the X-polarized waves and Y-polarized waves. , X polarization, and Y polarization, 85952-bit data #1 is output. The code length in redundant bit adding circuit #3 is 85952 bits, and the redundancy is 85952/77952=1.102. Here, the values of the number of redundant bits added in the redundant bit adding circuits #3, #2, and #1, and the number of data bits, number of rows, etc., are examples, and any number of bits may be used.

誤り訂正符号化装置から、X偏波光信号用データの複素平面上での水平成分及び直交成分を示すXI及びXQ、及びY偏波光信号用データの複素平面上での水平成分及び直交成分を示すYI及びYQが出力される。XI及びXQ、YI及びYQは、光送信モジュール300において搬送波の複素平面上の座標にマッピングされ、光ファイバ伝送路500を経由して受信側に伝送される。 XI and XQ indicating the horizontal component and the orthogonal component on the complex plane of the data for the X-polarized optical signal, and the horizontal component and the orthogonal component on the complex plane for the data for the Y-polarized optical signal from the error correcting encoder. YI and YQ are output. XI and XQ, YI and YQ are mapped to coordinates on the complex plane of the carrier wave in the optical transmission module 300 and transmitted to the receiving side via the optical fiber transmission line 500 .

<誤り訂正装置の動作>
図6は、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置の動作を説明するための図である。図6の構成例における符号長及び冗長度は、図5の構成例に対応させたものである。
<Operation of error correction device>
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the error correction device according to the embodiment of the present invention. The code length and redundancy in the configuration example of FIG. 6 correspond to the configuration example of FIG.

尤度算出回路#1には、光受信モジュール400から、受信信号XI/XQ/YI/YQが供給される。尤度算出回路#1では、受信信号のビット(またはシンボル)毎に対数尤度比(LLR)が算出される。ここで、対数尤度比はN1ビットで構成されている。 The received signals XI/XQ/YI/YQ are supplied from the optical receiver module 400 to the likelihood calculation circuit #1. The likelihood calculation circuit #1 calculates a log-likelihood ratio (LLR) for each bit (or symbol) of the received signal. Here, the log-likelihood ratio is composed of N1 bits.

誤り訂正処理回路#1では、尤度算出回路#1から供給された尤度情報#1を用いて入力データ#1に対する誤り訂正処理が実行される。誤り訂正すべきビット(またはシンボル)の候補のうち、対数尤度比の値が他の候補ビット(またはシンボル)より小さいビット(またはシンボル)について、誤り訂正を行う。誤り訂正を行うかどうかの判定は、尤度情報の値の小さいものから順に所定の数のビット(またはシンボル)を選ぶ方法や、尤度情報の値が所定の閾値より小さいビット(またはシンボル)を選ぶ方法など様々な方法が考えられる。誤り訂正処理回路#1では、繰り返し復号を行わない。 The error correction processing circuit #1 executes error correction processing on the input data #1 using the likelihood information #1 supplied from the likelihood calculation circuit #1. Of the bit (or symbol) candidates for error correction, error correction is performed on a bit (or symbol) having a log-likelihood ratio smaller than that of other candidate bits (or symbols). Whether or not to perform error correction can be determined by selecting a predetermined number of bits (or symbols) in descending order of likelihood information values, or by selecting bits (or symbols) whose likelihood information values are smaller than a predetermined threshold. There are various possible methods such as the selection of The error correction processing circuit #1 does not perform iterative decoding.

誤り訂正処理回路#1は、訂正したビット(またはシンボル)の尤度情報を更新し、冗長ビットに対応する尤度情報を削除して、誤り訂正後尤度情報#1を出力し、訂正したデータ#1から冗長ビットを削除してデータ#2を出力する。 The error correction processing circuit #1 updates the likelihood information of the corrected bit (or symbol), deletes the likelihood information corresponding to the redundant bit, outputs the error-corrected likelihood information #1, and corrects the error. Delete redundant bits from data #1 and output data #2.

尤度算出回路#2には、X偏波用のデータとY偏波用のデータが合体され、誤り訂正処理回路#1の訂正後のデータ#2と訂正後の尤度情報#1(LLR)が供給される。尤度算出回路#2では、受信信号のビット(またはシンボル)毎に尤度情報#2(LLR)が作成される。ここで、尤度情報#2はN2ビットで構成されている。尤度算出回路#2では、訂正後尤度情報#1の最下位から1ビット分の情報を減らす処理により尤度情報#2を作成する。 In the likelihood calculation circuit #2, the data for the X polarization and the data for the Y polarization are combined, and the corrected data #2 of the error correction processing circuit #1 and the corrected likelihood information #1 (LLR ) is supplied. The likelihood calculation circuit #2 creates likelihood information #2 (LLR) for each bit (or symbol) of the received signal. Here, the likelihood information #2 is composed of N2 bits. The likelihood calculation circuit #2 generates likelihood information #2 by subtracting one bit from the least significant bit of the corrected likelihood information #1.

誤り訂正処理回路#2では、尤度算出回路#2から供給された尤度情報を用いて、訂正処理回路#1の出力データ#2に対する誤り訂正処理が実行される。誤り訂正処理回路#1と同様に誤り訂正すべきビット(またはシンボル)の候補のうち、尤度情報の値が他の候補ビット(またはシンボル)より小さいビット(またはシンボル)について、誤り訂正を行う。誤り訂正を行うかどうかの判定は、尤度情報の値の小さいものから順に所定の数のビット(またはシンボル)を選ぶ方法や、尤度情報の値が所定の閾値より小さいビット(またはシンボル)を選ぶ方法など様々な方法が考えられる。誤り訂正処理回路#2では、繰り返し復号を行わない。 The error correction processing circuit #2 uses the likelihood information supplied from the likelihood calculation circuit #2 to perform error correction processing on the output data #2 of the correction processing circuit #1. As in error correction processing circuit #1, error correction is performed on bits (or symbols) among bit (or symbol) candidates to be error-corrected that have smaller likelihood information values than other candidate bits (or symbols). . Whether or not to perform error correction can be determined by selecting a predetermined number of bits (or symbols) in descending order of likelihood information values, or by selecting bits (or symbols) whose likelihood information values are smaller than a predetermined threshold. There are various possible methods such as the selection of The error correction processing circuit #2 does not perform iterative decoding.

誤り訂正処理回路#2は、訂正が生じたビット(またはシンボル)の尤度情報を更新し、冗長ビットに対応する尤度情報を削除して、誤り訂正後尤度情報#2を出力し、訂正したデータ#2から冗長ビットを削除してデータ#3を出力する。 The error correction processing circuit #2 updates the likelihood information of the corrected bit (or symbol), deletes the likelihood information corresponding to the redundant bit, and outputs error-corrected likelihood information #2, Delete redundant bits from the corrected data #2 and output data #3.

尤度算出回路#3には、訂正処理回路#2の訂正後のデータ#3と訂正後の尤度情報#2(LLR)からPADデータが除去されたデータが供給される。尤度算出回路#3では、受信信号のビット(またはシンボル)毎に尤度情報#3(LLR)が算出される。ここで、対数尤度比はN3ビットで構成されている。尤度算出回路#3では、訂正後尤度情報#2の最下位から1ビット分の情報を減らす処理により尤度情報#3を作成する。 The likelihood calculation circuit #3 is supplied with the corrected data #3 of the correction processing circuit #2 and data obtained by removing the PAD data from the corrected likelihood information #2 (LLR). The likelihood calculation circuit #3 calculates likelihood information #3 (LLR) for each bit (or symbol) of the received signal. Here, the log-likelihood ratio is composed of N3 bits. The likelihood calculation circuit #3 generates likelihood information #3 by performing a process of subtracting one bit from the least significant bit of the corrected likelihood information #2.

誤り訂正処理回路#3では、尤度算出回路#3から供給された尤度情報#3を用いて、訂正処理回路#2の出力データ#3に対する誤り訂正処理が実行される。誤り訂正処理回路#1、誤り訂正処理回路#2と同様に誤り訂正すべきビット(またはシンボル)の候補のうち、尤度情報の値が他の候補ビット(またはシンボル)より小さいビット(またはシンボル)について、誤り訂正を行う。誤り訂正処理回路#3では、繰り返し復号を行わない。 The error correction processing circuit #3 uses the likelihood information #3 supplied from the likelihood calculation circuit #3 to perform error correction processing on the output data #3 of the correction processing circuit #2. Similar to the error correction processing circuit #1 and error correction processing circuit #2, of the bit (or symbol) candidates to be error-corrected, bits (or symbols) whose likelihood information values are smaller than other candidate bits (or symbols) ) is corrected. The error correction processing circuit #3 does not perform iterative decoding.

<誤り訂正符号化方法の動作>
図7は、本発明の実施の形態に係る誤り訂正方法の符号化動作を説明するためのフロー図である。本実施の形態の符号化動作は、冗長ビット付加回路#3、冗長ビット付加回路#2、冗長ビット付加回路#1を備えた誤り訂正符号化装置10において実行される。
<Operation of Error Correction Encoding Method>
FIG. 7 is a flowchart for explaining the encoding operation of the error correction method according to the embodiment of the present invention. The encoding operation of the present embodiment is performed in an error correcting encoder 10 having redundant bit adding circuit #3, redundant bit adding circuit #2, and redundant bit adding circuit #1.

誤り訂正符号化装置10に、送信データが入力されると(ステップS1-1)、冗長ビット付加回路#3において、冗長ビットが付加される(ステップS1-2)。 When transmission data is input to the error correction coding apparatus 10 (step S1-1), redundant bits are added in the redundant bit adding circuit #3 (step S1-2).

冗長ビット付加回路#3の出力データに対してPADが付加され(ステップS1-3)、冗長ビット付加回路#2において冗長ビットが付加される(ステップS1-4)。 PAD is added to the output data of redundant bit adding circuit #3 (step S1-3), and redundant bits are added in redundant bit adding circuit #2 (step S1-4).

冗長ビット付加回路#2の出力データがX偏波、Y偏波用のデータとして分配され(ステップS1-5)、冗長ビット付加回路#1において冗長ビットがX偏波、Y偏波のそれぞれのデータに付加される(ステップS1-6)。 The output data of redundant bit adding circuit #2 is distributed as data for X polarized wave and Y polarized wave (step S1-5). It is added to the data (step S1-6).

冗長ビット付加回路#1において冗長ビットが付加されたデータは、XI/XQ/YI/YQデータとして出力される(ステップS1-7)。 The data added with redundant bits in the redundant bit addition circuit #1 is output as XI/XQ/YI/YQ data (step S1-7).

<誤り訂正方法の動作>
図8は、本発明の実施の形態に係る誤り訂正方法の誤り訂正動作を説明するためのフロー図である。本実施の形態の誤り訂正動作は、尤度算出回路#1、誤り訂正処理回路#1、尤度算出回路#2、誤り訂正処理回路#2、尤度算出回路#3、誤り訂正処理回路#3を備えた誤り訂正装置20において実行される。
<Operation of Error Correction Method>
FIG. 8 is a flowchart for explaining the error correction operation of the error correction method according to the embodiment of the present invention. The error correction operation of this embodiment includes a likelihood calculation circuit #1, an error correction processing circuit #1, a likelihood calculation circuit #2, an error correction processing circuit #2, a likelihood calculation circuit #3, and an error correction processing circuit #. 3 in the error correction device 20.

誤り訂正装置20に、光受信モジュール400から、受信信号XI/XQ/YI/YQが供給されると(ステップS2-1)、尤度算出回路#1では、X偏波/Y偏波のデータのビット(またはシンボル)毎に尤度情報#1が算出される(ステップS2-2)。 When the received signal XI/XQ/YI/YQ is supplied from the optical receiver module 400 to the error correction device 20 (step S2-1), the likelihood calculation circuit #1 calculates data of the X polarized wave/Y polarized wave. Likelihood information #1 is calculated for each bit (or symbol) of (step S2-2).

誤り訂正処理回路#1では、尤度算出回路#1から供給された尤度情報#1を用いて、X偏波/Y偏波のデータ#1に対する誤り訂正処理が実行される(ステップS2-3)。 The error correction processing circuit #1 uses the likelihood information #1 supplied from the likelihood calculation circuit #1 to perform error correction processing on the data #1 of X polarization/Y polarization (step S2- 3).

尤度算出回路#2には、X偏波用のデータとY偏波用のデータが合体され、誤り訂正処理回路#1の訂正後のデータ#2と訂正後の尤度情報#1が供給され(ステップS2-4)、訂正後尤度情報#1の最下位から1ビット分の情報を減らす処理により尤度情報#2を作成される(ステップS2-5)。 The likelihood calculation circuit #2 combines the data for the X polarization and the data for the Y polarization, and supplies the corrected data #2 and the corrected likelihood information #1 of the error correction processing circuit #1. (step S2-4), and likelihood information #2 is created by a process of subtracting one bit from the least significant bit of the corrected likelihood information #1 (step S2-5).

誤り訂正処理回路#2では、尤度算出回路#2から供給された尤度情報#2を用いて、訂正処理回路#1の出力データ#2に対する誤り訂正処理が実行される(ステップS2-6)。 The error correction processing circuit #2 uses the likelihood information #2 supplied from the likelihood calculation circuit #2 to perform error correction processing on the output data #2 of the correction processing circuit #1 (step S2-6). ).

尤度算出回路#3には、訂正処理回路#2の訂正後のデータ#3と訂正後の尤度情報#2からPADデータが除去されたデータが供給され(ステップS2-7)、訂正後尤度情報#2の最下位から1ビット分の情報を減らす処理により尤度情報#3が作成される(ステップS2-8)。 The likelihood calculation circuit #3 is supplied with the corrected data #3 of the correction processing circuit #2 and the data obtained by removing the PAD data from the corrected likelihood information #2 (step S2-7). Likelihood information #3 is created by a process of subtracting one bit from the least significant bit of likelihood information #2 (step S2-8).

誤り訂正処理回路#3では、尤度算出回路#3から供給された尤度情報#3を用いて、訂正処理回路#2の出力データ#3に対する誤り訂正処理が実行され(ステップS2-9)、受信データが出力される(ステップS2-10)。 The error correction processing circuit #3 uses the likelihood information #3 supplied from the likelihood calculation circuit #3 to perform error correction processing on the output data #3 of the correction processing circuit #2 (step S2-9). , the received data is output (step S2-10).

<本発明の実施の形態の効果>
本実施の形態によれば、冗長ビット数を減らすことで回路規模は小さくなるが、誤り訂正が3段以上とすれば訂正能力は上がるので、回路規模を小さくしつつ、誤り訂正能力の低下を抑えることができる。また、最終段の誤り訂正処理における尤度情報のビット数を1ビット程度まで減らせるので、回路規模を小さくしつつ、誤り訂正能力の低下を抑えることができる。
<Effects of the embodiment of the present invention>
According to the present embodiment, although the circuit size is reduced by reducing the number of redundant bits, the error correction capability is improved if the error correction is performed in three or more stages. can be suppressed. In addition, since the number of bits of likelihood information in the error correction process at the final stage can be reduced to about 1 bit, it is possible to suppress deterioration in error correction capability while reducing the circuit scale.

<冗長度、および尤度情報のビット数と回路規模の関係>
尤度値のビット数が多い方が、訂正能力は高くなるが、尤度情報のビット数を大きくすると回路規模が増えてしまうので、現実的には 4ビット程度が上限と考えられる。
<Relationship between Redundancy and Number of Bits of Likelihood Information and Circuit Scale>
The larger the number of bits of the likelihood value, the higher the correction capability.

尤度情報のビット数は、誤っている可能性が高いと推測されるビットが多い場合に多くのビット数が必要であり、通常は、訂正毎に誤っている可能性の高いビットが減っていくことから、前段側の誤り訂正と比較して後段側の誤り訂正の方が、少ないビット数の尤度情報で誤っている可能性の高いビットを特定することができる。 As for the number of bits of likelihood information, a large number of bits is required when there are many bits that are estimated to be likely to be erroneous. Therefore, it is possible to specify a bit with a high possibility of being erroneous with likelihood information having a smaller number of bits in the error correction in the latter stage than in the error correction in the former stage.

また、前段の尤度情報のビット数は、多くの誤っている可能性の高いビットを表現できるので、例えば、1段目の尤度情報#1を使うデータ#1は、冗長度10%程度の訂正能力の高い符号にする必要があるが、最終段の尤度情報#3を使うデータ#3は、少ないビットしか表現できないので、冗長度1%程度の訂正能力の低い符号が演算と結果のバランスがよくなる。 Also, since the number of bits of the likelihood information in the previous stage can express many bits that are highly likely to be erroneous, for example, the data #1 using the likelihood information #1 in the first stage has a redundancy of about 10%. However, since the data #3 that uses the likelihood information #3 in the final stage can only express a small number of bits, a code with a low correction capability with a redundancy of about 1% is used for the calculation and the result. better balance.

本実施の形態のように3段の軟判定誤り訂正処理を行う場合、3段の誤り訂正処理における冗長度の組み合わせとして、誤り訂正処理回路#1,#2,#3の冗長度を、それぞれおよそ、10%、4%、1%とした構成を例として説明する。これは、冗長度15%の1段(1種類)の誤り訂正のみの場合よりも、合計の冗長度が同程度(15%程度)となる冗長度10%+4%+1%のような3段構成(異なる3種類)の誤り訂正とした場合の方が、誤り訂正処理の性能がよくなることに基づいている。 When three-stage soft-decision error correction processing is performed as in the present embodiment, the redundancies of error correction processing circuits #1, #2, and #3 are respectively set as a combination of redundancies in three-stage error correction processing. A configuration of approximately 10%, 4%, and 1% will be described as an example. This is 3 stages such as 10% + 4% + 1% redundancy where the total redundancy is about the same (about 15%) as compared to the case of only one stage (one type) of error correction with 15% redundancy. This is based on the fact that the performance of the error correction processing is better when the error correction is performed with the configuration (three different types).

また、復号時に複数段の誤り訂正処理を行うため、前段より後段の方が誤りが少なくなっている可能性が高いと考えられることから、復号時の前段より後段の冗長度が小さくなるように組み合わせた構成とすることにより、全体の誤り訂正の性能を向上させることができる。これらから、冗長度と尤度値の組み合わせは、冗長度10%(尤度情報#1のN1=3ビット)、冗長度4%(尤度情報#2のN2=2ビット)、冗長度1%(尤度情報#3のN3=1ビット)の組み合わせを、誤り訂正の性能が良い条件の1例として構成することができる。 In addition, since multiple stages of error correction processing are performed during decoding, it is likely that there are fewer errors in the latter stage than in the previous stage. The combined configuration can improve the overall error correction performance. From these, the combination of redundancy and likelihood value is 10% redundancy (N1 = 3 bits of likelihood information #1), 4% redundancy (N2 = 2 bits of likelihood information #2), 1 redundancy A combination of % (N3=1 bit of likelihood information #3) can be configured as an example of conditions for good error correction performance.

尤度情報のビット数を1ビット減らすと尤度値がとれる最大値は半減することから、各段の誤り訂正処理では訂正される誤りの数が、後段に進むにしたがって半減する程度となるような誤り訂正回路とする(冗長度等を設定する)ことにより尤度情報の利用効率を高くすることができる。そのため、前述の冗長度と尤度値の組み合わせ例(冗長度10%、4%、1%、尤度情報ビット数3、2、1)は、尤度情報の利用効率を高くできる条件の1例となっている。 If the number of bits of the likelihood information is reduced by one bit, the maximum value of the likelihood value is halved. Efficiency of using the likelihood information can be increased by using a simple error correction circuit (setting redundancy, etc.). Therefore, the aforementioned example of combination of redundancy and likelihood value (redundancy 10%, 4%, 1%, likelihood information bit number 3, 2, 1) is one of the conditions for increasing the utilization efficiency of likelihood information. It is an example.

シミュレーション結果によれば、尤度情報のビット数を3、2、1とした場合は、尤度情報のビット数を3、3、3とした場合と比較して、ほぼ同程度の性能が維持されていることが確認できた。本実施形態のように、複数の誤り訂正処理を能力の高い順に並べることで、前段から順に尤度情報のビット数を3→2→1ビットにした場合でも、高い性能が維持される。 According to simulation results, when the number of bits of likelihood information is set to 3, 2, and 1, the performance is maintained at approximately the same level as when the number of bits of likelihood information is set to 3, 3, and 3. It was confirmed that By arranging a plurality of error correction processes in descending order of capability as in the present embodiment, high performance is maintained even when the number of bits of likelihood information is changed from 3 to 2 to 1 in order from the previous stage.

一方、回路規模に関しては、尤度情報のビット数を、前段から後段へ減らす(3→2→1)際は、単純に下位のビット分の情報を削除するだけでよく、ビット数を変えるための余分な回路は必要ない。さらに、尤度情報のビット数が3ビットの回路規模に対し、尤度情報のビット数を2ビットにすると回路規模は1/2に、尤度情報のビット数を1ビットにすると回路規模は1/4程度になると見積もられる。 On the other hand, regarding the circuit scale, when the number of bits of likelihood information is reduced from the preceding stage to the succeeding stage (3→2→1), it is sufficient to simply delete the information for the lower bits. no extra circuitry is required. Furthermore, when the number of bits of likelihood information is 2 bits, the circuit scale is halved when the number of bits of likelihood information is 3 bits, and when the number of bits of likelihood information is 1 bit, the circuit scale is reduced. Estimated to be about 1/4.

例えば、3段の軟判定処理における尤度情報のビット数を3ビット→3ビット→3ビットにした場合に比べて、尤度情報のビット数を3ビット→2ビット→1ビットにすると、回路規模は、1.75/3=0.58倍となり、誤り訂正の性能を落とすことなく4割以上の回路規模の削減効果を得ることができる。 For example, when the number of bits of likelihood information is changed from 3 bits to 3 bits to 3 bits in three stages of soft decision processing, when the number of bits of likelihood information is changed from 3 bits to 2 bits to 1 bit, the circuit The scale is 1.75/3=0.58 times, and the effect of reducing the circuit scale by 40% or more can be obtained without deteriorating the performance of error correction.

トータルの訂正能力を落とさずに、尤度情報のビット数を減らすには、誤り訂正処理毎に訂正能力(冗長度)の調整が必要になる。誤りが多い状態であれば、尤度情報のビット数を増やすことで訂正能力が向上するが、誤りが少ない状態では、少ない尤度情報のビット数でも誤り状態を表現できるので、尤度情報のビット数を増やしたとしても訂正能力は向上しない可能性がある。本実施の形態では、最初の段の誤り訂正において、大部分の誤りは訂正しているので、後段の誤り訂正では、誤りが少ない状態になっていることから、尤度情報のビット数を減らすことができる。 In order to reduce the number of bits of likelihood information without lowering the total correction capability, it is necessary to adjust the correction capability (redundancy) for each error correction process. If there are many errors, the correction capability can be improved by increasing the number of bits of likelihood information. Increasing the number of bits may not improve the correction capability. In the present embodiment, since most of the errors are corrected in the error correction of the first stage, the number of bits of the likelihood information is reduced in the error correction of the latter stage because the number of errors is small. be able to.

本発明は、光通信等における誤り訂正装置及び通信装置として利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as an error correction device and a communication device in optical communication or the like.

100…送信信号処理装置、200…受信信号処理装置、300…光送信モジュール、400…光受信モジュール、10…誤り訂正符号化装置、11、12、13…冗長ビット付加回路、20…誤り訂正装置、21、22、23…尤度算出回路、31、32、33…誤り訂正処理回路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100... Transmission signal processing apparatus 200... Reception signal processing apparatus 300... Optical transmission module 400... Optical reception module 10... Error correction coding apparatus 11, 12, 13... Redundant bit addition circuit 20... Error correction apparatus , 21, 22, 23 ... likelihood calculation circuits, 31, 32, 33 ... error correction processing circuits.

Claims (8)

尤度情報に基づいて軟判定誤り訂正処理を行う3段以上の誤り訂正処理回路と、前記誤り訂正処理回路に前記尤度情報を供給する3段以上の尤度算出回路を備え、
前記3段以上の誤り訂正処理回路は、訂正能力の高い順に配置され、少なくとも1つの前記誤り訂正処理回路は、繰り返し復号処理を行わないように構成され、
少なくとも1つの2段目以降の前記尤度算出回路は、前段の誤り訂正処理回路の訂正処理により更新された第1の尤度情報を用いて、前記第1の尤度情報の出力ビット数よりも少ないビット数の第2の尤度情報を算出し、前記第2の尤度情報を後段に配置された前記誤り訂正処理回路に供給するように構成される
誤り訂正装置。
Three or more stages of error correction processing circuits that perform soft-decision error correction processing based on likelihood information, and three or more stages of likelihood calculation circuits that supply the likelihood information to the error correction processing circuits,
The three or more stages of error correction processing circuits are arranged in descending order of correction capability, and at least one of the error correction processing circuits is configured not to perform iterative decoding processing,
At least one of the likelihood calculation circuits in the second and subsequent stages uses the first likelihood information updated by the correction processing of the error correction processing circuit in the previous stage to calculate the output bit number of the first likelihood information. an error correction device configured to calculate second likelihood information with a smaller number of bits and to supply said second likelihood information to said error correction processing circuit arranged in a subsequent stage.
少なくとも1つの2段目以降の前記誤り尤度算出回路は、前記第1の尤度情報の下位ビットから所定のビット分の情報を削除することにより前記第2の尤度情報を算出する
請求項1に記載の誤り訂正装置。
At least one of the error likelihood calculation circuits in the second and subsequent stages calculates the second likelihood information by deleting a predetermined number of bits of information from the lower bits of the first likelihood information. 1. The error correction device according to 1.
前記誤り訂正処理回路は、前段に配置された前記尤度算出回路から供給された前記第2の尤度情報の大きさに基づいて、訂正処理を行うビットまたはシンボルを決定する
請求項1または2に記載の誤り訂正装置。
3. The error correction processing circuit determines a bit or symbol to be corrected based on the magnitude of the second likelihood information supplied from the likelihood calculation circuit arranged in the previous stage. The error correction device described in .
前記誤り訂正処理回路は、
前記尤度情報の値の小さいものから順に所定の数のビットまたはシンボルを選択して、訂正処理を行うビットまたはシンボルを決定する
請求項3記載の誤り訂正装置。
The error correction processing circuit is
4. The error correction device according to claim 3, wherein a predetermined number of bits or symbols are selected in ascending order of the likelihood information value to determine the bits or symbols to be corrected.
前記誤り訂正処理回路は、
前記尤度情報の値が所定の閾値よりも小さいビットまたはシンボルを選択して、訂正処理を行うビットまたはシンボルを決定する
請求項3記載の誤り訂正装置。
The error correction processing circuit is
4. The error correction device according to claim 3, wherein a bit or symbol whose likelihood information value is smaller than a predetermined threshold is selected to determine a bit or symbol to be corrected.
3段の前記誤り訂正処理回路と、前記誤り訂正処理回路のそれぞれの前段に配置された3段の前記尤度算出回路を備え、
1段目の前記誤り訂正処理回路に供給される尤度情報のビット数は、3ビットであり、
2段目の前記誤り訂正処理回路に供給される尤度情報のビット数は、2ビットであり、
3段目の前記誤り訂正処理回路に供給される尤度情報のビット数は、1ビットであり、
請求項1から5の何れか1項に記載の誤り訂正装置。
Three stages of the error correction processing circuit and three stages of the likelihood calculation circuit arranged in front of each of the error correction processing circuits,
The number of bits of likelihood information supplied to the error correction processing circuit of the first stage is 3 bits,
The number of bits of likelihood information supplied to the second-stage error correction processing circuit is 2 bits,
The number of bits of likelihood information supplied to the third-stage error correction processing circuit is 1 bit,
The error correction device according to any one of claims 1 to 5.
尤度情報に基づいて軟判定誤り訂正処理を行う3段以上の誤り訂正処理回路と、前記誤り訂正処理回路に前記尤度情報を供給する尤度算出回路を備えた誤り訂正装置における誤り訂正方法であって、
前記3段以上の誤り訂正処理回路は、訂正能力の高い順に配置され、少なくとも1つの前記誤り訂正処理回路は、繰り返し復号処理を行わないように構成され、
少なくとも1つの2段目以降の前記尤度算出回路は、前段の誤り訂正処理回路の訂正処理により更新された第1の尤度情報を用いて、前記第1の尤度情報の出力ビット数よりも少ないビット数の第2の尤度情報を算出し、前記第2の尤度情報を後段に配置された前記誤り訂正処理回路に供給する
誤り訂正方法。
An error correction method in an error correction device comprising three or more stages of error correction processing circuits for performing soft-decision error correction processing based on likelihood information, and a likelihood calculation circuit that supplies the likelihood information to the error correction processing circuits. and
The three or more stages of error correction processing circuits are arranged in descending order of correction capability, and at least one of the error correction processing circuits is configured not to perform iterative decoding processing,
At least one of the likelihood calculation circuits in the second and subsequent stages uses the first likelihood information updated by the correction processing of the error correction processing circuit in the previous stage to calculate the output bit number of the first likelihood information. calculating second likelihood information with a smaller number of bits, and supplying said second likelihood information to said error correction processing circuit arranged in a subsequent stage.
請求項1乃至6の何れか1項に記載の誤り訂正装置を備えた通信装置。 A communication device comprising the error correction device according to any one of claims 1 to 6.
JP2021137087A 2021-08-25 2021-08-25 Error correction device, error correction method and communication device Active JP7179934B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021137087A JP7179934B1 (en) 2021-08-25 2021-08-25 Error correction device, error correction method and communication device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021137087A JP7179934B1 (en) 2021-08-25 2021-08-25 Error correction device, error correction method and communication device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP7179934B1 true JP7179934B1 (en) 2022-11-29
JP2023031544A JP2023031544A (en) 2023-03-09

Family

ID=84237904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021137087A Active JP7179934B1 (en) 2021-08-25 2021-08-25 Error correction device, error correction method and communication device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7179934B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001274698A (en) 2000-03-24 2001-10-05 Sony Corp Encoding device, its method, recording medium for recording encoding program, decoding device, its method and recording medium for recording decoding program
JP2017531392A (en) 2014-09-29 2017-10-19 アルカテル−ルーセント Optical coherent receiver with forward error correction and parallel decoding
JP2019520758A (en) 2016-06-27 2019-07-18 アルカテル ルセントAlcatel Lucent Forward error correction with variable coding rate

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001274698A (en) 2000-03-24 2001-10-05 Sony Corp Encoding device, its method, recording medium for recording encoding program, decoding device, its method and recording medium for recording decoding program
JP2017531392A (en) 2014-09-29 2017-10-19 アルカテル−ルーセント Optical coherent receiver with forward error correction and parallel decoding
JP2019520758A (en) 2016-06-27 2019-07-18 アルカテル ルセントAlcatel Lucent Forward error correction with variable coding rate

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023031544A (en) 2023-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10862621B2 (en) Irregular polar code encoding
EP3659261B1 (en) Turbo product code based on polar codes
CN107919874B (en) Syndrome computation basic check node processing unit, method and computer program
US20210234634A1 (en) Forward error correction with compression coding
WO2012115056A1 (en) Input bit-error-rate estimation method and input bit-error-rate estimation device
KR101298745B1 (en) Methods and devices for decoding and encoding data
US11463114B2 (en) Protograph quasi-cyclic polar codes and related low-density generator matrix family
US8468438B2 (en) Method and apparatus for elementary updating a check node during decoding of a block encoded with a non-binary LDPC code
JP7179934B1 (en) Error correction device, error correction method and communication device
CN112889221A (en) Offset value determination in check node processing units for message passing decoding of non-binary codes
JP4202161B2 (en) Encoding device and decoding device
JP2023170117A (en) Error correction device, encoder and communication system
JP7241851B1 (en) Error correction circuit, error correction device, error correction method, and communication device
US20130111304A1 (en) Cyclic code decoding method and cyclic code decoder
Morero et al. Novel serial code concatenation strategies for error floor mitigation of low-density parity-check and turbo product codes
JP7097935B2 (en) Error correction circuit, error correction method and communication device
Hadavian et al. Ordered Reliability Direct Error Pattern Testing (ORDEPT) Algorithm
CN110741562A (en) Pipelined forward error correction for vector signaling code channels
CN116582221A (en) Error correction coding and probability shaping method applied to short-distance optical fiber communication
US20210250047A1 (en) Check node processing methods and devices with insertion sort
KR20080090732A (en) Apparatus and method for encoding/decoding a concatenated low density generator matrix code in a communication system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210825

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221116

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7179934

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350