JP7199474B2 - 符号化装置、送信機、復号装置および受信機 - Google Patents

Description

本発明は、符号化装置、送信機、復号装置および受信機に関するものである。

衛星通信等の伝送装置においては、高い伝送容量と長距離の伝送とを実現するための有効な方法として、一般的に、誤り訂正符号が適用されている。誤り訂正符号は、有線通信システム、無線通信システムおよび記憶装置等で使用される技術である。誤り訂正符号は、送信側で送り出すデジタルデータに冗長なビットを付加することで、受信したデータに誤りが生じたとしても、誤りを訂正可能とする技術である。

非特許文献１に示されているＤＶＢ－Ｓ２では、ＬＤＰＣ符号を内符号、ＢＣＨ符号を外符号とする連接符号方式の誤り訂正符号が採用されている。「ＤＶＢ－Ｓ２」は、ＤＶＢ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｕｎｉｃａｓｔｉｎｇ， ２ｎｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎの略語である。「ＤＶＢ」は、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇの略語である。「ＬＤＰＣ」は、Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋの略語である。「ＢＣＨ」は、Ｂｏｓｅ－Ｃｈａｕｄｈｕｒｉ－Ｈｏｃｑｕｅｎｇｈｅｍの略語である。

非特許文献２では、ＤＶＢ－Ｓ２方式を使った衛星伝送方式が示されている。

ＤＶＢ－Ｓ２のＢＢフレームは、制御情報を含む８０ビット固定長のＢＢヘッダと、ユーザデータと、フレーム長を整えるためのパディングとから構成される。「ＢＢ」は、ＢａｓｅＢａｎｄの略語である。

ＤＶＢ－Ｓ２の誤り訂正符号化では、ＢＢフレームに対してＢＣＨ符号化が行われる。その結果、ＢＣＨ符号のパリティが生成される。ＢＣＨ符号のパリティは、ＢＢフレームに付加される。これにより、ＢＣＨ符号化ブロックが得られる。それに続き、ＬＤＰＣ符号化が行われる。その結果、ＬＤＰＣ符号のパリティが生成される。ＬＤＰＣ符号のパリティは、ＢＣＨ符号ブロックに付加される。これにより、ＬＤＰＣ符号化ブロックが得られる。ＬＤＰＣ符号化ブロックは、変調モードに応じたビットインタリーブの後、変調され送信される。

復号側では、符号化側と逆の順で処理が行われる。すなわち、受信され復調された信号から、変調モードに応じたビットデインタリーブの後、ＬＤＰＣ符号化ブロックが得られる。ＬＤＰＣ符号化ブロックに対して、内符号であるＬＤＰＣ符号による復号が行われる。その結果、ＬＤＰＣ符号で誤りが訂正されたＢＣＨ符号化ブロックが得られる。それに続き、外符号であるＢＣＨ符号による復号が行われる。その結果、ＬＤＰＣ符号で訂正し切れなかった誤りが訂正されたＢＢフレームが出力される。

ＤＶＢ－Ｓ２では、複数のＬＤＰＣ符号化率が用意されている。符号化率に応じてＢＢフレーム長およびＢＣＨパリティビット長が異なる。ＢＢフレーム長は、８ビットで割り切れる長さとなっている。８ビットは、１オクテットに相当する。

ＬＤＰＣ符号は、訂正能力が強い符号として知られている。しかし、エラーフロアが生じることも知られている。エラーフロアとは、送信電力を大きくしてもＢＥＲが改善しなくなる現象のことである。「ＢＥＲ」は、Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅの略語である。ＤＶＢ－Ｓ２では、ＬＤＰＣ符号のエラーフロアを除去するため、前述したように、外符号にブロック符号の一種であるＢＣＨ符号が用いられている。

非特許文献３によれば、ＤＶＢ－Ｓ２では、ＳＮＲが一定以上高くなると連接符号による訂正効果が緩くなる現象が発生する。すなわち、ＤＶＢ－Ｓ２では、依然としてエラーフロアが発生している。「ＳＮＲ」は、Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏの略語である。さらなる高速伝送においては、より信頼性の高い訂正能力と、耐バースト訂正能力とが必要である。

特許文献１では、エラーフロアの発生を回避するために、外符号であるＢＣＨ符号の符号化回路と、内符号であるＬＤＰＣ符号の符号化回路との間にインタリーブ回路を挿入する構成が示されている。

特許文献２では、ＤＶＢ－Ｓ２とは独立に用意されているＭＰＥ－ＦＥＣの誤り訂正符号で保護されたデータを、ＣＲＣが付加された複数のパケットに分割した上でＢＢフレームにより伝送し、ＤＶＢ－Ｓ２の復号後に残留する誤りをＣＲＣで検出する方法が示されている。「ＭＰＥ」は、Ｍｕｌｔｉ－Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎの略語である。「ＦＥＣ」は、Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎの略語である。「ＣＲＣ」は、Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋの略語である。

特開２００９－０１７１６０号公報 米国特許第８４１８０４１号明細書

ＥＴＳＩ ＥＮ ３０２ ３０７－１ Ｖ１．４．１， "Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ （ＤＶＢ）； Ｓｅｃｏｎｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｆｒａｍｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｄｉｎｇ ａｎｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ， Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ， Ｎｅｗｓ Ｇａｔｈｅｒｉｎｇ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ； Ｐａｒｔ １： ＤＶＢ－Ｓ２"， Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ （ＥＴＳＩ）， Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ２０１４ ＣＣＳＤＳ １３１．３－Ｂ－１， "ＣＣＳＤＳ Ｓｐａｃｅ Ｌｉｎｋ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｏｖｅｒ ＥＴＳＩ ＤＶＢ－Ｓ２ Ｓｔａｎｄａｒｄ"， Ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｖｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｆｏｒ Ｓｐａｃｅ Ｄａｔａ Ｓｙｓｔｅｍｓ （ＣＣＳＤＳ）， Ｍａｒｃｈ ２０１３ Ｇ． Ｆａｌｃａｏ， Ｊ． Ａｎｄｒａｄｅ， Ｖ． Ｓｉｌｖａ ａｎｄ Ｌ． Ｓｏｕｓａ， "ＧＰＵ－ｂａｓｅｄ ＤＶＢ－Ｓ２ ＬＤＰＣ ｄｅｃｏｄｅｒ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ａｎｄ ｆａｓｔ ｅｒｒｏｒ ｆｌｏｏｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ"， Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．４７， Ｎｏ．２９， Ａｐｒｉｌ ２０１１

特許文献１に示されている構成では、ＢＣＨ符号化の入力側にインタリーブ回路、ＢＣＨ符号化の出力側にデインタリーブ回路を設けている。そのため、複数のＢＣＨ符号系列に対して符号化あるいは復号を行うための処理遅延時間が長くなる。

特許文献２に示されている方法では、ＤＶＢ－Ｓ２の外符号であるＢＣＨ符号、および、内符号であるＬＤＰＣ符号とは別の独立した誤り訂正符号で保護されたデータを分割し、得られたパケットごとにＣＲＣを付加している。そのため、誤り訂正符号の冗長性が高くなる。

従来よりも信頼性の高い訂正能力と、耐バースト訂正能力とが得られたとしても、処理遅延時間が長くなったり、冗長性が高くなったりすれば、高速伝送の実現が難しくなる。

本発明は、高速伝送においても、信頼性の高い訂正能力と、耐バースト訂正能力とを発揮できるようにすることを目的とする。

本発明の一態様に係る符号化装置は、
１つの行列として捉えられる入力データの行方向とは異なる方向に沿って存在する各第１データ系列を第１誤り訂正符号により符号化することで前記第１誤り訂正符号のパリティを生成し、前記第１誤り訂正符号のパリティを各第１データ系列に付加することで符号化データを生成し、結果として前記行列を拡張する第１符号化部と、
前記第１符号化部により生成された前記符号化データの行方向に沿って存在する各第２データ系列を第２誤り訂正符号により符号化することで前記第２誤り訂正符号のパリティを生成し、１フレームにつき前記符号化データの行方向に沿って存在する１つのデータ系列および対応する前記第２誤り訂正符号のパリティを含む複数フレームを生成する第２符号化部と
を備え、
各第１データ系列は、前記入力データの斜め方向に沿って存在し、
前記第１符号化部は、各第１データ系列の長さに応じた数の第１データ系列を前記第１誤り訂正符号により符号化することで前記第１誤り訂正符号のパリティを生成し、前記第１誤り訂正符号のパリティを各第１データ系列に付加することで前記符号化データを生成し、結果として前記行列を斜め方向に拡張する。

本発明の一態様に係る復号装置は、
１フレームにつき１つの行列として捉えられる符号化データの行方向に沿って存在する１つのデータ系列および対応する第２誤り訂正符号のパリティを含む複数フレームを得て、前記符号化データの行方向に沿って存在する各第２データ系列に対し、前記第２誤り訂正符号のパリティを用いた誤り訂正を行う第２誤り訂正部と、
前記第２誤り訂正部による誤り訂正が行われた前記符号化データの行方向とは異なる方向に沿って存在する各第１データ系列に付加された第１誤り訂正符号のパリティを得て、各第１データ系列に対し、前記第１誤り訂正符号のパリティを用いた誤り訂正を行う第１誤り訂正部と
を備え、
各第１データ系列は、前記符号化データの斜め方向に沿って存在し、
前記第１誤り訂正部は、各第１データ系列の長さに応じた数の第１データ系列に対し、前記第１誤り訂正符号のパリティを用いた誤り訂正を行う。

本発明によれば、第１誤り訂正符号を第２誤り訂正符号とは異なる方向で適用することにより、高速伝送においても、信頼性の高い訂正能力と、耐バースト訂正能力とを発揮できるようになる。

実施の形態１に係る通信システムの構成を示すブロック図。 実施の形態１に係る符号化装置の一部の構成例を示すブロック図。 実施の形態１に係る復号装置の一部の構成例を示すブロック図。 実施の形態１に係る符号化装置により実行される処理の流れと、得られるフレームの構成とを示す図。 実施の形態１に係るフレームへの符号化データの割当例を示す図。 実施の形態１の変形例に係る通信システムの構成を示すブロック図。 実施の形態２に係る符号化装置により実行される処理の流れと、得られるフレームの構成とを示す図。 実施の形態３に係る復号装置の一部の構成例を示すブロック図。 実施の形態３に係る復号装置により実行される処理の流れを示すフローチャート。 実施の形態４に係る符号化装置により実行される処理の流れと、得られるフレームの構成とを示す図。 実施の形態４に係るフレームへの符号化データの割当例を示す図。 実施の形態５に係る符号化装置により実行される処理の流れと、得られるフレームの構成とを示す図。 実施の形態５に係るフレームへの符号化データの割当例を示す図。 実施の形態５に係るフレームのヘッダ領域の構成を示す図。 実施の形態６に係る通信システムの構成を示すブロック図。 実施の形態６に係るフレームへの符号化データの割当例を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。なお、本発明は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、以下に説明する実施の形態のうち、２つ以上の実施の形態が組み合わせられて実施されても構わない。あるいは、以下に説明する実施の形態のうち、１つの実施の形態または２つ以上の実施の形態の組み合わせが部分的に実施されても構わない。

実施の形態１．
本実施の形態について、図１から図５を用いて説明する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１を参照して、本実施の形態に係る通信システム１０の構成を説明する。

通信システム１０は、送信機１１と、受信機１２とを備える。

送信機１１は、符号化装置２０を備える。送信機１１は、符号化装置２０から得られる複数フレームを外部に送信する機器であれば、任意の機器でよいが、本実施の形態では衛星局である。

受信機１２は、復号装置３０を備える。受信機１２は、複数フレームを外部から受信し、それら複数フレームを復号装置３０に与える機器であれば、任意の機器でよいが、本実施の形態では地上局である。

送信機１１および受信機１２の間で送受信されるフレームは、本実施の形態ではＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３であるが、ＤＶＢ－Ｓ２の発展系であるＤＶＢ－Ｓ２Ｘのフレームでもよいし、ＤＶＢ－Ｔ２またはＩＳＤＢ－Ｓ３といった他の伝送方式のフレームでもよい。「ＤＶＢ－Ｓ２Ｘ」は、ＤＶＢ－Ｓ２ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓの略語である。「ＤＶＢ－Ｔ２」は、ＤＶＢ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ， ２ｎｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎの略語である。「ＩＳＤＢ－Ｓ３」は、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ ｆｏｒ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ， ３ｒｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎの略語である。

実施の形態１の通信システム１０は、地上局と衛星局間の通信の他、衛星通信用携帯端末（地上端末）と衛星局間、又は衛星局と衛星局間等の衛星通信用のデータ伝送に用いても良く、この場合、受信機１２は衛星通信用携帯端末又は衛星局となる。

送信機１１の符号化装置２０は、第１符号化部２１と、第２符号化部２２と、挿入部２３とを備える。第１符号化部２１、第２符号化部２２および挿入部２３の機能は、ハードウェアにより実現される。

符号化装置２０は、電子回路２４等のハードウェアを備える。

電子回路２４は、第１符号化部２１、第２符号化部２２および挿入部２３の機能を実現する専用のハードウェアである。電子回路２４は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＦＰＧＡまたはＡＳＩＣである。「ＩＣ」は、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。「ＧＡ」は、Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略語である。「ＦＰＧＡ」は、Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略語である。「ＡＳＩＣ」は、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。

符号化装置２０は、電子回路２４を代替する複数の電子回路を備えていてもよい。これら複数の電子回路は、全体として第１符号化部２１、第２符号化部２２および挿入部２３の機能を実現する。それぞれの電子回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＦＰＧＡまたはＡＳＩＣである。

受信機１２の復号装置３０は、第１誤り訂正部３１と、第２誤り訂正部３２と、検出部３３とを備える。第１誤り訂正部３１、第２誤り訂正部３２および検出部３３の機能は、ハードウェアにより実現される。

復号装置３０は、電子回路３４等のハードウェアを備える。

電子回路３４は、第１誤り訂正部３１、第２誤り訂正部３２および検出部３３の機能を実現する専用のハードウェアである。電子回路３４は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＦＰＧＡまたはＡＳＩＣである。

復号装置３０は、電子回路３４を代替する複数の電子回路を備えていてもよい。これら複数の電子回路は、全体として第１誤り訂正部３１、第２誤り訂正部３２および検出部３３の機能を実現する。それぞれの電子回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＦＰＧＡまたはＡＳＩＣである。

図２を参照して、符号化装置２０の第１符号化部２１および挿入部２３の構成例を説明する。

本例において、第１符号化部２１は、入力データ６１の入力端子４１と、ＲＳ符号化を行うＲＳ符号化回路４２と、ＲＳ符号化回路４２の入力端子４３および出力端子４４と、出力端子４４に接続された接続端子４５と、入力端子４１に接続された接続端子４６と、接続端子４５および接続端子４６に選択的に接続される接続端子４７とを備える。「ＲＳ」は、Ｒｅｅｄ－Ｓｏｌｏｍｏｎの略語である。ＲＳ符号化回路４２の個数はＫ個である。よって、入力端子４３および出力端子４４の個数もＫ個である。接続端子４７は、セレクタ６３に相当する。

挿入部２３は、ＡＳＭを生成するＡＳＭ生成回路４８と、ＡＳＭ生成回路４８の出力端子４９とを備える。「ＡＳＭ」は、Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｍａｒｋｅｒの略語である。

第１符号化部２１は、接続端子４７および出力端子４９に選択的に接続される出力端子５０をさらに備える。

図３を参照して、復号装置３０の第１誤り訂正部３１および検出部３３の構成例を説明する。

本例において、検出部３３は、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３からＡＳＭを検出するＡＳＭ検出回路５１を備える。

第１誤り訂正部３１は、復号対象となるデータの入力端子５２と、ＲＳ符号化回路４２に対応するＲＳ復号回路５３と、ＲＳ復号回路５３の入力端子５４および出力端子５５と、出力端子５５に接続された出力端子５６とを備える。ＲＳ復号回路５３の個数はＫ個である。よって、入力端子５４および出力端子５５の個数もＫ個である。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図４を参照して、本実施の形態に係る符号化装置２０の動作を説明する。符号化装置２０の動作は、本実施の形態に係る符号化方法に相当する。

本実施の形態では、第１誤り訂正符号としてＲＳ符号、第２誤り訂正符号として連接符号が用いられる。連接符号としては、ＤＶＢ－Ｓ２に則して、外符号であるＢＣＨ符号と、内符号であるＬＤＰＣ符号との組み合わせが用いられる。なお、第１誤り訂正符号は、拡張ＲＳ符号等、ＲＳ符号以外の誤り訂正符号でもよい。第２誤り訂正符号は、送信機１１および受信機１２の間で用いられる伝送方式がＤＶＢ－Ｓ２以外であれば、ＢＣＨ符号とＬＤＰＣ符号との組み合わせ以外の誤り訂正符号でもよく、連接符号以外の誤り訂正符号でもよい。

第１誤り訂正符号は、具体的には、１オクテットを１シンボルとして、１シンボル訂正可能な符号長２５５シンボル、情報長２５３シンボルのＲＳ符号である。すなわち、第１誤り訂正符号は、符号長２５５オクテット、情報長２５３オクテットのＲＳ符号である。符号化率は２５３／２５５＝０．９９２とオーバヘッドが小さい。ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７“ＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ”の長さはＫオクテットとする。なお、ＲＳ符号の符号長および情報長は適宜変更してよい。

入力データ６１は、２５３×Ｋオクテットのブロック単位で符号化される。Ｋ個並列に設けられたＲＳ符号化回路４２は、入力データ６１を１ブロック符号化する度に、ＲＳ符号のパリティを生成する。セレクタ６３は、入力データ６１とＲＳ符号のパリティとを選択して出力する。これにより、インタリーブされた２５５×Ｋオクテットの符号化データ６４が得られる。符号化データ６４の先頭には、符号化データ６４の先頭を識別するための同期信号である識別子６５が付加される。識別子６５は、本実施の形態では、非特許文献２に示されているＡＳＭである。識別子６５が付加された符号化データ６４は、Ｋオクテット単位でＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７“ＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ”に挿入される。ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３を構成するデータ要素としては、制御情報が収められているヘッダ領域６６“ＢＢＨＥＡＤＥＲ”と、Ｋオクテットのユーザデータ領域６７“ＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ”と、外符号であるＢＣＨ符号のパリティ領域６８“ＢＣＨＦＥＣ”と、内符号であるＬＤＰＣ符号のパリティ領域６９“ＬＤＰＣＦＥＣ”とがある。

本実施の形態では、入力データ６１は、オクテット単位でセレクタ６３を通って符号化データ６４に入力されるとともに、Ｋ個のＲＳ符号のパリティを生成するＲＳ符号化回路４２にＫオクテット周期で入力される。１つのＲＳ符号のパリティの記憶素子は、たかだか２オクテットである。２５３×Ｋオクテットの入力データ６１が、すべて符号化データ６４とＲＳ符号化回路４２とに入力されたところで、セレクタ６３は、ＲＳ符号化回路４２側を選択し、２オクテットからなる各ＲＳ符号のパリティをオクテット単位でＫオクテット周期で出力し、符号化データ６４に入力する。

２５５×Ｋオクテットからなる符号化データ６４の先頭には、符号化データ６４の区切りとなる識別子６５としてＡＳＭが追加される。ＡＳＭの長さは、ＲＳ符号が１シンボル１オクテットであることから４オクテット等、オクテットの倍数が望ましい。ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のＫオクテットのユーザデータ領域６７“ＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ”へは、ＡＳＭおよび符号化データ６４が割り当てられる。ＡＳＭも挿入されている分、１つのＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３にＫ個のＲＳ符号系列の一部、すなわち、ＡＳＭが４オクテットであるので４符号系列が割り当てられないことが考えられる。しかし、本実施の形態では、それら４符号系列が次のＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３に割り当てられるので問題ない。ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３を構成するためのヘッダ領域６６への情報の挿入、ＢＣＨ符号のパリティの生成、および、ＬＤＰＣ符号パリティの生成は、従来の通りである。

図５に、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３への符号化データ６４の割当例を示す。

図５では、ＡＳＭを除いて、符号化データ６４を１オクテット単位で小ブロック７０とみなしている。小ブロック７０において、上段が符号化データ６４のブロック番号、中段がＲＳ符号系列の番号、下段がＲＳ符号の入力番号である。例えば、「ＢＬ１」で識別される符号化データ６４の先頭の小ブロック７０は、上段が「ＢＬ１」、中段が１番目のＲＳ符号系列を示す「１」、下段が１番目のシンボルを示す「１」である。「ＢＬ１」で識別される符号化データ６４の最後の小ブロック７０は、上段が「ＢＬ１」、中段がＫ番目のＲＳ符号系列を示す「Ｋ」、下段が２５５番目のシンボルを示す「２５５」である。２５４番目および２５５番目のシンボルは、ＲＳ符号のパリティシンボルである。

ＡＳＭは、先頭のＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７“ＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ”に挿入されている。このため、Ｋオクテットのユーザデータ領域６７“ＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ”には、Ｋ－４番目のＲＳ符号系列の先頭シンボルまでが入力されている。Ｋ－３番目のＲＳ符号系列の先頭シンボルは、次のＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７“ＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ”の先頭に割り当てられている。入力データ６１に続いてＫ個のＲＳ符号系列のパリティが入力されたところで「ＢＬ１」の符号化データ６４が終わり、続いて「ＢＬ２」のＡＳＭが入力される。

以上説明したように、ＡＳＭの挿入により、ＲＳ符号系列によって同番号のシンボルがＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７“ＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ”に割り当てられる場所が異なってくる。しかし、１つのＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７“ＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ”には、各ＲＳ符号系列が１シンボル以下しか割り当てられない。よって、１つのＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３の全体に誤りが残留していても、ＲＳ符号系列から見れば、たかだか１シンボルの誤り、すなわち、１オクテットの誤りとなる。

図２の例における符号化装置２０の動作を説明する。

本例では、２５３×Ｋオクテットの入力データ６１は、オクテット単位で入力端子４１に入力される。符号長２５５オクテット、情報長２５３オクテットのＲＳ符号が用いられるため、ＲＳ符号化回路４２には、それぞれ２オクテットのパリティ演算用の記憶回路が必要なだけである。入力端子４１から入力されるデータは、いずれかのＲＳ符号化回路４２の入力端子４３から入力されるとともに、接続端子４６、接続端子４７および出力端子５０を通してＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７“ＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ”に出力される。その前に、ＡＳＭ生成回路４８から出力端子４９を通じてオクテット単位で接続端子４７および出力端子５０を通してＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７“ＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ”にＡＳＭが出力される。なお、ＡＳＭにおいては、一部に入力データ６１のブロックごとでＡＲＱが可能な、インクリメントパターン等、規則性を有したそれぞれユニークな番号が含まれていてもよい。「ＡＲＱ」は、Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔの略語である。

入力データ６１の１ブロックの入力が終わったところで、ＲＳ符号化回路４２の出力端子４４がオクテット出力ごとに切り替えられて接続端子４５に接続され、さらに接続端子４７および出力端子５０を通じて各ＲＳ符号のパリティが順番にオクテット単位で出力される。

以上のように、入力データ６１は、一時的に蓄える必要もなく、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３へ出力することができ、ＲＳ符号化回路４２ではわずかなＲＳ符号のパリティを記憶する記憶回路があればよい。なお、入力がＲＳ符号シンボルと同じ単位で行われるのであれば、演算回路は共用して、ＲＳ符号のパリティの一次保持メモリをトグルしながら演算および出力を行うことも可能である。

ＲＳ符号シンボルに相当するオクテット単位での入力を行う代わりに、複数のＲＳシンボルが同時に入力されてもよい。入力されるシンボルの個数が、Ｋの約数であれば、入力シンボル分の演算回路は共用して、ＲＳ符号のパリティの一次保持メモリをトグルしながら演算および出力を行うことも可能である。

特に図２に示したように、本実施の形態では、第１符号化部２１は、入力データ６１を１シンボル以下の単位で複数の第１データ系列に振り分ける。第１符号化部２１は、各第１データ系列をＲＳ符号により符号化することでＲＳ符号のパリティを第１データ系列ごとに生成する。

第２符号化部２２は、入力データ６１と第１符号化部２１により生成されたパリティとを含む符号化データ６４をデータ伝送の単位で複数の第２データ系列に区切る。第２符号化部２２は、各第２データ系列をＢＣＨ符号およびＬＤＰＣ符号により符号化することでＢＣＨ符号およびＬＤＰＣ符号のパリティを第２データ系列ごとに生成する。第２符号化部２２は、１つのＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３につき１つの第２データ系列および対応するパリティを含む複数のＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３を出力する。

第１符号化部２１は、具体的には、入力データ６１をシンボル単位でＫ個の第１データ系列に振り分ける。第１符号化部２１は、その振り分けの際に、入力データ６１に含まれる、各第２データ系列内での相対位置が一致することになるシンボル群を共通の第１データ系列に振り分ける。第１符号化部２１は、各第１データ系列に対応するパリティを、各第１データ系列に対応するパリティと各第１データ系列に振り分けたシンボル群との各第２データ系列内での相対位置が一致することになる順序で入力データ６１に連結することで符号化データ６４を生成する。

第１符号化部２１は、より具体的には、ＲＳ符号のパリティとして複数シンボルのパリティを第１データ系列ごとに生成する。第１符号化部２１は、各第１データ系列に対応するパリティをシンボル単位で複数のパリティ系列に振り分ける。第１符号化部２１は、これら複数のパリティ系列を入力データ６１に連結することでデータブロックを生成する。ＲＳ符号のパリティのシンボル数は、任意の数でよいが、本実施の形態では２個である。

挿入部２３は、入力データ６１のブロック先頭を識別するための識別子６５を符号化データ６４の先頭に付加する。

第２符号化部２２は、挿入部２３により挿入された識別子６５を含む符号化データ６４を複数の第２データ系列に区切る。

特に図５に示したように、本実施の形態では、第１符号化部２１は、１つの行列として捉えられる入力データ６１の行方向とは異なる方向に沿って存在する各第１データ系列をＲＳ符号により符号化することでＲＳ符号のパリティを生成する。第１符号化部２１は、ＲＳ符号のパリティを各第１データ系列に付加することで符号化データ６４を生成し、結果として行列を拡張する。

第２符号化部２２は、第１符号化部２１により生成された符号化データ６４の行方向に沿って存在する各第２データ系列をＢＣＨ符号およびＬＤＰＣ符号により符号化することでＢＣＨ符号およびＬＤＰＣ符号のパリティを生成する。第２符号化部２２は、１つのＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３につき符号化データ６４の行方向に沿って存在する１つのデータ系列および対応するＢＣＨ符号およびＬＤＰＣ符号のパリティを含む複数のＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３を生成する。

各第１データ系列の各行に存在するデータ要素は、１シンボル以下のデータ長を有する。具体的には、各第１データ系列の各行に存在するデータ要素は、１シンボルのデータ長を有する。

各第１データ系列は、入力データ６１の列方向に沿って存在する。よって、第１符号化部２１は、符号化データ６４を生成し、結果として行列を列方向に拡張する。図５の例では、２５３行Ｋ列の行列が２５５行Ｋ列に拡張されている。

挿入部２３は、符号化データ６４の先頭を識別するための識別子６５を符号化データ６４の１行目に挿入し、結果として行列をシフトする。図５の例では、２５５行Ｋ列に拡張された行列の各行が右に４列分シフトされている。

各第２データ系列は、第１符号化部２１により生成され、かつ、挿入部２３により識別子が挿入された符号化データ６４の行方向に沿って存在する。

第１符号化部２１は、具体的には、１つのＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７の長さに応じた数の第１データ系列をＲＳ符号により符号化することでＲＳ符号のパリティを生成する。第１符号化部２１は、符号化データ６４の行方向に沿って存在する各データ系列を各ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７に挿入する。

本実施の形態に係る復号装置３０の動作は、符号化装置２０の動作と逆の動作になる。復号装置３０の動作は、本実施の形態に係る復号方法に相当する。

図３の例における復号装置３０の動作を説明する。

ＡＳＭ検出回路５１は、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７“ＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ”からＡＳＭを検出することで、符号化側の入力データ６１のブロックの先頭を検出する。ＡＳＭ検出回路５１は、入力データ６１のブロックの先頭を検出することで、入力端子５２からＫ個のＲＳ復号回路５３の入力端子５４への接続の初期化を行うとともに、オクテット単位で入力端子５４より入力される、Ｋ個のＲＳ復号回路５３への入力の初期設定をそれぞれの入力タイミングにおいて行うことを制御する。ＲＳ復号回路５３は、固定の処理遅延により、それぞれからオクテット単位で、出力タイミングで訂正した復号データを出力端子５５から出力端子５６を通じてユーザデータ６２として出力する。

符号長２５５オクテット、情報長２５３オクテットのＲＳ符号が用いられるため、ＲＳ復号回路５３には、それぞれシンドローム演算に必要な符号長２５５シンボルあるいは情報長２５３シンボルにシンドロームからの復号処理遅延分を加えた遅延メモリと２オクテットのシンドローム演算用の記憶回路とが必要である。しかし、２オクテットのシンドロームからは、ただちに最大訂正能力である１オクテット誤り位置およびその誤りの大きさが得られるため、処理遅延が小さい。

以上説明したように、各ＲＳ復号回路５３は、シンドローム演算後、ただちに誤り位置およびその大きさを得ることができるため、符号長あるいは情報長に復号処理遅延分を加えた比較的小さい遅延メモリで、復号および出力を行うことができる。なお、入力がＲＳ符号シンボルと同じ単位で行われるのであれば、演算回路は共用して、シンドローム演算用の保持メモリをトグルしながら復号および出力を行うことも可能である。

ＲＳ符号シンボルに相当するオクテット単位での入力を行う代わりに、複数のＲＳシンボルが同時に入力されてもよい。入力されるシンボルの個数が、Ｋの約数であれば、シンドローム演算と処理遅延分の入力データ用のメモリは必要となるが、復号の演算回路は共用して、ＲＳ符号のシンドロームの一次保持メモリをトグルしながら復号および出力を行うことも可能である。

なお、ＲＳ符号でシンドロームから、ただちに誤り位置と誤りの大きさとを得ることは、３シンボル誤り訂正以下のＲＳ符号において容易である。

特に図５に示したように、第２誤り訂正部３２は、１つのＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３につき１つの行列として捉えられる符号化データ６４の行方向に沿って存在する１つのデータ系列および対応するＢＣＨ符号およびＬＤＰＣ符号のパリティを含む複数のＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３を得る。第２誤り訂正部３２は、符号化データ６４の行方向に沿って存在する各第２データ系列に対し、ＢＣＨ符号およびＬＤＰＣ符号のパリティを用いた誤り訂正を行う。

第１誤り訂正部３１は、第２誤り訂正部３２による誤り訂正が行われた符号化データ６４の行方向とは異なる方向に沿って存在する各第１データ系列に付加されたＲＳ符号のパリティを得る。第１誤り訂正部３１は、各第１データ系列に対し、ＲＳ符号のパリティを用いた誤り訂正を行う。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態によれば、第１誤り訂正符号を第２誤り訂正符号とは異なる方向で適用することにより、高速伝送においても、信頼性の高い訂正能力と、耐バースト訂正能力とを発揮できるようになる。

本実施の形態では、符号化側において、ＤＶＢ－Ｓ２のユーザデータ長に対応した、冗長ビットの小さい複数のＲＳ符号系列が生成され、複数のＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３に分散される。複数のＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３に分散される複数のＲＳ符号系列からなるブロックの先頭には、ＡＳＭが挿入される。復号側において、複数のＲＳ符号系列が分散されるブロックの先頭がＡＳＭにより認識され、ＲＳ符号により誤り訂正が行われる。

本実施の形態では、ＤＶＢ－Ｓ２のフレーム構成をそのままに、わずかなＲＳ符号のパリティのオーバヘッドだけで、送信側では大きな処理遅延メモリを有することなく、ＤＶＢ－Ｓ２の数フレームですべてのユーザビットに誤りが残留するようなバースト誤りを強力に訂正することができる。

本実施の形態では、ＤＶＢ－Ｓ２の外符号であるＢＣＨ符号に入力されるフレームヘッダおよび情報ビット系列はそのままに、わずかなＲＳ符号のパリティをＢＣＨ符号化前に生成して付加し、復号側では、ＤＶＢ－Ｓ２の内符号であるＬＤＰＣ符号での訂正後のＢＣＨ符号でも訂正できなかった誤りを訂正することができる。よって、ＬＤＰＣ符号のエラーフロアおよびバースト誤りに強い誤り訂正装置を得ることができる。

＊＊＊他の構成＊＊＊
本実施の形態では、符号化装置２０の第１符号化部２１、第２符号化部２２および挿入部２３の機能がハードウェアにより実現されるが、変形例として、第１符号化部２１、第２符号化部２２および挿入部２３の機能がソフトウェアにより実現されてもよい。本実施の形態では、復号装置３０の第１誤り訂正部３１、第２誤り訂正部３２および検出部３３の機能もハードウェアにより実現されるが、同様の変形例として、第１誤り訂正部３１、第２誤り訂正部３２および検出部３３の機能がソフトウェアにより実現されてもよい。このような変形例について、主に本実施の形態との差異を説明する。

図６を参照して、本実施の形態の変形例に係る通信システム１０の構成を説明する。

符号化装置２０は、コンピュータである。符号化装置２０は、プロセッサ２５およびメモリ２６といったハードウェアを備える。プロセッサ２５は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、他のハードウェアを制御する。

プロセッサ２５は、符号化プログラムを実行する装置である。符号化プログラムは、第１符号化部２１、第２符号化部２２および挿入部２３の機能を実現するプログラムである。プロセッサ２５は、例えば、ＣＰＵまたはＤＳＰである。「ＣＰＵ」は、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔの略語である。「ＤＳＰ」は、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒの略語である。

メモリ２６は、符号化プログラムを記憶する装置である。メモリ２６は、例えば、フラッシュメモリまたはＲＡＭである。「ＲＡＭ」は、Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙの略語である。

符号化プログラムは、プロセッサ２５に読み込まれ、プロセッサ２５によって実行される。メモリ２６には、符号化プログラムだけでなく、ＯＳも記憶されている。「ＯＳ」は、Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍの略語である。プロセッサ２５は、ＯＳを実行しながら、符号化プログラムを実行する。

なお、符号化プログラムの一部または全部がＯＳに組み込まれていてもよい。

符号化装置２０は、プロセッサ２５を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、符号化プログラムの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、例えば、ＣＰＵまたはＤＳＰである。

符号化プログラムにより利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値および変数値は、メモリ２６、または、プロセッサ２５内のレジスタまたはキャッシュメモリに記憶される。

符号化プログラムは、第１符号化部２１、第２符号化部２２および挿入部２３により行われる処理をそれぞれ第１符号化処理、第２符号化処理および挿入処理としてコンピュータに実行させるプログラムである。あるいは、符号化プログラムは、第１符号化部２１、第２符号化部２２および挿入部２３により行われる手順をそれぞれ第１符号化手順、第２符号化手順および挿入手順としてコンピュータに実行させるプログラムである。符号化プログラムは、コンピュータ読取可能な媒体に記録されて提供されてもよいし、記録媒体に格納されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。

復号装置３０も、コンピュータである。復号装置３０は、プロセッサ３５およびメモリ３６といったハードウェアを備える。プロセッサ３５は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、他のハードウェアを制御する。

プロセッサ３５は、復号プログラムを実行する装置である。復号プログラムは、第１誤り訂正部３１、第２誤り訂正部３２および検出部３３の機能を実現するプログラムである。プロセッサ３５は、例えば、ＣＰＵまたはＤＳＰである。

メモリ３６は、復号プログラムを記憶する装置である。メモリ３６は、例えば、フラッシュメモリまたはＲＡＭである。

復号プログラムは、プロセッサ３５に読み込まれ、プロセッサ３５によって実行される。メモリ３６には、復号プログラムだけでなく、ＯＳも記憶されている。プロセッサ３５は、ＯＳを実行しながら、復号プログラムを実行する。

なお、復号プログラムの一部または全部がＯＳに組み込まれていてもよい。

復号装置３０は、プロセッサ３５を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、復号プログラムの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、例えば、ＣＰＵまたはＤＳＰである。

復号プログラムにより利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値および変数値は、メモリ３６、または、プロセッサ３５内のレジスタまたはキャッシュメモリに記憶される。

復号プログラムは、第１誤り訂正部３１、第２誤り訂正部３２および検出部３３により行われる処理をそれぞれ第１誤り訂正処理、第２誤り訂正処理および検出処理としてコンピュータに実行させるプログラムである。あるいは、復号プログラムは、第１誤り訂正部３１、第２誤り訂正部３２および検出部３３により行われる手順をそれぞれ第１誤り訂正手順、第２誤り訂正手順および検出手順としてコンピュータに実行させるプログラムである。復号プログラムは、コンピュータ読取可能な媒体に記録されて提供されてもよいし、記録媒体に格納されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。

別の変形例として、符号化装置２０の第１符号化部２１、第２符号化部２２および挿入部２３の機能がソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。すなわち、第１符号化部２１、第２符号化部２２および挿入部２３の機能の一部が専用のハードウェアにより実現され、残りがソフトウェアにより実現されてもよい。復号装置３０の第１誤り訂正部３１、第２誤り訂正部３２および検出部３３の機能もソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。すなわち、第１誤り訂正部３１、第２誤り訂正部３２および検出部３３の機能の一部が専用のハードウェアにより実現され、残りがソフトウェアにより実現されてもよい。

電子回路２４、プロセッサ２５、電子回路３４およびプロセッサ３５は、いずれも処理回路である。すなわち、符号化装置２０の構成が図１および図６のいずれに示した構成であっても、第１符号化部２１、第２符号化部２２および挿入部２３の動作は、処理回路により行われる。復号装置３０の構成が図１および図６のいずれに示した構成であっても、第１誤り訂正部３１、第２誤り訂正部３２および検出部３３の動作は、処理回路により行われる。

実施の形態２．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を、図７を用いて説明する。

実施の形態１においては、１シンボルが１オクテットのＲＳ符号で、分散される符号数がＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７の大きさＫに合わせ、１つのＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３に誤りが残留しても訂正が保証される。これをより大きい範囲で、連続するＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３の誤りを訂正する方法としては、Ｋより大きい符号語数で分散を行う方法がある。ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３では、ＬＤＰＣ符号の符号化率によりＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７の大きさＫが変わってくる。そのため、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３の最大ユーザデータ長を考慮して、ＬＤＰＣ符号の符号化率に影響されることなく符号語数を固定数Ｌにすることも可能である。

また、実施の形態１においては、１シンボルが１オクテットのＲＳ符号で、最大符号長を２５５シンボルとしたが、拡張パリティを追加して最大符号長を２５６シンボルとすることも可能である。しかしながら、これがＲＳ符号の限界となり、より符号化率を高めるには、ＲＳ符号のシンボルを１オクテット以上の大きさにする必要がある。ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７はオクテット単位でのデータ長であるが、それ以外のシンボルの大きさではユーザデータ領域６７にちょうど収まる保証がない。

図７に示すように、本実施の形態では、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３内にパディング７１が挿入される。よって、ＲＳ符号のシンボルがオクテット以外であってもパディング長を調整することで、ユーザデータ領域６７のデータ長をＲＳ符号のシンボルの大きさに合わせることが可能である。

なお、符号化データ６４の同期をとるＡＳＭも挿入されるため、ＲＳ符号のシンボルの大きさはＡＳＭの約数であることが望ましい。

図７に示したように、本実施の形態では、第１符号化部２１は、１つのＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７の長さに応じた数よりも多い数の第１データ系列をＲＳ符号により符号化することでＲＳ符号のパリティを生成する。第１符号化部２１は、符号化データ６４の行方向に沿って存在する各データ系列を各ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７に挿入し、各ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７の残りをパディング７１で埋める。

実施の形態３．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を、図８および図９を用いて説明する。

実施の形態１では、第１誤り訂正符号の復号を、誤り訂正位置およびその大きさを求める通常復号で行っているが、本実施の形態では、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３の外符号であるＢＣＨ符号と連携して消失訂正を行う。

図８は、復号装置３０の第１誤り訂正部３１、第２誤り訂正部３２および検出部３３の構成例を示している。

本例において、第２誤り訂正部３２は、ＢＣＨ復号回路８０と、デスクランブル回路８１と、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７を抽出するＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ抽出回路８２とを備える。ＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ抽出回路８２の出力は、ＡＳＭ検出回路５１および入力端子５２への入力となる。

第２誤り訂正部３２は、消失訂正のための構成要素として、消失フラグ生成回路８３と、消失フラグ生成回路８３の出力端子８４と、ＲＳ復号回路５３の消失フラグ入力端子８５とを備える。

消失フラグ生成回路８３は、ＢＣＨ復号回路８０から得られるＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３ごとの訂正ビット数モニタおよび訂正不可フラグより、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７の消失判定を行う。消失判定の結果は消失フラグとして出力端子８４から消失フラグ入力端子８５に入力される。ＲＳ復号回路５３は、消失訂正処理機能を持っている。

ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７からＡＳＭ検出回路５１で符号化側の入力データ６１のブロックの先頭が検出される動作、および、ＲＳ復号回路５３への入力の初期化については、実施の形態１のものと同じである。消失フラグ生成回路８３は、ＢＣＨ復号回路８０からＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７の単位で得られるＢＣＨ復号での訂正数あるいは訂正不可フラグから、ユーザデータ領域６７に関するＲＳ符号のシンボルの消失フラグを生成し出力する。

消失フラグ生成回路８３は、通常においては、ＢＣＨ復号回路８０からの訂正不可フラグを受けて消失フラグを生成してよい。しかし、ＬＤＰＣ符号の復号において、大きな残留ビット誤りが発生している場合、ＢＣＨ復号回路８０で誤訂正が発生する可能性がある。消失訂正においては、誤訂正によるエラーを見逃すと、正しく訂正ができない可能性が高まる場合がある。そのため、誤訂正が発生する確率が高い最大訂正能力である訂正ビット、あるいは、その周辺の訂正ビット数の検出があった場合でも消失フラグを立ててもよい。なお、本例においては、出力端子８４からＲＳ復号回路５３の消失フラグ入力端子８５への接続は、ＲＳ符号シンボルと同期して行われるものとしている。

本実施の形態では、実施の形態１と同じように、１つのＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７には、各ＲＳ符号系列が１シンボル以下しか割り当てられない。よって、１つのＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７について消失が判定されても、ＲＳ符号系列から見れば、たかだか１シンボルの消失にしかならない。

ＲＳ復号回路５３は、入力されるＲＳ符号シンボルによるシンドローム演算とともに、消失位置の特定を行う。図９は、ＲＳ復号回路５３での消失訂正方法の一例を示している。ここではＲＳ符号の符号シンボル長および情報シンボル長を実施の形態１の例と同じとし、そのＲＳ符号の生成多項式Ｇ（Ｘ）をＧ（Ｘ）＝（Ｘ－１）（Ｘ－α）とする。ここでαは原始元である。このＲＳ符号の場合、２消失訂正まで可能である。

シンドローム計算は、従来の誤り訂正方法と同じである。入力される消失フラグにより、入力順に対応したガロア体上の元も生成される。αｉは消失位置ｉを示すガロア体上の元である。αｊは消失位置ｊを示すガロア体上の元である。

第１誤り訂正部３１は、２つのシンドロームＳ０およびＳ１が求まった時点でＳ０とＳ１がともに０であれば、誤りがないと判定する。Ｓ０は（Ｘ－１）の剰余である。Ｓ１は（Ｘ－α）の剰余である。それぞれのＲＳ符号系列から見れば、消失があったとしてもすべてがエラーである可能性は一般には小さく、エラーなしのシンボルが入力される場合が多いためである。

第１誤り訂正部３１は、次の処理として、消失シンボルの数を判定し、１消失シンボルの場合、Ｓ０を消失位置での誤りパターンとして訂正する。Ｓ０が０でＳ１が非０、あるいは、Ｓ０が非０でＳ１が０であれば訂正不可の誤りと判定できる。Ｓ１／Ｓ０、すなわち、ガロア体上の除算の結果が消失位置を示すガロア体上の元と一致しない場合も１消失では訂正不可と判定できる。図中、Ｅｉは消失位置ｉの消失パターンである。Ｅｊは消失位置ｊの消失パターンである。

２消失シンボルの場合は、Ｓ０およびＳ１と、ガロア体上の加算、乗算および除算で２つの消失位置の誤りパターンがただちに求まる。この場合、第１誤り訂正部３１は、Ｓ０が０でＳ１が非０であっても、２消失位置の誤りパターンが同じであれば、２消失の誤りが同じパターンと判定する。Ｓ０が非０でＳ１が０でも消失位置での誤りパターンが得られる。

３消失シンボル以上ある場合は、第１誤り訂正部３１は、通常の１シンボル誤り訂正を行う。１消失シンボルでの検算が、そのまま使えるのでそれを利用してもよい。得られた誤り位置が消失シンボル位置の１つかどうかをチェックすることで、ＤＶＢ－Ｓ２でのＢＣＨ復号結果を反映することにもなるので訂正の信頼性を上げることができる。図中、Ｅｋ＝Ｓ０、αｋ＝Ｓ１／Ｓ０であり、αｋが消失位置か確認される。

以上説明したように、ＢＣＨ復号回路８０からの訂正ビット数モニタおよび訂正不可フラグを使うことにより、ＣＲＣ等、別の誤り検出符号を用いることなく第１誤り訂正符号の復号において、比較的簡単かつ低遅延処理で消失訂正を行うことができる。ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３に残留した誤りを、通常の誤り訂正の２倍のＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３の誤りについて訂正が可能となる。

なお、２消失訂正では、１消失訂正のように訂正が正しいかをチェックする方法がないため、１シンボル１オクテットで最大シンボル長である２５５シンボルのＲＳ符号内で、パリティを１つ増やして１つは消失訂正のチェックに使うことも可能である。あるいは、ＲＳ符号系列の偶パリティを追加した２５６シンボルの拡張ＲＳ符号を用いて、消失訂正のチェックに用いることもできる。拡張ＲＳ符号での拡張パリティは通常の誤り訂正でもチェックに用いることが可能である。逆に、１消失訂正のみでよいのであれば、偶あるいは奇パリティの追加だけでよい。シンボル長が１オクテット以外であっても同様であることは言うまでもない。

図８および図９に示したように、本実施の形態では、第１誤り訂正部３１は、各第１データ系列に対し、ＲＳ符号のパリティを用いた誤り訂正として、第２誤り訂正部３２による誤り訂正の結果に基づく消失訂正を行う。

第１誤り訂正部３１は、具体的には、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３の外符号であるＢＣＨ符号での復号での、訂正不可判定を含む訂正ビット数に応じて、そのＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３内のビット系列の消失を判定する。

実施の形態４．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を、図１０および図１１を用いて説明する。

実施の形態１では、符号化データ６４の同期パターンであるＡＳＭを符号化データ６４のブロックの先頭のみに付加しているが、符号化データ６４のブロックが大きい場合、その同期をとるのに時間がかかる可能性がある。本実施の形態では、より短い時間で同期をとるために、オーバヘッドをあまり増やさない程度の短い間隔で同期パターンであるＡＳＭを等間隔で挿入する。符号化データ６４内にある複数のＡＳＭでは、少なくとも符号化データ６４の先頭は確実に認識できるようにしなければならない。

図１０に示すように、本実施の形態では、入力データ６１のブロックが２５３×（Ｋ－Ｌ）オクテットであり、図４に示したものより少し小さいブロックとなる。（Ｋ－Ｌ）個並列に設けられたＲＳ符号化回路４２は、入力データ６１を１ブロック符号化する度に、ＲＳ符号のパリティを生成する。セレクタ６３は、入力データ６１とＲＳ符号のパリティとを選択して出力する。これにより、インタリーブされた２５５×（Ｋ－Ｌ）オクテットの符号化データ６４が得られる。符号化データ６４は、（Ｋ－Ｌ）オクテット単位で複数の符号化ブロック７３に分割される。先頭の符号化ブロック７３には、符号化データ６４の先頭の符号化ブロック７３を識別するための同期信号である識別子６５が付加される。その他の符号化ブロック７３には、符号化データ６４の先頭以外の符号化ブロック７３を識別するための同期信号である識別子７２が付加される。識別子７２は、本実施の形態では、非特許文献２に示されているＡＳＭであるが、先頭の識別子６５とは異なるパターンとする。識別子７２は、例えば、識別子６５の反転データとする。識別子６５が付加され、識別子７２が符号化ブロック７３間に挿入された符号化データ６４は、Ｋオクテット単位でＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７“ＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ”に挿入される。

本実施の形態において、符号化データ６４の生成までの動作は、実施の形態１のものとＲＳ符号化回路４２の並列数、入力データ６１のブロック長および符号化データ６４のサイズが異なるだけで、同じである。識別子７２が挿入されることで、復号側での同期を早めることができる。識別子６５および識別子７２の長さがいずれもＬオクテットであり、符号化ブロック７３の長さが（Ｋ－Ｌ）オクテットであるため、識別子６５または識別子７２と符号化ブロック７３との合計の長さがＫオクテットに統一され、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７と同じ長さになる。よって、１つのＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３の全体に誤りが残留していても、ＲＳ符号系列から見れば、たかだか１シンボルの誤り、すなわち、１オクテットの誤りとなる。

図１１に、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３への符号化データ６４の割当例を示す。

本例では、各ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７の先頭に識別子６５または識別子７２に相当するＡＳＭが配置されている。このような配置を採用することで、（Ｋ－Ｌ）個のＲＳ符号系列の消失位置は、すべて同じとなる。よって、復号処理での消失位置からのガロア体変換等の一部の処理が共有化できる。

挿入されるＡＳＭの一部がそれぞれ異なるパターンであれば、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３ごとに、ＢＣＨ復号後においてエラーが残留していると想定されるフレームを特定することができるため、フレーム単位での消失位置の特定、あるいは、フレーム単位での再送要求も可能である。

特に図１１に示したように、本実施の形態では、挿入部２３は、入力データ６１の先頭および先頭以外を区別するための識別子を符号化データ６４の先頭からデータ伝送の単位で符号化データ６４に挿入する。すなわち、挿入部２３は、符号化データ６４の先頭および先頭以外を区別するための識別子を符号化データ６４の各行の先頭に挿入する。

第２符号化部２２は、挿入部２３により挿入された識別子を含む符号化データ６４を複数の第２データ系列に区切る。よって、各第２データ系列は、第１符号化部２１により生成され、かつ、挿入部２３により識別子が挿入された符号化データ６４の行方向に沿って存在する。

実施の形態５．
本実施の形態について、主に実施の形態４との差異を、図１２から図１４を用いて説明する。

実施の形態４では、同期信号であるＡＳＭが、各ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７“ＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ”の先頭に挿入される。本実施の形態では、ＡＳＭの挿入を不要とし、オーバヘッドを削減するため、ＡＳＭに代わる情報が、各ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のヘッダ領域６６“ＢＢＨＥＡＤＥＲ”に挿入される。

図１２に示すように、本実施の形態では、実施の形態１と同じように、入力データ６１のブロックが２５３×Ｋオクテットである。Ｋ個並列に設けられたＲＳ符号化回路４２は、入力データ６１を１ブロック符号化する度に、ＲＳ符号のパリティを生成する。セレクタ６３は、入力データ６１とＲＳ符号のパリティとを選択して出力する。これにより、インタリーブされた２５５×Ｋオクテットの符号化データ６４が得られる。符号化データ６４は、Ｋオクテット単位で複数の符号化ブロック７３に分割される。符号化データ６４は、ＡＳＭが付加または挿入されることなく、Ｋオクテット単位でＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７“ＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ”に挿入される。

本実施の形態において、符号化データ６４の生成までの動作は、実施の形態１のものとまったく同じである。本実施の形態では、各符号化ブロック７３は、常に各ＤＶＢ－Ｓ２フレームのユーザ領域７の先頭に配置される。符号化データ６４の先頭を示す同期信号であり、ＡＳＭに代わる情報である識別子７４は、ＤＶＢ－Ｓ２の制御情報用の領域であるヘッダ領域６６“ＢＢＨＥＡＤＥＲ”に入れ込まれる。

図１３に、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３への符号化データ６４の割当例を示す。

本例では、同じＲＳ符号系列は、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７の同じ位置に配置される。

実施の形態１と同様、１オクテットを１シンボルとして、符号長２５５オクテット、情報長２５３オクテットのＲＳ符号が用いられているため、２５４番目および２５５番目のＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７はＲＳ符号のパリティのみで構成される。

なお、実施の形態２と同様、パディング７１も用いると、１シンボルが１オクテットより大きいＲＳ符号を用いることができ、ＲＳ符号の符号長を長くすることができる。

また、実施の形態３と同様、消失訂正を行ってもよい。

識別子７４を入れる位置としては、例えば、図１４に示すヘッダ領域６６“ＢＢＨＥＡＤＥＲ”における“ＭＡＴＹＰＥ－２”または“ＳＹＮＣＤ”が候補となる。

非特許文献１には、ｓｉｎｇｌｅ ｉｎｐｕｔであれば、“ＭＡＴＹＰＥ－２”がｒｅｓｅｒｖｅｄであることが示されている。“ＭＡＴＹＰＥ－２”は８ビットである。よってｓｉｎｇｌｅ ｉｎｐｕｔにおいては、“ＭＡＴＹＰＥ－２”に識別子７４を入れることができる。

データが連続的に入力されてくるＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｇｅｎｅｒｉｃ Ｓｔｒｅａｍｓモードであれば、“ＳＹＮＣＤ”もｒｅｓｅｒｖｅｄであるため、“ＳＹＮＣＤ”に識別子７４を入れることができる。“ＳＹＮＣＤ”は１６ビットである。

あるいは、“ＭＡＴＹＰＥ－２”に識別子７４を入れて、“ＳＹＮＣＤ”に「ＢＬ１」等の符号化データ６４のブロック番号を挿入すれば、符号化データ６４ごとのＡＲＱも可能である。

以上説明したように、本実施の形態では、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３と第１誤り訂正符号とを同期させて、フレームを構成することで、オーバヘッドを小さくしながら効率よく、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３で残留した誤りを訂正して高性能化が図れる。

特に図１２に示したように、本実施の形態では、挿入部２３は、符号化データ６４の先頭が各ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３に含まれているかどうかを識別するための識別子７４を各ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のヘッダ領域６６に挿入する。

実施の形態６．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を、図１５および図１６を用いて説明する。

実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４および実施の形態５では、複数のＲＳ符号系列を符号化データ６４の１ブロックにして、それに少なくともそのブロックの先頭が分かる同期信号を加えて、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７“ＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ”に分散している。そのため、１つのＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３の全体に誤りが残留していても、ＲＳ符号系列から見れば、たかだか１シンボルの誤り、すなわち、１オクテットの誤りとなる。本実施の形態では、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３が継続的に伝送される場合に、同期信号をなくしても、同じ効果が得られる構成を採用する。そのため、図１５に示すように、本実施の形態では、符号化装置２０の挿入部２３を省略することができる。復号装置３０の検出部３３も省略することができる。

本実施の形態では、実施の形態１と同様、１オクテットを１シンボルとして、符号長２５５オクテット、情報長２５３オクテットのＲＳ符号が用いられる。実施の形態１では、第１誤り訂正符号であるＲＳ符号のパリティは特定のＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３に集中しているが、本実施の形態では、第１誤り訂正符号であるＲＳ符号のパリティはそれぞれのＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３に割り当てられる。

図１６に、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３への符号化データ６４の割当例を示す。

本例では、Ｋオクテットのユーザデータ領域６７“ＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ”がＲＳ符号の符号長である２５５個の小ブロック７０に分割される。ＲＳ符号の符号長である２５５で割り切れない端数は、パディング７１とする。

ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３の２５５個の小ブロック７０を含む符号化ブロック７３に対し、ＲＳ符号系列は、順次送信されるＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３で斜め方向に連なる小ブロック７０の系列とし、２５５フレーム目の最後の小ブロック７０には、先頭フレームの先頭の小ブロック７０から始まるＲＳ符号系列のパリティが挿入されることになる。なお、小ブロック７０の系列は、複数のＲＳ符号系列で構成されてもよい。

以上説明したように、ＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７をＲＳ符号長に合わせた数の小ブロック７０に分割し、ＲＳ符号系列をＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３ごとに位置の異なる小ブロック７０に割り当てることで、ＲＳ符号系列の先頭位置を知らしめる情報を付加する必要がなくなる。本実施の形態では、１つのＤＶＢ－Ｓ２フレーム１３のユーザデータ領域６７のすべてに誤りが残留していたとしても、ＲＳ符号系列から見れば、たかだか１シンボル誤り、すなわち、１オクテット誤りに分散することができる。

なお、実施の形態２と同様、パディング７１を用いると、１シンボルが１オクテットより大きいＲＳ符号を用いることができ、ＲＳ符号の符号長を長くすることができる。

また、実施の形態３と同様、消失訂正を行ってもよい。

特に図１６に示したように、本実施の形態では、各第１データ系列は、入力データ６１の斜め方向に沿って存在する。第１符号化部２１は、各第１データ系列の長さに応じた数の第１データ系列をＲＳ符号により符号化することでＲＳ符号のパリティを生成する。第１符号化部２１は、ＲＳ符号のパリティを各第１データ系列に付加することで符号化データ６４を生成し、結果として行列を斜め方向に拡張する。

１０ 通信システム、１１ 送信機、１２ 受信機、１３ ＤＶＢ－Ｓ２フレーム、２０ 符号化装置、２１ 第１符号化部、２２ 第２符号化部、２３ 挿入部、２４ 電子回路、２５ プロセッサ、２６ メモリ、３０ 復号装置、３１ 第１誤り訂正部、３２ 第２誤り訂正部、３３ 検出部、３４ 電子回路、３５ プロセッサ、３６ メモリ、４１ 入力端子、４２ ＲＳ符号化回路、４３ 入力端子、４４ 出力端子、４５ 接続端子、４６ 接続端子、４７ 接続端子、４８ ＡＳＭ生成回路、４９ 出力端子、５０ 出力端子、５１ ＡＳＭ検出回路、５２ 入力端子、５３ ＲＳ復号回路、５４ 入力端子、５５ 出力端子、５６ 出力端子、６１ 入力データ、６２ ユーザデータ、６３ セレクタ、６４ 符号化データ、６５ 識別子、６６ ヘッダ領域、６７ ユーザデータ領域、６８ パリティ領域、６９ パリティ領域、７０ 小ブロック、７１ パディング、７２ 識別子、７３ 符号化ブロック、７４ 識別子、８０ ＢＣＨ復号回路、８１ デスクランブル回路、８２ ＤＡＴＡ ＦＩＥＬＤ抽出回路、８３ 消失フラグ生成回路、８４ 出力端子、８５ 消失フラグ入力端子。

Claims (8)

1. １つの行列として捉えられる入力データの行方向に沿って存在する各第１データ系列を第１誤り訂正符号により符号化することで前記第１誤り訂正符号のパリティを生成し、前記第１誤り訂正符号のパリティを各第１データ系列に付加し、前記入力データの前記行方向と列方向とは異なる方向に前記第１データ系列と前記第１誤り訂正符号のパリティとを配置することで１つの行列として捉えられる符号化データを生成し、結果として前記入力データの行列を拡張する第１符号化部と、
   前記第１符号化部により生成された前記符号化データの行方向に沿って存在する各第２データ系列を第２誤り訂正符号により符号化することで前記第２誤り訂正符号のパリティを生成し、１フレームにつき前記符号化データの行方向に沿って存在する１つのデータ系列および対応する前記第２誤り訂正符号のパリティを含む複数フレームを生成する第２符号化部と
   を備え、
   各第１データ系列は、前記符号化データの行列において斜め方向に沿って存在し、
   前記第１符号化部は、各第１データ系列の長さに応じた数の第１データ系列を前記第１誤り訂正符号により符号化することで前記第１誤り訂正符号のパリティを生成し、前記第１誤り訂正符号のパリティを各第１データ系列の前記斜め方向と同じ方向に配置することで前記符号化データを生成し、結果として前記行列を斜め方向に拡張する
   符号化装置。
2. 前記第１符号化部は、前記第１誤り訂正符号のパリティとして複数シンボルのパリティを生成する請求項１に記載の符号化装置。
3. 前記第１誤り訂正符号は、ＲＳ符号または拡張ＲＳ符号である請求項１または２に記載の符号化装置。
4. 前記第２誤り訂正符号は、連接符号である請求項１から３のいずれか１項に記載の符号化装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の符号化装置を備え、
   前記符号化装置から得られる前記複数フレームを外部に送信する送信機。
6. １フレームにつき１つの行列として捉えられる符号化データの行方向に沿って存在する１つのデータ系列および対応する第２誤り訂正符号のパリティを含む複数フレームを得て、前記符号化データの行方向に沿って存在する各第２データ系列に対し、前記第２誤り訂正符号のパリティを用いた誤り訂正を行う第２誤り訂正部と、
   前記第２誤り訂正部による誤り訂正が行われた前記符号化データの行方向と列方向とは異なる方向に沿って存在する各第１データ系列と各第１データ系列に付加された第１誤り訂正符号のパリティとを得て、各第１データ系列に対し、前記第１誤り訂正符号のパリティを用いた誤り訂正を行う第１誤り訂正部と
   を備え、
   各第１データ系列は、前記符号化データの行列において斜め方向に沿って存在し、
   前記第１誤り訂正部は、各第１データ系列の長さに応じた数の第１データ系列に対し、前記第１誤り訂正符号のパリティを用いた誤り訂正を行い、前記符号化データの行列において斜め方向に沿って存在する各第１データ系列を１つの行列として捉えられる出力データの行方向に配置して出力する復号装置。
7. 前記第１誤り訂正部は、各第１データ系列に対し、前記第１誤り訂正符号のパリティを用いた誤り訂正として、前記第２誤り訂正部による誤り訂正の結果に基づく消失訂正を行う請求項６に記載の復号装置。
8. 請求項６または７に記載の復号装置を備え、
   前記複数フレームを外部から受信し、前記複数フレームを前記復号装置に与える受信機。

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