JPH08163101A

JPH08163101A - 誤り制御システム

Info

Publication number: JPH08163101A
Application number: JP6297568A
Authority: JP
Inventors: Makoto Nakamura; 誠中村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1996-06-21
Anticipated expiration: 2017-05-13
Also published as: JP3281202B2

Abstract

(57)【要約】【目的】広範囲にわたる通信路品質に対してより高効率
の順方向スループット特性が得られる新規な誤り制御シ
ステムを提供する。【構成】送信側から送信すべき情報に誤り検出のための
ＣＲＣビットのような冗長ビットを付加して送信し、受
信側では誤りが検出された場合に誤り訂正符号の生成多
項式を用いた剰余もしくはシンドロームを送信側に返送
し、送信側はこの受信側からの剰余もしくはシンドロー
ムと送信側で送信信号から生成した剰余もしくはシンド
ロームを用いて誤り位置を検出して誤り位置情報を受信
側に通知し、この誤り位置情報に従って受信側で誤り訂
正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報通信における誤り
制御システムに係り、特に再送要求方式（以下、ＡＲＱ
方式と略記する）を用いる誤り制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】高信頼度の通信が要求されるデータ伝送
では、誤り制御システムとしてＡＲＱ（Automatic Repe
at reQuest）方式が広く用いられている。基本的なＡＲ
Ｑ方式には、Stop-and-Wait 、Go-back-N およびSelect
ive Repeatと呼ばれる各方式がある。ＡＲＱ方式では、
送信側で複数ビットからなる送信情報に誤り検出用の冗
長ビットを付加して伝送し、受信側では受信した情報ブ
ロックに誤りが含まれているか否かを冗長ビットを用い
て検査する。もし、誤りが含まれていれば帰還通信路を
用いて送信側に再送要求を行う。この一連の動作を受信
側で情報が誤りなく正しく受信されるまで繰り返す。

【０００３】従って、このようなＡＲＱ方式では通信路
の状態が劣化してビット誤りが増加傾向になると、再送
回数が増加するため、スループットが低下する。情報の
送信時に誤り訂正符号を併用すると、通信路の状態が悪
化したときのスループットを向上させることができる。
しかしながら、この方法では情報ビットに加えて誤り訂
正を行うための余分な冗長ビットを付加するため、通信
路が良い状態となってほとんどビット誤りが生じなくな
ったときには、誤り訂正のための冗長ビットの分だけス
ループットが低下することになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の誤り
制御システムに用いられるＡＲＱ方式では、通信路の状
態が悪化した場合に合わせて誤り訂正符号を併用する
と、通信路の状態が良い場合のスループットが低下し、
一方、通信路の状態が良い場合に合わせて誤り検出機能
だけを付与すると、通信路の状態が悪化したとき急速に
スループットが低下するという問題があった。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、広範囲にわたる通信路品質に対してよ
り高効率の順方向スループット特性が得られる新規な誤
り制御システムを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は送信側から送信すべき情報に誤り検出のた
めのＣＲＣビットのような冗長ビットを付加して送信
し、受信側では誤りが検出された場合に誤り訂正符号の
生成多項式を用いた剰余もしくはシンドロームを送信側
に返送し、送信側はこの受信側からの剰余もしくはシン
ドロームと送信側で送信信号から生成した剰余もしくは
シンドロームを用いて誤り位置を検出して誤り位置情報
を受信側に通知し、この誤り位置情報に従って受信側で
誤り訂正を行うようにしたことを骨子とする。

【０００７】すなわち、本発明に係る誤り制御システム
においては、送信装置は送信すべき情報に誤り検出のた
めの冗長ビットを付加して送信信号を生成する送信信号
生成手段と、前記送信信号に基づいて誤り訂正に用いら
れる第１の剰余信号もしくは第１のシンドロームを生成
する第１の剰余／シンドローム生成手段と、前記第１の
剰余信号または第１のシンドロームと前記受信装置から
の第２の剰余信号または第２のシンドロームに基づいて
誤り位置を検出して誤り位置情報を出力する誤り位置検
出手段と、前記送信信号および前記誤り位置情報を送信
する送信手段とを具備し、一方、受信装置は前記送信信
号および前記誤り位置情報を受信する受信手段と、この
受信手段により前記送信信号を受信して得られた受信信
号中の前記冗長ビットを用いて該受信信号の誤りの有無
を検出する誤り検出手段と、前記受信信号に基づいて誤
り訂正に用いられる前記第２の剰余信号もしくは第２の
シンドロームを生成する第２の剰余／シンドローム生成
手段と、前記誤り検出手段により前記受信信号の誤りが
検出されたとき前記第２の剰余信号もしくは第２のシン
ドロームを前記送信装置に返送する剰余／シンドローム
返送手段と、前記受信手段により受信された前記誤り位
置情報に従って受信信号の誤りを訂正する誤り訂正手段
とを具備することを特徴とする。

【０００８】また、送信装置の剰余／シンドローム返送
手段は、第２の剰余信号もしくはシンドロームを返送す
る際に、該第２の剰余信号もしくはシンドロームに誤り
検出用情報（ＣＲＣビット）を付加して返送することを
特徴とする。

【０００９】また、送信装置の送信手段は、誤り位置情
報を送信する際に、該誤り位置情報に誤り検出用情報
（ＣＲＣビット）を付加して送信することを特徴とす
る。また、送信装置は誤り位置検出手段が誤り位置を検
出する際に、誤り訂正不能と判別したときには、送信手
段により送信信号を再送することを特徴とする。

【００１０】さらに、受信装置は誤り訂正手段により受
信信号の誤りを訂正した後に誤り検出手段により受信信
号の誤りの有無を検出して、誤り有りと判別されたとき
には訂正不能として送信装置に通知する手段を有し、送
信装置は該訂正不能の通知を受けたとき送信手段により
送信信号を再送することを特徴とする。

【００１１】

【作用】このように構成された誤り制御システムによる
と、送信時には送信情報に誤り検出のための冗長ビット
のみを付加した送信信号が送信される。この送信信号を
受信した受信装置は受信信号の誤りの有無を検出し、誤
りが検出されると受信信号から誤り訂正のための剰余信
号もしくはシンドロームを生成し、送信装置に返送され
る。送信装置では、送信信号から誤り訂正のための剰余
信号もしくはシンドロームを生成し、これと受信装置か
ら返送されてきた剰余信号もしくはシンドロームに基づ
いて、例えば両者を加算することにより誤りビットに起
因する剰余信号もしくはシンドロームのみを生成し、通
常の誤り訂正の手法で誤り位置を検出する。そして、こ
の誤り位置情報を受信装置に送信し、この誤り位置情報
に基づいて受信装置で誤りを訂正する。

【００１２】従って、本発明では送信信号には誤り検出
のための冗長ビットのみが付加されればよく、誤り訂正
のための冗長ビットは含まれていないため、通信回線品
質が良くて伝送誤りがほとんど起こらない場合にも、余
分な冗長ビットによるスループットの低下はない。一
方、通信回線品質が劣化して伝送誤りが増えたときに
は、送信装置からの誤り位置情報により受信装置で受信
信号の誤りを訂正することができるので、従来よりスル
ープットが向上する。

【００１３】本発明においては、誤り位置情報が新たに
必要となるため、これによるスループットの低下を考慮
する必要があるが、この誤り位置情報によるスループッ
トの低下分は送信信号を再送する場合よりもはるかに少
なく、また１回の誤り位置情報の送信で誤りが訂正され
ることが多いため、全体としてのスループットははるか
に改善されることになる。また、誤り位置情報の送信に
必要なビット数は、誤り位置情報の送信にデータ圧縮符
号を用いることにより、さらに減らすことが可能であ
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１および図２は、それぞれ本発明による誤り制
御システムを適用した送信装置および受信装置の構成の
実施例を示すブロック図である。

【００１５】まず、図１に示す送信装置は誤り検出符号
化回路１１１、送信信号Ｓ（ｘ）を一時記憶するＳ
（ｘ）送信バッファ１１２、第１の剰余信号ｒ１（ｘ）
を生成する第１の剰余生成回路１１３、加算回路１１
４、誤り訂正計算回路１１５、誤り位置符号化回路１１
６、誤り位置情報の符号化信号Ｗｉを一時記憶するＷｉ
送信バッファ１１７、信号合成器１１８、ｒｅｑＡ信号
発生器１１９、ｒｅｑＢ信号発生器１２０、受信信号判
別回路１２１、制御回路１２２、およびタイマＡ，Ｂを
有するタイマ回路１２３からなる。

【００１６】一方、図２に示す受信装置は受信信号判別
回路１３１、受信バッファ１３２、誤り検出回路１３
３、第２の剰余信号ｒｅ（ｘ）を生成する第２の剰余生
成回路１３４、ＡＣＫ信号と剰余信号ｒｅ（ｘ）を一時
記憶するＡＣＫ／ｒｅ（ｘ）送信バッファ１３５、符号
化信号Ｗｉを復号するＷｉ復号回路１３６、誤りビット
反転回路１３７、誤り検出回路１３８、ＡＣＫ信号と送
信信号Ｓ（ｘ）を要求するためのＳ（ｘ）要求信号を発
生する信号発生器、ＡＣＫ／Ｓ（ｘ）要求信号を一時記
憶する送信バッファ１４０、信号合成器１４１、制御回
路１４２、タイマＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆを有するタイマ回路１
４３、符号化信号Ｗｉの再送を要求するためのＷｉ再送
要求信号発生器１４４、および信号発生器１４５からな
る。

【００１７】次に、送信装置の概略的な動作を説明す
る。送信装置の第１の入力端子１５１より入力される送
信すべき情報（以下、送信情報という）は、誤り検出符
号化回路１１１により誤り検出のためのＣＲＣ（Cyclic
Redundant Check）ビットが付加されて送信信号Ｓ
（ｘ）となり、Ｓ（ｘ）送信バッファ１１２に一旦記憶
されると共に、信号合成器１１８を介して送信される。
信号発生器１１８は、４つの入力端子のいずれから入力
される信号をも等しく出力端子１５２に出力するもので
ある。出力端子１５２から出力される信号は、図示しな
い通信路を介して送信され、図２の受信装置で受信され
る。

【００１８】送信装置の第２の入力端子１５３に、図２
の受信装置から出力端子１５６を経て返送される信号が
入力される。この入力端子１５３に入力された信号は、
まず受信信号判別回路１２１で剰余信号ｒｅ（ｘ）、Ａ
ＣＫ信号、Ｓ（ｘ）再送要求信号、およびＷｉ再送要求
信号のいずれであるかが判別され、これらの信号が別々
の出力端子から出力される。これらの信号は、いずれも
制御回路１２２に入力される。

【００１９】受信信号判別回路１２１で剰余信号ｒｅ
（ｘ）が受信されると、この信号は加算回路１１４に送
られると共に、制御回路１２２に対して剰余信号ｒｅ
（ｘ）を受信したことを通知する。この通知を受けた制
御回路１２２は、タイマ回路１２３のタイマＢをセット
すると共に、Ｓ（ｘ）送信バッファ１１２に対して送信
信号Ｓ（ｘ）を剰余生成回路１１３に送出する指示を出
す。剰余生成回路１１３は、送信信号Ｓ（ｘ）を生成多
項式ｇ（ｘ）で除算し、その剰余信号ｒ１（ｘ）を加算
回路１１４に出力する。加算回路１１４は、ビット単位
で剰余信号ｒ１（ｘ）と剰余信号ｒｅ（ｘ）をＥＸ−Ｏ
Ｒ（排他的論理和）加算し、その加算結果を誤り訂正計
算回路１１５に導く。

【００２０】誤り訂正計算回路１１５は、加算回路１１
４からの加算結果を通常の誤り訂正と同じくｒｅ（ｘ）
＋ｒ１（ｘ）で得られた誤りに関する剰余信号もしくは
シンドロームに変換して、誤り訂正を実行する。誤り訂
正計算回路１１５では、誤りビットの個数がｔ個未満の
ときには誤り位置が判明するので、この誤り位置を示す
誤り位置情報を誤り位置符号化回路１１６に導く。誤り
位置符号化回路１１６では誤り位置情報が誤り位置が少
ないビット数で表現されるように符号化され、符号化信
号Ｗｉとなる。この誤り位置情報の符号化信号ＷｉはＷ
ｉ送信バッファ１１７に記憶されると共に、信号合成器
１１８を介して出力端子１５２より出力される。

【００２１】誤り個数がｔ個以上のときには、大抵の場
合、誤り位置の計算途中で計算不能と判別され、その他
の場合は誤った訂正がなされる。誤った訂正がなされた
場合は、受信装置の説明で後述する処理により誤りが検
出される。一方、誤り位置が計算不能と判別された場合
には、誤り訂正計算回路１１５から制御回路１２２に信
号が出力される。制御回路１２２は、この信号を受ける
とタイマＡをセットすると共に、Ｓ（ｘ）送信バッファ
１１２に対して送信信号Ｓ（ｘ）を信号合成器１１８に
出力する旨の指示を出す。この指示に基づいてＳ（ｘ）
送信バッファ１１２から出力される送信信号Ｓ（ｘ）
は、信号合成器１１８を介して出力端子１５２へ送出さ
れる。

【００２２】受信信号判別回路１２１で受信装置からの
ＡＣＫ信号が受信されたときは、情報が受信装置で正し
く復元されていることを意味している。そこで、受信信
号判別回路１２１で受信されたＡＣＫ信号はＳ（ｘ）送
信バッファ１１２およびＷｉ送信バッファ１１７に導か
れ、これらのバッファ１１２，１１７に一時記憶されて
いた信号がクリアされる。また、このとき制御回路１２
２はタイマ回路１２３の全てのタイマＡ，Ｂをリセット
する。

【００２３】受信信号判別回路１２１でＳ（ｘ）再送要
求信号が受信されたときは、制御回路１２２はタイマ回
路１２３にセット信号を送り、タイマＢをセットする。
タイマ回路１２３はセット信号を受けると、そのセット
信号で指示されるタイマがセットされていたか否かに関
わらずタイマの値を初期値に戻してスタートする。

【００２４】タイマ回路１２３においてタイマＡがタイ
ムアウトすると、制御回路１２２にそれが通知され、制
御回路１２２はこの通知を受けてタイマＢを再度セット
すると共に、ｒｅｑＡ信号発生器１１９に対してｒｅｑ
Ａ信号を出力する旨の指示を出す。この指示に基づき出
力されたｒｅｑＡ信号は、信号合成器１１８を介して出
力端子１５２に送出される。

【００２５】次に、受信装置の概略的な動作を説明す
る。送信装置の出力端子１５２から図示しない通信路に
送出された信号は、受信装置の入力端子１５４に入力さ
れる。入力端子１５４に入力された信号は、まず受信信
号判別回路１３１で信号の種別が判別される。受信信号
判別回路１３１では、受信信号Ｒ（ｘ）、符号化信号Ｗ
ｉ、ｒｅｑＡ信号およびｒｅｑＢ信号のいずれかの信号
が受信される。送信装置からの送信信号Ｓ（ｘ）は、受
信装置では受信信号Ｒ（ｘ）として受信される。この受
信信号Ｒ（ｘ）は送信信号Ｓ（ｘ）そのものか、もしく
はＳ（ｘ）の幾つかのビットが誤った信号である。この
受信信号Ｒ（ｘ）は、一般には他の３つの信号よりパケ
ット長が長いため、パケット長を観測することにより他
の信号と区別できる。つまり、規定のパケット長が受信
されるとＲ（ｘ）とみなされる。

【００２６】符号化信号Ｗｉ、ｒｅｑＡ信号およびｒｅ
ｑＢ信号は、正しく受信されたときのみ受信されたと判
別される。もし、これらの信号の幾つかのビットが誤る
と、受信信号判別回路１３１は受信検出を行わないの
で、これらの信号のパケットは消失する。これらのパケ
ットが消失した場合でも、送信装置および受信装置での
タイマ処理により、信号が正しく受信装置で復元される
まで、デッドロック状態となることはない。

【００２７】受信信号判別回路１３１で受信信号Ｒ
（ｘ）が受信されると、信号Ｒ（ｘ）は受信バッファ１
３２で一時記憶されると共に、誤り検出回路１３３に導
かれ、ＣＲＣチェックによりＲ（ｘ）に誤りが含まれて
いるか否かが判定される。この誤り判定結果は制御回路
１４２に導かれ、誤りがないときにはタイマ回路１４３
のタイマＣがセットされる。一方、誤りがあればタイマ
Ｄがセットされる。また、誤りがないときは受信信号Ｒ
（ｘ）が信号合成器１４１を介して第１の出力端子１５
５より出力され、受信者に正しい信号として提供される
と共に、ＡＣＫ／ｒｅ（ｘ）送信バッファ１３５にＡＣ
Ｋ信号が書き込まれ、さらにＡＣＫ信号が信号合成器１
４５を介して第２の出力端子１５６に出力される。

【００２８】誤りがあるときは、さらに剰余生成回路１
３４において受信信号Ｒ（ｘ）と生成多項式ｇ１（ｘ）
に基づいて剰余信号ｒｅ（ｘ）が計算され、ＡＣＫ／ｒ
ｅ（ｘ）送信バッファ１３５に剰余信号ｒｅ（ｘ）が書
き込まれると共に、剰余信号ｒｅ（ｘ）が信号合成器１
４５を介して出力端子１５６に出力される。

【００２９】受信信号判別回路１３１で符号化信号Ｗｉ
が受信されると、符号化信号ＷｉはＷｉ復号回路１３６
と受信バッファ１３２に導かれる。Ｗｉ復号回路１３６
は、符号化信号Ｗｉから誤りが発生したビット位置を示
す誤り位置情報を復号し、誤りビット反転回路１３７に
出力する。誤りビット反転回路１３７は、この誤り位置
情報に基づいて、受信バッファ１３８から入力される受
信信号Ｒ（ｘ）の誤り位置のビットを反転する。

【００３０】誤りビット反転回路１３７で誤りビット位
置が反転された信号は、誤り検出回路１３８でＣＲＣチ
ェックにより、正しく誤り訂正がなされたか否かが判定
される。受信信号Ｒ（ｘ）に含まれる誤りビット数がｔ
個未満のときは、必ず正しく復号がなされているが、ｔ
個以上の誤りが含まれていた場合で、かつ図１の送信装
置の誤り訂正計算回路１１５で誤りが検出されなかった
ときは、この時点で誤りが検出される。誤りが検出され
なければ、正しく訂正ができたのであるから、この信号
は信号合成器１４１を介して出力端子１５５に出力され
る。

【００３１】誤り検出回路１３８の誤り判定結果は制御
回路１４２に導かれ、誤りがないときはタイマ回路１４
３のタイマＦがセットされる。一方、誤りがあるときは
タイマ回路１４３のタイマＥがセットされる。さらに、
誤り判定結果はＡＣＫ／Ｓ（ｘ）要求信号発生器１３９
にも導かれ、誤りなしと判定された場合はＡＣＫ信号が
発生され、誤りありと判定された場合はＳ（ｘ）要求信
号が発生される。このＡＣＫ信号もしくはＳ（ｘ）要求
信号は、ＡＣＫ／Ｓ（ｘ）要求信号送信バッファ１４０
に一時記憶されると共に、信号合成器１４５を介して出
力端子１５６に出力される。

【００３２】受信信号判別回路１３１でｒｅｑＡ信号が
受信されると、このｒｅｑＡ信号は制御回路１４２に導
かれる。制御回路１４２は、タイマ回路１４３のタイマ
ＣとタイマＤのいずれかが動作中かどうかを判別し、動
作中のタイマを再度セットすると共に、ＡＣＫ／ｒｅ
（ｘ）送信バッファ１３５に一時記憶されているＡＣＫ
信号もしくはｒｅ（ｘ）を再送する旨の指示を出す。こ
の指示に基づいて、ＡＣＫ／ｒｅ（ｘ）送信バッファ１
３５から読出される信号は、信号合成器１４５を介して
出力端子１５６に出力される。なお、タイマＣとタイマ
Ｄは同時に動作することはないので、一つのタイマを共
用してもよい。

【００３３】受信信号判別回路１３１でｒｅｑＢ信号が
受信されると、このｒｅｑＢ信号は制御回路１４２に導
かれる。制御回路１４２は、タイマ回路１４３のタイマ
ＥとタイマＦのいずれかが動作中かどうかを判別し、動
作中のタイマを再度セットすると共に、ＡＣＫ／Ｓ
（ｘ）要求信号送信バッファ１４０に一時記憶されてい
るＡＣＫ信号もしくはＳ（ｘ）要求信号を再送する旨の
指示を出す。この指示に基づいて、ＡＣＫ／Ｓ（ｘ）要
求信号送信バッファ１４０から読出される信号は、信号
合成器１４５を介して出力端子１５６に出力される。な
お、タイマＥとタイマＦも同時に動作することはないの
で、一つのタイマを共用してもよい。

【００３４】次に、本実施例における詳細な処理手順に
ついて図３〜図６を参照して説明する。図３〜図４は送
信装置の処理手順を示すフローチャートであり、図５〜
図６は受信装置の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【００３５】送信装置では、ステップＳ１１において送
信情報に誤り検出用のＣＲＣビットを付加して送信信号
Ｓ（ｘ）を生成した後、ステップＳ１２で送信信号Ｓ
（ｘ）をバッファに記憶する。次に、送信信号Ｓ（ｘ）
を送信し（ステップＳ１３）、さらにタイマＡをセット
して信号を待ち受ける（ステップＳ１４）。ステップＳ
１４では、受信装置からのＡＣＫ信号、剰余信号ｒｅ
（ｘ）、およびＳ（ｘ）再送要求信号のいずれかを受信
するか、あるいはタイマＡがタイムアウトするまで、待
ち受け状態を続ける。

【００３６】ここで、送信信号をＳ（ｘ）なる多項式で
表示しているが、これは例えばｎビットの信号であると
き、最初のビットをｘ^n-1 の係数、二番目のビットをｘ
^n-2の係数とし、以下同様にして最後のビットをｘ^o の
係数として表現したものである。例えば、最初と三番目
と最後のビットだけが１で他が０のとき、Ｓ（ｘ）はＳ
（ｘ）＝ｘ^n-1 ＋ｘ^n-3 ＋１となる。

【００３７】受信装置では送信装置と同期して処理を開
始し、まず待ち受け状態となる（ステップＳ４１）。送
信装置から送られた送信信号Ｓ（ｘ）は、通信路上で誤
りを生じることがある。誤りビットも多項式ｅ（ｘ）で
表わすと、受信装置ではＲ（ｘ）＝Ｓ（ｘ）＋ｅ（ｘ）（１）なる信号が受信される。ここで、誤りがなく全てのビッ
トが正しく受信されるときにはｅ（ｘ）＝０となる。

【００３８】ステップＳ４１の待ち受け状態で受信信号
Ｒ（ｘ）が受信されると、ＣＲＣビットによる誤り検査
が行われる（ステップＳ４２）。この誤り検査の結果、
ステップＳ４４で誤り無しと判別されるとＡＣＫ信号を
返送し（ステップＳ４５）、タイマＣをセットして待ち
受け状態（ステップＳ４６）になる。

【００３９】一方、ステップＳ４４で誤り有りと判別さ
れたときには、誤り訂正のための剰余信号ｒｅ（ｘ）を
生成し、バッファに一時保存する。符号長がｎ₁ 、情報
ビット数がｎ、誤り訂正能力ｔ個の誤り訂正符号をＣ₁
とし、この生成多項式をｇ１（ｘ）とすると、剰余信号
ｒｅ（ｘ）は、以下のようにして計算される。

【００４０】ｒｅ（ｘ）＝Ｒ（ｘ）・ｘ^n1-nｍｏｄｇ１（ｘ）（２）この剰余信号ｒｅ（ｘ）をステップＳ４８で誤り検出の
ためのＣＲＣビットを付加して送信した後、タイマＤを
セットして待ち受け状態（ステップＳ４９）となる。

【００４１】ステップＳ４１の待ち受け状態では、通常
はステップＳ１３で送信された送信信号Ｓ（ｘ）が受信
信号Ｒ（ｘ）として受信されるが、もし何らかの理由で
送信信号Ｓ（ｘ）が消失してしまったときには、ステッ
プＳ４２以下の処理に進まない。このときには、送信装
置ではステップＳ１４の待ち受け状態においてタイマＡ
がタイムアウトし、ｒｅｑＡ信号が送信される。ステッ
プＳ４１の待ち受け状態でｒｅｑＡが受信されると、ス
テップＳ４３でＳ（ｘ）再送要求が送信され、この信号
がステップＳ４４の待ち受け状態で受信されてステップ
Ｓ１３に遷移し、送信信号Ｓ（ｘ）の再送が行われる。

【００４２】ステップＳ４５で送信されたＡＣＫ信号が
ステップＳ１４の待ち受け状態で受信されると、送信バ
ッファの内容を消去し（ステップＳ１５）、送信装置は
処理を終了する。このとき、受信装置ではステップＳ４
６の待ち受け状態でタイマＣがタイムアウトし、やはり
処理を終了する。処理が終了するときに、受信信号が受
信者に渡される。

【００４３】ステップＳ４５で送信されたＡＣＫ信号
も、通信路上で誤ることがある。通常はＡＣＫ信号のよ
うな制御信号はＣＲＣビットが付加されて伝送され、も
しＣＲＣに誤りがあると、これらの制御信号は廃棄され
る。このときはステップＳ４５で送信されたＡＣＫ信号
は、ステップＳ１４の待ち受け状態で受信されず、タイ
マＡがタイムアウトする。前述したように、このときに
はｒｅｑＡ信号が送信される。

【００４４】ステップＳ４６の待ち受け状態でｒｅｑＡ
信号が受信されると、ステップＳ４５の処理に戻り、Ａ
ＣＫ信号を再送する。このようにして、正しくＡＣＫ信
号が送信装置に伝わるまで、再送が繰り返される。ここ
で、タイマＣの設定時間はタイマＡの設定時間より大き
くしておく必要がある。

【００４５】ステップＳ４８で送信された剰余信号ｒｅ
（ｘ）は、ステップＳ１４の待ち受け状態で受信され、
ステップＳ１６に移る。ステップＳ１６では、送信信号
Ｓ（ｘ）に対する剰余信号ｒ１（ｘ）を生成する。ここ
で、ｒ１（ｘ）はｒｅ（ｘ）と同様にして、ｒ１（ｘ）＝Ｓ（ｘ）・^n1-nｍｏｄｇ１（ｘ）（３）として求められる。

【００４６】次に、ステップＳ１８ではｒ１（ｘ）とｒ
ｅ（ｘ）を加算する。式（１）および（２）からｒｅ（ｘ）＝Ｒ（ｘ）・^n1-no ｍｏｄｇ１（ｘ）＝｛Ｓ（ｘ）＋ｅ（ｘ）｝・ｘ^n1-no ｍｏｄｇ１（ｘ）（４）であるので、加算結果はｒ１（ｘ）＋ｒｅ（ｘ）＝ｅ（ｘ）・ｘ^n1-no ｍｏｄｇ１（ｘ）（５）となり、誤りビットパターンに対する剰余が得られる。

【００４７】誤りビットの個数がｔ未満のときには、こ
の誤りビットパターンに対する剰余から、通常の誤り訂
正の手法で誤り位置が特定できる。もし、受信信号Ｒ
（ｘ）に含まれていた誤り個数がｔ＋１個以上のときに
は、誤り訂正不能と判別されるか、誤った訂正がなされ
る。誤った訂正がなされた場合には、後述するステップ
Ｓ５３の誤り検査で誤りが検出される。

【００４８】ステップＳ１８の加算結果から、ステップ
Ｓ１９で誤り訂正が可能か否かを判別し、誤り訂正が不
可能のときにはステップＳ１３に戻って送信信号Ｓ
（ｘ）を再送する。ステップＳ１９で誤り訂正が可能と
判別されたときには、その誤りビット位置をステップＳ
２０で符号化し、符号化信号Ｗｉを得る。ここで誤りビ
ット位置を符号化する際にデータ圧縮符号を用いると、
所要送信ビット数を低減することができる。

【００４９】この符号化信号Ｗｉは受信装置に送信さ
れ、ステップＳ２１，ステップＳ２２で送信バッファに
保存された後、タイマＢをセットして待ち受け状態とな
る（ステップＳ２３）。符号化信号Ｗｉを送信する際に
は、誤り検出のためのＣＲＣビットを付加する。

【００５０】一方、受信装置のステップＳ４９の待ち受
け状態では、４種類の信号のどれかが受信される。ま
ず、タイマＤがタイムアウトした場合には、符号化信号
Ｗｉの再送を要求する信号を送信し（ステップＳ５
０）、再度タイマＤを設定して待ち受け状態となる（ス
テップＳ４９）。これは、ステップＳ２１で送られた符
号化信号Ｗｉが通信路上で誤って消失した場合に起こ
り、正しく符号化信号Ｗｉが受信されるまで、上記の手
順を繰り返す。

【００５１】次に、ステップＳ４９の待ち受け状態で受
信信号Ｒ（ｘ）を受信したときにはステップＳ４２に戻
る。この受信信号Ｒ（ｘ）の受信は、送信装置のステッ
プＳ１９で誤り訂正不可能と判別され、ステップＳ１３
に戻って送信信号Ｓ（ｘ）を送信する場合に起こる。

【００５２】ｒｅｑＡ信号を受信すると再度ステップＳ
４８に戻って剰余信号ｒｅ（ｘ）を送信する。これは先
に送った剰余信号ｒｅ（ｘ）に誤りが有り、廃棄されて
消失した場合に発生し、ステップＳ１４の待ち受け状態
でタイムアウトが発生してステップＳ１７で剰余信号ｒ
ｅ（ｘ）が送信されてくる場合に対応している。

【００５３】最後に、ステップＳ４９の待ち受け状態で
符号化信号Ｗｉが受信されると、ステップＳ５１に進
む。ステップＳ５１では、符号化信号Ｗｉが復号され
る。この復号結果は、受信信号Ｒ（ｘ）の誤り位置を直
接的に示しているので、この誤り位置のビットを反転す
ることにより訂正を行う（ステップＳ５２）。訂正され
た信号が正しい信号になっているか否かをＣＲＣビット
を用いて誤り検査する。もし、Ｒ（ｘ）に含まれる誤り
個数がｔ個未満のときは、正しい誤り位置を示している
ので、ＣＲＣビットの検査はパスする。前述したよう
に、誤り個数がｔ＋１個以上のときには誤り訂正符号Ｃ
₁ で誤った訂正がなされていることがあるが、この場合
もステップＳ５３で誤りが見つけられる。誤りがなけれ
ば、ステップＳ５４からステップＳ５５に移り、ＡＣＫ
信号を送信すると共に、タイマＦをセットし、ステップ
Ｓ５６の待ち受け状態になる。ＡＣＫ信号が正しく届け
ばｒｅｑＢ信号は返送されないので、タイマＦはタイム
アウトし、バッファを消去して処理を終わる。このと
き、受信信号を受信者に渡す。

【００５４】ＡＣＫ信号が誤って消去されると、送信装
置のステップＳ２３でタイムアウトが発生し、ステップ
Ｓ２５でｒｅｑＢ信号を送信してくる。受信装置では、
ステップＳ５６の待ち受け状態でｒｅｑＢ信号を受信す
るとステップＳ５５に戻り、ＡＣＫ信号を再送する。こ
うしてＡＣＫ信号が正しく送信装置に伝わるまで、この
処理を繰り返す。

【００５５】ステップＳ５４で誤り有りと判別されたと
きには、もはや誤り訂正は不可能なので、再度、最初か
ら処理を行うべく、ステップＳ５８で送信信号Ｓ（ｘ）
の再送を要求する。この後、ステップＳ５９の待ち受け
状態に移る。ステップＳ５９の待ち受け状態では、受信
信号Ｒ（ｘ）を受信するとステップＳ４２に戻る。も
し、送信信号Ｓ（ｘ）の再送要求信号が消失すると、先
程のＡＣＫ信号の消失と同様にして、タイマＢがタイム
アウトし、ｒｅｑＢ信号が送信されてくる。こうして、
ステップＳ５９の待ち受け状態ではステップＳ５８に戻
り、再度、送信信号Ｓ（ｘ）の再送を要求する。この処
理は受信信号Ｒ（ｘ）が受信されるまで続く。

【００５６】送信装置のステップＳ２３の待ち受け状態
では、４種類の信号のどれかが受信される。ＡＣＫ信号
が受信されると、送信バッファに記憶されている符号化
信号Ｗｉを消去し、処理を終了する。送信信号Ｓ（ｘ）
の要求信号が受信されると、ステップＳ１３に戻って送
信信号Ｓ（ｘ）を再送する。符号化信号Ｗｉの再送要求
を受信するとステップＳ２６で符号化信号Ｗｉを再送
し、再度ステップＳ２３の待ち受け状態に戻る。タイマ
ＢはタイマＤより十分長く設定される。タイマＢがタイ
ムアウトするのは、ステップＳ５５で送信されたＡＣＫ
信号もしくはステップＳ５８で送信された送信信号Ｓ
（ｘ）の再送要求が消失した場合であり、先に詳述した
ように正しく受信されるまで、ループを繰り返す。この
ようにして情報の伝達が行われる。

【００５７】以上の動作を要約すると以下のようにな
る。まず、最初の送信では送信情報に誤り検出のＣＲＣ
ビットだけを付加して伝送する。受信装置では、伝送誤
りが検出された場合に、誤り訂正符号の生成多項式を用
いた剰余信号を返送する。送信装置では、この剰余信号
を用いて誤り位置を特定し、その位置を示す誤り位置情
報を受信装置に返送する。この誤り位置情報に従って、
受信装置で誤りビットを訂正することにより受信を完了
する。

【００５８】このように、最初の送信情報には誤り訂正
のための冗長ビットが含まれていないため、通信回線品
質が良いために伝送誤りがほとんど起こらない場合に
も、余分な冗長ビットによるスループットの低下がな
く、また通信回線品質が劣化して伝送誤りが増えたとき
には、送信装置で特定した誤り位置情報により最初の受
信信号の誤りが訂正でき、従来よりスループットが向上
する。この際、誤り位置情報を送信するのに必要となる
送信ビット分だけスループットが低下するが、この低下
分はもとの情報を再送する場合よりもはるかに少なく、
しかも１回の誤り位置の送信で誤りが訂正されることが
多いため、全体としてのスループットは良好である。

【００５９】また、誤りを訂正するための情報は、送信
装置と受信装置で生成する剰余を加算することにより得
られる。すなわち、最初の送信時には誤り訂正のための
冗長ビットが含まれていないので、受信装置で生成され
た剰余信号ｒｅ（ｘ）だけでは誤りは訂正できないが、
送信装置で生成される剰余信号ｒ１（ｘ）と受信装置で
生成される剰余信号ｒｅ（ｘ）を加算することにより、
はじめて冗長ビットも含めた誤り訂正符号語に対する剰
余信号が得られる。このように、誤り訂正の冗長ビット
を送ることなく、誤り訂正符号語の剰余信号が送信装置
で生成されることにより、受信装置での誤り位置を特定
できる。

【００６０】上記の実施例では、ステップＳ４７で受信
信号を生成多項式ｇ（ｘ）で除算したときの剰余信号を
返送したが、剰余信号の代わりに、生成多項式ｇ（ｘ）
の根をＲ（ｘ）に代入した値、つまりシンドロームを用
いても良い。剰余信号とシンドロームとは互いに、相互
変換が可能であることが知られている。

【００６１】通信回線品質が劣化したときのスループッ
ト特性を向上させるには、誤り位置情報を受信装置に送
信するときに必要となるビット数を極力圧縮することが
重要であるが、この誤り位置情報をデータ圧縮符号で符
号化すると効果的である。例えば、最初に送信する送信
信号の符号長をｎ＝２５６、誤り訂正能力をｔ＝３とす
る。この場合、誤りが何番目のビットにあるかを２進数
で表現すると、符号長がｎ＝２５６＝２⁸ であるので、
１つのビット位置は８ビットで表現でき、３個の誤り位
置は２４ビットになる。一方、２５６ビット中に４個の
誤りがあることが分かっていれば、この情報は２５６ビ
ットから３ビットを選ぶ組み合わせの数で表現できるの
で、 ₂₅₆Ｃ₃ ＝２．７×１０⁶ となって２２ビットで表
現することが可能であり、誤り位置情報のビット数を効
果的に圧縮することができる。

【００６２】図７は、上述した本発明による誤り制御シ
ステムのビット誤り率−スループット特性（実線で示
す）を従来の選択再送（ＳＲ：Selective Repeat）型Ａ
ＲＱ方式の特性（破線で示す）と比較して示したもので
ある。本発明による誤り性所システムを用いることによ
り、このビット誤り率−スループット特性が大幅に改善
できることがわかる。

【００６３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば誤
り訂正符号の冗長ビットを送信する必要がないので、通
信回線品質が良くて伝送誤りがほとんど起こらない場合
にも、余分な冗長ビットによるスループットの低下がな
く、一方、通信回線品質が劣化して伝送誤りが増えたと
きには、返送された情報を用いて送信装置で特定した誤
り位置情報により受信信号の誤りを訂正することがで
き、スループットを向上せしめることができる。

【００６４】すなわち、本発明によると広い範囲の通信
路品質に対して、高いスループット特性が得られる誤り
制御システムを提供することができ、データ伝送のため
の時間を短縮化できるのみならず、従来ではデータ伝送
が実際上困難であった通信回線品質の下でもデータ伝送
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による誤り制御システムを適用した送信
装置の構成を示すブロック図

【図２】本発明による誤り制御システムを適用した受信
装置の構成を示すブロック図

【図３】図１の送信装置の処理手順を説明するフローチ
ャートの一部を示す図

【図４】図１の送信装置の処理手順を説明するフローチ
ャートの他の一部を示す図

【図５】図２の受信装置の処理手順を説明するフローチ
ャートの一部を示す図

【図６】図１の受信装置の処理手順を説明するフローチ
ャートの他の一部を示す図

【図７】本発明による誤り制御システムと従来方式の誤
り制御システムを用いた場合の誤り率とスループットの
関係を比較して示す特性図

【符号の説明】

１１１…誤り検出符号化回路１１２…送信
バッファ１１３…第１の剰余生成回路１１４…加算
回路１１５…誤り訂正計算回路１１６…誤り
位置符号化回路１１７…符号化信号送信バッファ１１８…信号
合成器１２１…受信信号判別回路１２２…制御
回路１２３…タイマ回路１３１…受信
信号判別回路１３２…受信バッファ１３３…誤り
検出回路１３４…第２の剰余生成回路１３５…送信
送信バッファ１３６…符号化信号復号回路１３７…誤り
ビット反転回路１３８…誤り検出回路１３９…信号
発生器１４０…送信バッファ１４１…信号
合成器１４２…制御回路１４３…タイ
マ回路１４４…符号化信号再送要求信号発生器１４５…信号
発生器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信装置と受信装置との間で誤り制御を行
う誤り制御システムにおいて、前記送信装置は、送信すべき情報に誤り検出のための冗長ビットを付加し
て送信信号を生成する送信信号生成手段と、前記送信信号に基づいて誤り訂正に用いられる第１の剰
余信号もしくは第１のシンドロームを生成する第１の剰
余／シンドローム生成手段と、前記第１の剰余信号または第１のシンドロームと前記受
信装置からの第２の剰余信号または第２のシンドローム
に基づいて誤り位置を検出して誤り位置情報を出力する
誤り位置検出手段と、前記送信信号および前記誤り位置情報を送信する送信手
段とを具備し、前記受信装置は、前記送信信号および前記誤り位置情報を受信する受信手
段と、この受信手段により前記送信信号を受信して得られた受
信信号中の前記冗長ビットを用いて該受信信号の誤りの
有無を検出する誤り検出手段と、前記受信信号に基づいて誤り訂正に用いられる前記第２
の剰余信号もしくは第２のシンドロームを生成する第２
の剰余／シンドローム生成手段と、前記誤り検出手段により前記受信信号の誤りが検出され
たとき前記第２の剰余信号もしくは第２のシンドローム
を前記送信装置に返送する剰余／シンドローム返送手段
と、前記受信手段により受信された前記誤り位置情報に従っ
て受信信号の誤りを訂正する誤り訂正手段とを具備する
ことを特徴とする誤り制御システム。
【請求項２】前記剰余／シンドローム返送手段は、前記
第２の剰余信号もしくはシンドロームを返送する際に、
該第２の剰余信号もしくはシンドロームに誤り検出用情
報を付加して返送することを特徴とする請求項１記載の
誤り制御システム。
【請求項３】前記送信手段は、前記誤り位置情報を送信
する際、該誤り位置情報に誤り検出用情報を付加して送
信することを特徴とする請求項１記載の誤り制御システ
ム。
【請求項４】前記送信装置は、前記誤り位置検出手段が
前記誤り位置を検出する際、誤り訂正不能と判別したと
きには、前記送信手段により前記送信信号を再送するこ
とを特徴とする請求項１記載の誤り制御システム。
【請求項５】前記受信装置は、前記誤り訂正手段により
前記受信信号の誤りを訂正した後に前記誤り検出手段に
より前記受信信号の誤りの有無を検出して、誤り有りと
判別されたときには、訂正不能として前記送信装置に通
知する手段を有し、前記送信装置は、該訂正不能の通知を受けたとき前記送
信手段により前記送信信号を再送することを特徴とする
請求項１記載の誤り制御システム。