JPH0230240A - 誤り訂正符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、データ通信で送信する情報やメモリに記憶さ
れる情報における誤りを訂正し得るように該情報を誤り
訂正符号に符号化する誤り訂正符号化装置に関する。

（従来の技術） ディジタル情報を送信または記憶するシステムにおいて
は、該情報の信頼性を向上するために該情報を誤り訂正
符号に符号化して、送信または記憶することが行われて
いる。

符号長。、情報点数にのブロック符号Ａは、例えばｑ元
ＢｃＨ符号の場合には次のような性質を有する。αをＧ
Ｆ　（ｑ”　）の原始元とし、α、α２　　　、　、　
、　、　ａ　ｄ−Ｌを根とするＧＦ　（ｑ）上のｎ−に
次の多項式をｇ　（Ｘ）とする。但し、ｑは素数のべき
乗である。このとき、ｎ−１次多項弐〇（Ｘ）がｇ　（
ｘ＞で割り切れる時、Ｃ（ｘ）の係数Ｃ８，Ｃ１゜ Ｃ１−１は誤り訂正能力ｄの符号Ａの符号語となる。

この符号Ａは［（ｄ−１＞／２］個以下の誤りを訂正す
る。ここで、ｇ　（ｘ＞は生成多項式と呼ばれる。

ｇ　（ｘ）＝ｇｏ　＋ｇｔ　ｘ＋　・・・＋ｇａ−ｋｘ
”−’・・・（１） とすると、情報Ｕ。、Ｕｌ、・・・、Ｕｋ−１の符号化
は次のようなｎｘｋ行列Ｇにより（３）式のように行わ
れる。

・・（２） （Ｃ，、Ｃ１、・・・Ｃ，−１＞ ＝　（ｕｏ　、Ｕエ　、・・・、　　Ｕｈ−ｔ　　）　
Ｇ・・・（３） この時、Ｇを符号Ａの生成行列と称し、まなＣ（Ｘ　）
　”Ｃｏ　＋　ＣＩ　　Ｘ　＋　”・＋　Ｃｎ−１Ｘ”
−”　とすると、 Ｃ（ｘ）＝　（Ｕｏ　＋Ｕｔ　Ｘ＋−＋Ｕｈ−ｔ　Ｘ’
−”　）ｇ　（ｘ＞となることにより（３）式は明らか
に符号Ａの符号語を生成する。

また、同一符号長ｎで情報点数ｋ・　（ｋ・＜ｋ）誤り
訂正能力ｄ・　（ｄ・＞ｄ）の符号Ａ・の生成多項式ｇ
・　（ｘ）はα、α２．・・・、α４゛−１を根に有す
る。

ｇ’　　（ｘ＞＝ｇ”　ｏ　＋ｇ・１ｘ＋・・・十ｇ’
ａ−＊’ｘ　”　　　　　　　　　　　　　　　　　　
・・・（４）とすると、符号Ａ・の生成行列は ・・・（５） となる。

一般に、同一符号長ｎであれば、情報点数ｋが少ないほ
ど、すなわち符号化比率に／ｎが小さいほど、誤り訂正
能力ｄは大きくなり、符号の誤り訂正能力は高くなる。

しかしながら、従来は、誤り訂正能力ｄの符号の生成行
列は（２）式のように与えられていたため、情報点数ｋ
をｋ・に減らすだけでは誤り訂正能力はもとのｄしか得
られず、誤り訂正能力ｄ・ （ｄ・＞ｄ）を得るためには、（５）式のように異なる
生成行列Ｇ・を用いる必要があった。

また、例えば、送信または記憶しようとする情報の重要
度が変更されたり、または送信しようとする通信路の状
態が例えば気象状態等により変化して悪化するような場
合には、情報の重要度および通信路の状態に応じて誤り
訂正符号の能力を変化することが望まれている。このよ
うに誤り訂正符号の能力を状況に応じて変更する場合に
は、従来の誤り訂正符号化装置では、上述したように、
誤り訂正符号の能力毎に異なる符号化器を複数設ける必
要があった。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、従来の誤り訂正符号化装置では、符号
化器は単一の誤り訂正能力しか有していないため、情報
の重要度や通信路の状態の変化に応じて誤り訂正能力を
変更したい場合に適確に対応することができず、このよ
うな誤り訂正能力の変更に対応するためには、各誤り訂
正能カニ対応して複数の符号化器を設けることが必要と
ナリ、回路規模が大きくなり、非経済的であるとともに
、装置の稼働率が低下するという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、単一の符号化器により誤り訂正能力が異な
る複数の誤り訂正符号に符号化することができる誤り訂
正符号化装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の誤り訂正符号化装置
は、所定ビット長以下の情報を所定符号長の誤り訂正符
号に符号化する誤り訂正符号化装置であって、符号化す
べき所定ビット長の情報を所定の誤り訂正能力を有する
所定符号長の誤り訂正符号に符号化する符号化手段と、
前記所定の誤り訂正能力よりも大きな誤り訂正能力で情
報を符号化するために該情報を前記所定ビット長より短
いビット長の短ビット情報に細分化する細分化手段と、
前記短ビット情報に前記所定ビット長に足りない分のビ
ット長の所定の無効情報ビットを付加する付加手段と、
該付加手段で所定の無効情報ビットを付加させて所定ビ
ット長になった情報を符号化すべく前記符号化手段に供
給するように制御する制御手段とを有することを要旨と
するものである。

（作用） 本発明の誤り訂正符号化装置では、所定の誤り訂正能力
よりも大きな誤り訂正能力で符号化するなめに短ビット
情報に細分化し、この短ビット情報に不足分の所定の無
効情報ビットを付加し、この無効情報ビットを付加され
て所定ビット長になった情報を符号化手段に供給して符
号化している。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る誤り訂正符号化装置を
使用した通信システムの構成を示すブロック図である。

同図に示す実施例においては、送信側１０において情報
源１からの送信しようとする情報を制御回路３の制御の
もとに一旦メモリ５に記憶し、符号化器７を介して符号
化してから、通信路９を介して受信側２０に送信してい
る。

前記制御回路３は、情報源１からの送信しようとする情
報を重要度または通信路９の不安定状態に応じた誤り訂
正能力を有した誤り訂正符号に符号化し得るように情報
ビット長を制御してメモリ５に記憶するように制御して
いる。具体的には、送信しようとする情報のビット長は
通常の状態の場合、すなわち通常の重要度の場合または
通信路９が正常な通常の場合には、所定のビット長、例
えば１１ビットであるが、重要度が高い場合または通信
路９が不安定な場合には、その程度に応じて７ビット丈
なは５ビットに短くし、すなわち細分化し、これにより
後述するように誤り訂正能力を高めるようにする。

このように制御回路３の制御によりメモリ５に記憶され
た情報は符号化器７に供給されて誤り訂正符号に符号化
されるが、この場合、１１ビットの所定ビット長の情報
はそのまま符号化器７に供給されて符号化されるが、誤
り訂正能力を高めるなめにビット長を短くされた短ビッ
ト情報はこの短くなった不足分のビット長の所定の無効
情報ビット、例えば「０」を付加され、これにより所定
ビット長の１１ビットに変換されて符号化器７に供給さ
れる。

第２図を参照して具体的に説明すると、第２図くａ）は
送信しようとする１１ビットの情報Ｕ＝（ｕｏｐｔ　　
・・・Ｕｔｏ）を１５ビットの誤り訂正符号Ｃ６，Ｃ１
・・・Ｃ１４に符号化する場合を示しているが、この場
合の誤り訂正能力を示す誤り訂正能力ｄは３であり、こ
の符号は（１５，１１゜３）符号として表され、括弧内
の最初の数字１５は符号ビット長ｎを表し、次の数字１
１は情報ビット長ｋを表し、最後の数字３は誤り訂正能
力を表す。従って、この誤り訂正符号は誤り訂正能力ｄ
＝３から［：　（ｄ−１＞／２］　＝４の誤り、すなわ
ち単一誤りを訂正することができる。これに対して、第
２図（ｂ）は情報ビット長を７ビットに短くされた情報
Ｕ４　・・・Ｕｌｏを示しているが、この短くなった不
足分のビット位置０〜３に所定の無効情報ビットの「０
」が挿入され、これにより１１ビットに揃えられた情報
として前記符号化器７に供給され、１５ビットの誤り訂
正符号に符号化されるようになっている。この結果、符
号化された符号は（１５，７，５＞符号となり、誤り訂
正能力が「５」となり、誤り訂正能力が増大されている
。従って、この場合には、誤り訂正能力ｄ＝５から［（
ｄ−１）／２］　＝２までの誤り、すなわち二重誤りを
訂正することができる。更に、第２図（ｃ）に示すよう
に、情報ビット長を５ビットに短くされた情報Ｕ６　・
・・ＵＩＯの場合には、短くなった不足分のビット位置
０〜５に所定の無効情報ビットの「０」が挿入され、こ
れにより１１ビットに揃えられた情報として符号化器７
に供給され、符号化されている。この符号化された符号
は（１５，５，７）符号となり、誤り訂正能力ｄが「７
」となり、三重の誤りまで訂正することができる。

上述した（１５，１１．３＞の単一誤グ訂正符号Ａの生
成多項式Ｇを次のようにする。

このとき、生成多項式Ｇの第５行から第１１行に構成さ
れる行列Ｇ・は となり、前記（１５，７，５）二重誤り訂正符号Ａ・の
生成行列となっている。また、前記生成多項式Ｇの第７
行から第１１行に構成される行列Ｇ”は次のようになり
、前記（１５，５，７＞三重誤り訂正符号Ａ”の生成行
列になっている。

上述したように、前記第２図（ａ＞に示すような１１ビ
ットの情報Ｕ＝　（Ｕｏ　、Ｕ、・・・Ｕｔｏ）を符号
化すると、Ｕ−Ｇは前記符号Ａ・の符号語となり、単一
誤り訂正が可能となるのである。また、第２図（ｂ）に
示すように、Ｕｏ、　　・・・Ｕ３を前記所定の無効情
報ビットの「０」として前記符号化器７で符号化すると
、Ｕ−Ｇは符号Ａ・の符号語となり、二重誤り訂正が可
能となるのである。更に、第２図（Ｃ）に示すように、
００１・・・、Ｕ６を無効情報ビットの「０」として符
号化すると、Ｕ−Ｇは前記符号Ａ　Ｉ＋の符号語となり
、三重誤り訂正が可能となるのである。

このような符号化を達成する前記符号化器７の具体的回
路が第３図に示されている。同図においては、メモリ５
から供給される１１ビットの情報Ｕｏ、Ｕ、・・・Ｕｌ
ｏの各組合せに対して排他的論理和（図中、■で示す）
のマトリックスでＵ・Ｇの行列演算が行われて符号され
た１５ビツートの誤り訂正符号Ｃｏ、ＣＬ　　パ・・Ｃ
１４が出力されるようになっている。

符号化器７で符号化された誤り訂正符号は、第１図に示
すように、通信路９を介して受信側２０に送信され、受
信側２０では、受信した符号をシンドローム計算器２１
に供給して、受信語のシンドロームを計算する。シンド
ロームの数は符号の誤り訂正能力によって異なり、制御
回路２５によって制御される。例えば、上述した第２図
に示した例では、符号化される情報ビット数１１．７゜
５によりそれぞれＳｌのみ、Ｓ、およびＳ３、またはＳ
ｔ、Ｓ３およびＳ５が計算される。ここで、受信語をｒ
。、ｒｌ、・・・ｒｌａとすると、次式のように計算さ
れる。

ＳＬ　＝Σｒ、αｉ」 ｊ＝Ｏ ここで、αはＧＦ　（２’　）の原始元である。

以上のように計算されるシンドロームは複合器２３に供
給されて、誤りパターンが求められる。

この復合器２３からの誤りパターンは、遅延回路２つを
通過した受信語とともに誤り訂正実行回路２７に供給さ
れ、誤りを訂正されてから、受信者３１に供給されるよ
うになっている。

なお、上記実施例において、誤り訂正能力を増大するた
めに第２図に示すように短くした情報に無効情報ビット
「０」を挿入して１１ビットにするのに、短くされた情
報の前側に無効情報ビット「０」を挿入しているが、こ
の無効情報ビットの挿入は前側に限定されるものでなく
、第２図に対応するように°示している第４図に示すよ
うに、短くされた情報の後側に無効情報ビット「０」を
挿入してもよい。

また、第４図のように後側に無効情報ビット「０」を挿
入された情報に対する誤り訂正符号の生成行列Ｇは次の
ようになる。

（以下余白） 更に、この場合の符号化器は第５図に示すように構成さ
れる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、所定の誤り訂正
能力よりも大きな誤り訂正能力で符号化して誤り訂正能
力を増大するために短ビット情報に細分化し、この短ビ
ット情報に不足分の所定の無効情報ビットを付加し、こ
の無効情報ビットを付加されて所定ビット長になった情
報を符号化手段に供給して符号化しているので、短ビッ
ト情報に細分化することにより符号化比率を異なるよう
にするとともに、誤り訂正能力、すなわち誤り訂正能力
を増大することが再伸となり、情報の重要度や通信路の
状態に応じた適切な誤り訂正能力を有する符号に符号化
することを回路規模を大きくすることなく、単一の符号
化手段で経済的に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る誤り訂正符号化装置を
利用した通信システムの構成図、第２図は第１図の誤り
訂正符号化装置に使用される符号化器において情報点数
を変えて符号化を行う場合の説明図、第３図は第１図の
誤り訂正符号化装置に使用される符号化器の具体的回路
図、第４図は短くされた情報の後側に無効情報ビット「
０」を挿入する場合の第２図に対応する別の説明図、第
５図は第４図の場合に使用される別の符号化器の回路図
である。 １・・・情報源、 ３・・・制御回路、 ５・・・メモリ、 ７・・・符号化器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定ビット長以下の情報を所定符号長の誤り訂正
   符号に符号化する誤り訂正符号化装置であって、符号化
   すべき所定ビット長の情報を所定の誤り訂正能力を有す
   る所定符号長の誤り訂正符号に符号化する符号化手段と
   、前記所定の誤り訂正能力よりも大きな誤り訂正能力で
   情報を符号化するために該情報を前記所定ビット長より
   短いビット長の短ビット情報に細分化する細分化手段と
   、前記短ビット情報に前記所定ビット長に足りない分の
   ビット長の所定の無効情報ビットを付加する付加手段と
   、該付加手段で所定の無効情報ビットを付加させて所定
   ビット長になった情報を符号化すべく前記符号化手段に
   供給するように制御する制御手段とを有することを特徴
   とする誤り訂正符号化装置。
2. （２）前記符号化手段は、前記所定符号長をｎとし、前
   記所定ビット長をｋとし、前記短ビット情報のビット長
   をｋ′とすると、前記所定ビット長の情報をｋ次の行ベ
   クトルとし、この行ベクトルにｋ×ｎ行列Ｇを掛けて得
   られるｎ次の行ベクトルを前記所定誤り訂正能力の符号
   の符号語として出力し、更に前記行列Ｇの特定のｋ′行
   によつて構成されるｋ′×ｎ行列Ｇ′を前記所定誤り訂
   正能力よりも大きい誤り訂正能力の部分符号の生成行列
   とすることを特徴とする請求項（１）記載の誤り訂正符
   号化装置。