JPH07112160B2 - 誤り訂正符号の復号方法 - Google Patents

誤り訂正符号の復号方法

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JPH07112160B2
JPH07112160B2 JP61091660A JP9166086A JPH07112160B2 JP H07112160 B2 JPH07112160 B2 JP H07112160B2 JP 61091660 A JP61091660 A JP 61091660A JP 9166086 A JP9166086 A JP 9166086A JP H07112160 B2 JPH07112160 B2 JP H07112160B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、誤り訂正符号の復号方法に関し、特に、ラン
ダム誤り、バースト誤り共に強力な訂正が可能な誤り訂
正符号の復号方法に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、符号間最小距離がdの誤り訂正符号の復号方
法において、誤り検出訂正能力の上限である〔(d−
1)/2〕(ただし〔 〕は所謂ガウスの記号で、〔x〕
は実数xを越えない整数のうち最大なものを表わす。)
以下のシンボル数tまでの誤り検出訂正を実行し、訂正
が行えない場合に、誤り消失訂正のための基準となるエ
ラーシンボルの位置を求め、該エラーシンボルの位置を
基準として、連続する(d−2)以下のシンボル数aま
での連続誤りの誤り消失訂正を行うことにより、ランダ
ム誤りのみならずバースト誤りに対しても強力な誤り訂
正を可能としたものである。
〔従来の技術〕
ディジタルデータのkシンボルに対して、所謂リード・
ソロモン(Reed Solomon)符号等の最適誤り訂正符号を
用いた符号化が施されることにより、(n−k)シンボ
ル(n、kは正の整数)の検査シンボルが付加されて成
る符号系においては、符号間最小距離dが(n−k+
1)となっている。この距離dと、位置のわかっていな
い誤りを検出し訂正する誤り検出訂正可能なシンボル数
t及び位置のわかっている誤りを訂正する誤り消失訂正
(イレージャ訂正)可能なシンボル数sとの間には、 d−1≧2t+s の関係が成立することが一般に知られている。
たとえば、k=200、n=216のリード・ソロモン符号に
おける検査シンボル(チェックシンボル)の個数は16で
あり、上記距離dは17となるから、最大8シンボルまで
の誤り検出訂正が可能であり、又は、最大16シンボルま
での誤り消失訂正が可能である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、光磁気ディスク等にデータを記録する場合に
おいて、例えば第3図に示すような2次元配列のデータ
マトリクスをRAM等のメモリ上に展開し、一方向(図中
横方向)に上記リード・ソロモン符号等による符号化を
行い、これと直行する方向(図中縦方向)に順次読み出
してディスク上に書き込むようなことが行われている。
この第3図の例においては、ディスクの1セクタに対し
てオリジナルデータ(冗長データを含まない元のデー
タ)512バイトが割り当てられるものとして、図中横方
向に128バイトで縦方向に4ブロック(4段)の計512バ
イトのオリジナルデータによる2次元配列を構成してい
る。この512バイトのデータに対して、4バイトのCRC符
号を付加し、さらに上記各ブロックに対して16バイト
(上記1セクタ当たりでは64バイト)のリード・ソロモ
ン符号等によるチェックバイトを付加している。従っ
て、上記各ブロックのデータ(1ブロック145バイト)
に対して、8バイトまでの誤り検出訂正が可能となって
いる。なお、図中の数字はデータ書き込み順序を示す。
このような記録フォーマットに基づいてデータが記録さ
れたディスクに傷や塵埃の付着等が生じた場合には、連
続的な誤り、所謂バーストエラーが発生し、上記1つの
ブロックの145バイトのデータに対して9バイト以上の
誤りが生ずることがある。これは、ディスク上では連続
する36バイト以上の誤りに対応し、光磁気ディスクのよ
うな極めて高い記録密度の媒体にあっては、僅かの傷や
微小な塵埃でもこの程度のバーストエラーの原因となり
得るものである。このような1ブロックに対し9バイト
以上の、すなわち上記誤り検出訂正能力を越えた誤りが
生ずると、誤り訂正が不可能となってしまう。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであ
り、ランダム誤りのみならず、連続的な誤り、所謂バー
ストエラーに対しても、強力な誤り訂正が可能な誤り訂
正符号の復号方法の提供を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係る誤り訂正符号の復号方法は、上述の問題点
を解決するために、ディジタルデータに対して誤り訂正
符号の符号化が施されることにより符号間最小距離がd
とされた誤り訂正符号の復号方法において、d−1(d
は上記距離を示す)の1/2を越えない最大の整数tM以下
のシンボル数t、すなわち t≦tM〔(d−1)/2〕 ただし〔 〕は所謂ガウスの記号であり、 〔x〕はxを越えない最大の整数を示すまでの誤り検出
訂正を行い、この誤り検出ができなかった場合に、誤り
消失訂正のための基準となるエラーシンボルの位置を求
め、該エラーシンボルの位置を基準として、上記tより
大でd−2以下のシンボル数a(t<a≦d−2)の連
続誤りの誤り消失訂正を行うことを特徴としている。
〔作 用〕
上記tMは、誤り訂正符号系の符号間最小距離がdのとき
の誤り検出訂正可能なシンボル数の最大値に相当し、誤
りシンボル(エラーシンボルあるいはイレージャ)の位
置(ロケーション)が予め検出されていないときにこの
tMを越える誤りがあると、訂正不可能となってしまうわ
けであるが、バーストエラーが生じて連続するエラーシ
ンボル群が存在している場合には、該エラーシンボル群
の先頭位置がわかれば、この先頭位置から連続する上記
a個のシンボルをエラーシンボル(イレージャ)とみな
すことで上記tMを越えるエラーの訂正が実質的に可能と
なる。ここで、上記連続誤りあるいは連続するエラーシ
ンボル群とは、現実に1シンボルずつ連続している必要
はなく、インターリーブ等との関連で所定の規則の下に
連鎖している場合も含むものであり、換言すれば、基準
となる1つのエラーシンボルの位置だけ検出すれば残り
のエラーシンボルの位置が自動的に決定されるようなシ
ンボル群のことである。
〔実施例〕
本発明の一実施例となる誤り訂正符号の復号方法につい
て、第1図のフローチャートを参照しながら概略的に説
明すると、先ずステップS1において、従来と同様な通常
の誤り検出訂正を行う。この誤り検出訂正は、符号間最
小距離をdとするとき、 t≦〔(d−1)/2〕 を満足するような個数tまでのシンボルに対して実行さ
れ、次のステップS2において、この誤り検出訂正が有効
に終了したか否か、すなわち訂正可能か不可能かを判別
し、NO(訂正不可能)の場合に、ステップS3に進む。こ
のステップS3においては、前述しなようなバーストエラ
ー等による連続誤りに対する誤り訂正を、 a≦d−2 を満たすような個数aまでのシンボルについて行う。こ
の場合には、誤り(エラーシンボル群)が所定の規則で
連続しているものであるとの仮定に基づいて、1個の基
準となるエラーシンボルの位置を検出することで上記エ
ラーシンボル群の各位置(ロケーション)を決定し、こ
れらの決定された各位置のシンボルに対して誤り訂正を
施すことによって、d−2個までのシンボルの誤り訂正
を可能ならしめている。なお、上記ステップS2において
YES(訂正が有効に終了)と判別された場合や、ステッ
プS3での誤り訂正が有効に終了した場合には、例えば誤
り訂正されたデータを次のデータ処理部等に転送して動
作を終了すればよく、また、上記ステップS3での誤り訂
正が不可能であった場合には、例えばディスク装置等に
データの再送要求を出したり、訂正不能データであると
の情報を次のデータ処理部等に送ればよい。
次に、上記第1図の各ステップにおける動作についてさ
らに詳細に説明する。
先ず、第1図のステップS1においては、所謂ランダムエ
ラーに対する通常の誤り検出訂正が実行される。すなわ
ち、一例として、第2図に示すようなkシンボルの情報
データに対してn−kシンボルの検査シンボル(チェッ
クシンボル)が付加されて成るようなガロア体GF(qm
上のリード・ソロモン符号C(n、k)について考える
と、原始元をαとするとき、生成多項式は、 (x−1)(x−α)・・・(x−αL-1) ただし、l=n−k となる。このとき、符号間最小距離dはl+1であり、
誤り検出訂正可能なシンボル数tの最大値tMは、 tM=〔l/2〕=〔(d−1)/2〕 となる。これは、シンドロームS0、S1〜SL-1についてl
個の連立方程式が成立し、元の数が、誤り位置tM個、大
きさtM個となることからも自明である。
従来においては、誤り訂正に先立って誤り位置(イレー
ジャのロケーション)が検出されていない限り、上記tM
個までの誤り訂正が可能であるに過ぎず、このtM個より
多くの誤りが存在する場合には訂正不可能となってい
た。
これに対して本発明においては、上記tM個より多くの誤
りが存在する場合、すなわち上述した第1図のステップ
S2において上記通常の誤り検出訂正が不可能と判断され
た場合には、前述したような所謂バーストエラーが生じ
ているものと判断し、このバーストエラーによって発生
した連続誤り(エラーシンボル群)の内の基準となる1
シンボルの位置、例えば上記エラーシンボル群の先頭位
置を検出することにより、全てのエラーシンボルの位置
を推定し、これらの推定されたエラーシンボル位置に対
しての誤り消失訂正(イレージャ訂正)を行うことで、
見かけ上、誤り検出訂正可能なシンボル数を増大させて
いる。
ここで、上記バーストエラー等によって生じた連続する
誤りとしては、例えば前記第3図のような記録フォーマ
ットの場合では1つのブロック内において略1シンボル
ずつ連続する誤りとなって現れるから、先頭エラーシン
ボル位置iがわかればi+1、i+2・・・の位置のシ
ンボルも誤っていることが推定できる。この他、インタ
ーリーブ等の関係で、例えば2シンボルおきとか3シン
ボルおき等で誤りが生ずることも考えられ、このような
場合も本発明の連続する誤りの概念に含まれるものであ
る。
次に、上記バーストエラー発生時の誤り訂正についての
具体例を説明するが、説明を簡略化するために、ガロア
体GF(28)上のリード・ソロモン符号で、検査シンボル
(チェックシンボル)の個数を4個、上記符号間最小距
離dを5とし、3シンボルの連続誤り訂正を行うものと
する。
このリード・ソロモン符号の生成多項式は、 G(x)=(x−1)(x−α)(x−α)(x−α
) であり、この式中のαは、原始多項式 P(x)=x8+x4+x3+x2+1 の根(原始元)である。このとき、エラーシンボル群
{e}の内の先頭位置のシンボルをeiとし、連続する3
個のシンボルei,ei+1,ei+2が誤っているものとするとき
には、4個のシンドロームS0、S1、S2、S3について、 S0=ei+ei+1+ei+2 S1=αiei+αi+1ei+1+αi+2ei+2 S2=α2iei+α2i+2ei+1+α2i+4ei+2 S2=α3iei+α3i+3ei+1+α3i+6ei+2 の連立方程式が成立することになる。従って、この連立
方程式を解くことによって、 αi+2{αi+1(αiS0+S1)+(αiS1+S2)} +αi+1(αiS1+S2)+(αiS2+S3)=0 ∴α3i+3S0+(α+α+α)α2iS1 +(α+α+1)αiS2+S3=0 となり、これを整理して、 α3i+3S0+α2i+199S1+αi+198S2+S3=0 の式が得られる。この式を満たすような上記4個のシン
ドロームS0、S1、S2、S3が存在すれば、3個の連続する
シンボルei,ei+1,ei+2が誤りであることがわかり、後は
誤り消失訂正(イレージャ訂正)処理によって、上記連
続する3個のエラーシンボルei,ei+1,ei+2を訂正するこ
とができる。
換言すれば、一般に符号間最小距離dの誤り訂正符号に
おいては、前述したように、誤り検出訂正可能なシンボ
ル数t及び誤り消失訂正(イレージャ訂正)可能なシン
ボル数sと、上記距離dとの間には、 d−1≧2t+s の関係が成立するが、バーストエラー等によって連続す
る誤りが生じている場合、すなわち、基準となる1つの
エラーシンボルの位置が判明すれば残りのエラーシンボ
ルの位置が自動的に決まる場合には、1個の誤り検出訂
正を行えば残りを誤り消失訂正(イレージャ訂正)によ
って訂正でき、上記tを1とおくことに相当する。従っ
て、誤り検出訂正による1個のシンボルと、 d−1≧2+s すなわち、 s≦d−3 を満たすs個のシンボルとの合計a個のシンボル、すな
わち、 a≦d−2 を満たすa個のシンボルまでの誤り訂正が可能となる。
この個数aについては、上記通常の(ランダムエラーに
対して)誤り検出訂正可能なシンボル数tの最大値tM
りも大きくでき、例えば、上記距離dが17の場合には、
上記値tMが8であるのに対し、上記aの最大値(d−
2)は15となって、略倍増することがわかる。
従って、バーストエラー等によって連続する誤りが生じ
た場合には、上記誤り検出訂正可能なシンボル数tの最
大値tMよりも多くの個数d−2までの(見かけ上の)誤
り検出訂正を行うことができる。
なお本発明は、上述の例のみに限定されるものではな
く、例えば、誤り訂正符号としては、上記リード・ソロ
モン符号に限定されず、所謂BCH符号等にも適用でき、
二系列以上の多重誤り訂正符号化が施された場合にも容
易に適用できる。また、誤り訂正符号系列の情報シンボ
ル数や検査シンボル数等は上述の例に限定されないこと
は勿論である。さらに、通常の(ランダムエラーに対す
る)誤り検出訂正と、バーストエラーに対する上記見か
け上の誤り検出訂正とを択一的に行うようにしてもよ
い。
また、本発明は予め消失情報を有する系にも容易に適用
できる。
〔発明の効果〕
本発明の誤り訂正符号の復号方法によれば、通常のラン
ダムエラーに対しては従来と同等の訂正能力の誤り検出
訂正が行えるのみならず、バーストエラー等によって誤
り検出訂正可能なシンボル数を越えた個数の連続誤りが
生じた場合には、略誤り消失訂正(イレージャ訂正)可
能な個数程度までの誤りについて、見かけ上誤り検出訂
正することが可能となり、バーストエラー等が生じ易い
信号伝送系(記録再生系も含む)に対して強力な誤り訂
正を実現することができる。
特に、本発明によれば、バーストエラーが生じた際に、
そのエラーシンボルの規則的配置から、その誤り消失訂
正のための基準となるエラーシンボルの位置を求め、該
エラーシンボルの位置を基準として誤り消失訂正を行う
ことで、エラーシンボルを効率よく訂正することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の概略動作を説明するための
フローチャート、第2図は該実施例の説明に供する誤り
訂正符号の一例を示す図、第3図は光磁気ディスクにお
けるデータ記録フォーマットの一例を説明するための図
である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ディジタルデータに対して誤り訂正符号の
    符号化が施されることにより符号間距離がdとされた誤
    り訂正符号の復号方法において、 上記距離dから1を減算した値(d−1)の1/2を越え
    ない最大の整数以下のシンボル数t、すなわち t≦[(d−1)/2] ただし、[x]はxを越えない最大の整数 までの誤り検出を行い、 この誤り検出ができなかった場合に、誤り消失訂正のた
    めの基準となるエラーシンボルの位置を求め、該エラー
    シンボルの位置を基準として、上記距離dから2を減算
    した値(d−2)以下のシンボル数a(すなわちa≦
    (d−2))までの連続誤りの誤り消失訂正を行うこと
    を特徴とする誤り訂正符号の復号化方法。
JP61091660A 1986-04-21 1986-04-21 誤り訂正符号の復号方法 Expired - Lifetime JPH07112160B2 (ja)

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