JPH09284144A - 符号化装置、復号化装置、送信装置及び受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝送時のデータの誤りを確実に検出すること
ができる符号化装置、復号化装置、送信送信装置及び受
信装置を提供する。 【解決手段】 誤り訂正用情報ビット生成部は、パリテ
ィ生成１３により送信データ処理系からの送信データに
対するパリティを生成し、パリティ付加部２は入力デー
タにパリティを付加してデータ送信部に供給する。誤り
検出部３のパリティ生成部２３はデータ受信部により受
信された受信データに対するパリティを生成し、パリテ
ィデータ比較部２５は受信したパリティとパリティ生成
部２３により生成したパリティを比較して受信データの
誤りを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ通信を行う
通信装置等において、データの符号化、復号化を行う符
号化装置、復号化装置、符号化したデータを送信する送
信装置、符号化されたデータを受信して復号化する受信
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、通信技術の発達に伴い、特にデジ
タル通信を用いて重要なデータを送受信する機会が増加
している。デジタル通信の場合、通信の信頼性は比較的
高いが、伝送路の特性等の要因によっては、ビット誤り
が発生することがある。デジタルデータの場合は誤りが
１ビットであっても、そのデータの本質が大幅に変化し
てしまうことが少なくない。例えば可変長符号化したビ
ットストリーム等では一時的にデータが再生できなくな
ることがあり、実行形式のファイル等では使用不可能と
なってしまう。

【０００３】そこで、データの誤りを検出する様々な方
法が使用されている。以下、８ｘ８ビットの送信データ
を送る場合を例に、これらの方法について簡単に説明す
る。

【０００４】（ａ）パリティ付与 送信するデータ中において、”１”の数が奇数になるよ
うに１ビットの情報（パリティビット）を付加するのが
奇数パリティであり、”１”の数が偶数になるようにパ
リティビットを付加するのが偶数パリティである。受信
側の装置は、奇数パリティの場合では、データとパリテ
ィピットを合わせたデータ中の”１”の数が奇数であれ
ば正しく通信が行われたと推定し、”１”の数が偶数で
あれば伝送路を伝送される際に誤り（伝送路誤り）が発
生したと推定する。

【０００５】８ｘ８ビットのデータにパリティを付加す
る方法には、垂直パリティを付加する方法と水平パリテ
ィを付加する方法とがある。垂直パリティとは垂直方向
の８ビットに対して付加するパリティであり、水平パリ
ティとは水平方向の８ビットに対して付加するパリティ
である。さらに、これらの２つのパリティを細み合わせ
た積符号を付加する方法等が考えられる。

【０００６】（ｂ）複数回の送信 データの受け渡しに確実を期するための方法として、デ
ータの送信を複数回行い、受信側の装置が重複して受信
したデータが一致しているか否かによって伝送路誤りの
発生を推定する方法がある。この方法はアルゴリズムが
単純であるので、簡易な装置構成で実現できるという利
点を有している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のパリティを付与
をする方法は、１つのデータ中に１回（奇数回）の伝送
路誤りが発生した場合に伝送路誤りの発生を検出するこ
とができる。このため、１つのデータ中に２つ以上の伝
送路誤りが発生する確率すなわち伝送路の誤り率が低い
場合は効果的である。しかしながら、例えば伝送路誤り
率が１０^-4であるような誤り率の高い通信路において
は、１つのデータ中に２つ以上の伝送路誤りが生じる確
率が相対的に大きくなり、パリティによって検出できな
い１つのデータ中に偶数回の伝送路誤りが発生する確率
が増加する。従って、このような伝送路誤り率の高い伝
送路を用いる場合には、送信データにパリティを付加し
て伝送するだけでは、データ誤りの発生頻度を年に数回
程度に低下させることはできない。

【０００８】また、データを複数回送信し、これらのデ
ータの一致によって伝送路誤りの発生を推定する方法で
は、データ誤りの発生頻度を年に数回程度に低減するた
めには相当回数のデータ伝送を行ってデータの一致を見
なければならず、実質的なデータの伝送速度が低下して
しまうため、データの伝送時間が長くなってしまう。

【０００９】本発明は、上述のような問題点に鑑みてな
されたものであり、受信したデータに誤りがあることを
確実に検出することができる符号化装置、復号化装置を
提供することを目的とする。また、本発明は、データを
確実に送信又は受信することができる送信装置又は受信
装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る符号化装置
は、入力データをエラー訂正符号化して出力する符号化
装置であって、雑音を強調するフィルタと、フィルタを
用いて入力データの雑音を強調して第１の等価雑音（パ
リティ）を生成する等価雑音生成手段と、等価雑音生成
手段からの第１の等価雑音を誤り検出用のデータとして
入力データに付加し、符号化データとして出力する出力
手段とを備えている。フィルタは、例えば入力データ中
の任意の参照ビットの周囲のビットの値に基づいて各参
照ビットに対応するビットの値を決定することにより第
１の等価雑音（パリティ）を生成する。

【００１１】このような符号化装置により符号化された
入力データは、例えば本発明に係る送信装置により送信
され、本発明に係る受信装置によって受信される。

【００１２】本発明に係る受信装置は、本発明に係る復
号化装置を備えており、本発明に係る符号化装置は、入
力データ及び第１の等価雑音を受信する受信手段と、雑
音を強調するフィルタと、フィルタを用いて受信手段に
より受信した入力データの雑音を強調して第２の等価雑
音を生成する等価雑音生成手段と、等価雑音生成手段に
より生成した第２の等価雑音と、受信手段により受信し
た第１の等価雑音を比較して受信データの誤りを検出す
る誤り検出手段とを備える。第１の等価雑音が入力デー
タ中の任意の参照ビットの周囲のビットの値に基づいて
各参照ビットに対応するビットの値が決定されていると
きは、フィルタは、受信手段により受信した入力データ
中の任意の参照ビットの周囲のビットの値に基づいて各
参照ビットに対応するビットの値を決定することにより
第２の等価雑音を生成する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係るエラー訂正符号化装
置、エラー訂正復号化装置は、音声、画像、ファイル等
のデータを送受信する送受信装置の符号化／復号化部に
適用することができる。

【００１４】図１は本発明の第１の実施形態に係る送受
信装置の要部の構成を示すブロック図である。この送受
信装置は、送信データ処理系からの送信データに基づい
て誤り検出用の情報ビット（パリティ）を生成する誤り
検出用情報ビット生成部１と、この誤り検出用情報ビッ
ト生成部１により生成したパリティを送信データに付加
してデータ送信部に供給するパリティ付加部２と、デー
タ受信部から供給された受信データに基づいてパリティ
を生成し、受信データに付加されているパリティと比較
して受信データの誤りを検出する誤り検出部３とを備え
ている。

【００１５】誤り検出用情報ビット生成部３は、図２に
示すように、送信データ処理系から供給された送信デー
タを記憶する送信データ記憶部（メモリ）１１と、メモ
リ１１に対する書き込み／読み出しを行う際にアドレス
を生成するアドレス生成部１２と、送信データに対する
パリティを生成するパリティ生成部１３と、生成したパ
リティを記憶するパリティ記憶部（メモリ）１４等を備
えている。メモリ１１、１４には、各々６４ビット（８
バイト）の送信データ、パリティが８×８ビット構成の
マトリックス状に記憶される。各メモリ１１、１４に記
憶された各々のビットの位置は、縦、横各々３ビットの
アドレス（ａｄｒ）によって指示されるようになってい
る。

【００１６】また、この誤り検出用情報ビット生成部１
はアドレス生成部１２による読み出し動作が終了したこ
とを示す読み出し終了フラグを発生する読み出し終了フ
ラグ生成部１５と、パリティ生成部１３がパリティの生
成時あるいはパリティの出力時に使用するアドレスカウ
ンタ１６ｘ、１６ｙを備えている。

【００１７】また、誤り検出部３は、図３に示すよう
に、データ受信部から供給された受信データ／受信パリ
ティを記憶する受信データ／受信パリティ記憶部（メモ
リ）２１と、メモリ２１に対する書き込み／読み出しを
行う際にアドレスを生成するアドレス生成部２２と、受
信データに対するパリティを生成するパリティ生成部２
３と、パリティ生成部２３からのパリティを記憶する生
成パリティ記憶部（メモリ）２４と、メモリ２２に記憶
されているパリティとメモリ２４に記憶されているパリ
ティを比較するパリティ比較部２５等を備えている。メ
モリ２１には、受信データ及び受信データに付加された
パリティを記憶するために８×８ビットの記憶領域を２
つ設けている。また、この誤り検出部３はパリティ生成
部２３がパリティの生成時あるいはパリティの出力時に
使用するアドレスカウンタ２６ｘ、２６ｙを備えてい
る。

【００１８】上述のように構成された送受信装置では、
図３と同様な構成の誤り検出部を有する他の送受信装置
に対してデータを送信する際には、図４に示すフローチ
ャートに従って行うようになっている。

【００１９】すなわち、情報処理機器等から送信データ
が供給されると、送受信装置の送信データ処理系は、送
信データのブロック化、符号化等の処理を行って誤り検
出用情報ビット付加部１のアドレス生成部１２に供給す
る。送信データが供給されると、アドレス生成部１２
は、図４中のステップＳ１において、送信データ処理系
からのデータをメモリ１１に供給すると共に、このデー
タに対応するアドレスを発生してメモリ１１に供給す
る。これにより、送信データ処理系から供給された送信
データがメモリ１１に記憶される。

【００２０】次にステップＳ２において、パリティ生成
部１３は、アドレスカウンタ１６ｘ、１６ｙのカウント
出力に対応する位置のパリティを生成する。具体的に
は、各アドレスカウンタ１６ｘ、１６ｙはパリティ生成
部１３等から供給されるクロックに基づいて８×８ビッ
トのパリティの各々のビットに対応するアドレスを発生
する。すなわち、アドレスカウンタ１６ｘが０、１、・
・・、６、７、０、１、・・・を繰り返し出力し、アド
レスカウンタ１６ｘの値が７から０にリセットされる度
にアドレスカウンタ１６ｙの値がカウントアップされ、
順次、０、１、２、・・・、６、７が出力される。これ
により、順次、パリティの各々のビットに対応するアド
レスがパリティ生成部１３に供給される。

【００２１】このようなアドレスが供給されると、パリ
ティ生成部１３は、順次、供給されたアドレス（参照ア
ドレス）に対応するビットの周囲の８ビット分の送信デ
ータをアドレス生成部１２を介してメモリ１１から読み
出し、これらのビットの値に基づいてパリティを求め、
このパリティを参照アドレスと共にメモリ１４に供給す
る。具体的には、パリティ生成部１３は、例えば図５に
示すように、参照アドレス（ｘ、ｙ）が（５、３）であ
るビットＹの周囲の、８ビット分のビットＸ中の値が”
１”であるビットの数が偶数であれば、参照アドレス
（５、３）に対応するパリティを”１”とし、値が”
１”であるビットが奇数であれば、対応するパリティ
を”０”とする。なお、図６に示す参照アドレスが
（０、０）である場合のように、参照アドレスに対応す
るビットＹが８×８ビットの領域の端部にあるときは、
８×８ビットの領域の端部と他の端部が連続しているも
のとしてパリティを求める。すなわち、この場合では参
照アドレスが（７、０）、（７、１）、（１、７）、
（２、７）、（７、７）のビットを参照アドレスが
（０、０）であるビットＹの周囲のビットＸとしてパリ
ティを求める。

【００２２】上述のような演算により、パリティを求め
ると、例えば図７に示すようなアドレスが（４、３）で
あるビットのみが”１”である送信データに対応して、
図８に示すようなアドレス（４、３）であるビットの周
囲のビットのみが”０”であるパリティが求められる。
すなわち、このパリティ演算は雑音（値が”１”である
ビット）を強調する性質を持つフィルタとして機能して
いる。なお、この図７及び図８では値が”１”、”０”
であるビットをそれぞれ、斜線、白抜きで示している。
このように、８×８ビット分のパリティを求めると、パ
リティ生成部１３はパリティの演算が終了したことをア
ドレス生成部１２に通知する。

【００２３】この通知に応じてアドレス生成部１２は、
メモリ１１に記憶されている送信データを順次、読み出
してパリティ付加部２に供給する。そして、送信データ
の読み出しが終了すると、アドレス生成部１２は読み出
し終了フラグ生成部１５に指示して読み出し終了フラグ
を有効、例えばハイレベルとする。読み出し終了フラグ
生成部１５からの読み出し終了フラグが有効となると、
パリティ生成部１３は、メモリ１４に記憶されているパ
リティを読み出してパリティ付加部２に供給する。

【００２４】アドレス生成部１２から送信データが供給
され、続いてパリティ生成部１３からパリティが供給さ
れると、パリティ付加部２はステップＳ３において送信
データにパリティを付加してデータ送信部に供給し、デ
ータ送信部はステップＳ４においてパリティが付加され
た送信データを送信する。

【００２５】この送受信装置は、上述のように送信され
たデータを受信する際には、図９に示すフローチャート
に従って行うようになっている。

【００２６】すなわち、データ受信部はステップＳ１１
において他の送受信装置からのデータを受信し、受信デ
ータをアドレス生成部２２に供給する。アドレス生成部
２２は供給された受信データに対応するアドレスを生成
し、このアドレスと受信データをメモリ２１に供給す
る。これにより、８×８ビットの受信データ及びこの受
信データに付加されている８×８ビットのパリティがメ
モリ２１に記憶される。例えば上述の図７に示すデータ
と図８に示すパリティを伝送する際に、誤りが生じ、図
１０に示すようにアドレス（３、４）のビットが反転し
た場合には、図１０に示す受信データと図８に示すパリ
ティがメモリ２１に記憶される。

【００２７】受信データ及びパリティがメモリ２２に記
憶されると、パリティ生成部２３はステップＳ１２にお
いて、上述の図４中のステップＳ２でパリティ生成部１
３が行った演算と同様な演算を行って受信データに対応
する８×８ビットのパリティを求め、求めたパリティを
メモリ２４に供給する。これにより、上述の図１０に示
す受信データに対して図１１に示すようなパリティが求
められ、メモリ２４に記憶される。

【００２８】パリティ生成部２３によってパリティが求
められると、パリティ比較部２５は、ステップＳ１３に
おいてパリティ生成部２３によって求めたパリティとメ
モリ２１に記憶されているパリティとを比較する。上述
の場合では、図８に示すようなパリティと、パリティ生
成部２３によって求めた図１１に示すようなパリティと
を比較して差を求めると、図１２に示すように誤りの生
じたアドレスが（３、４）であるビットの周囲の８ビッ
トのみが”１”となり、他のビットが”０”となる。

【００２９】パリティ比較結果が供給されると、受信デ
ータ処理系はステップＳ１４において、供給された比較
結果に基づいて受信データに誤りがあるか否かを判定す
る。伝送時にエラーが生じていなければ、受信データに
付加されているパリティとパリティ生成部２３で求めた
パリティの比較結果（差）の全てのビットは”０”とな
る。しかしながら、上述のように伝送時に誤りが生じて
いると、上述の図１２に示すように、誤りが生じたビッ
トの周囲の８ビットのみが”１”となる。

【００３０】従って、受信データに付加されているパリ
ティとパリティ生成部２３で求めたパリティの比較結果
が全て”０”であれば受信データに誤りが無く、パリテ
ィの比較結果が全て”０”でなければ受信データに誤り
があることを検出することができる。

【００３１】また、上述の図７に示す受信データに付加
されている図８に示すパリティに誤りを生じ、図１３に
示すように受信したパリティの参照アドレス（３、２）
に対応するビットが”１”となった場合は、パリティ生
成部２３は、図７に示す受信データから、図８に示すパ
リティを生成する。従って、パリティ比較部２５は、図
１３に示す受信したパリティと図８に示すパリティ生成
部２３によって求めたパリティを比較することにより、
図１４に示すような参照アドレス（３、２）に対応する
ビットのみが”１”である比較結果を得る。従って、こ
の場合は、値が”１”であるビットに基づいて受信した
パリティの参照アドレス（３、２）に対応するビットが
誤っていることを確認することができる。

【００３２】受信したパリティと、受信データから生成
したパリティとが全て一致していれば、受信データ処理
系は、受信データに誤りがないものとし、図９に示す処
理を終了し、受信データの復号化処理等を行ってデータ
を再生する。また、受信したパリティと、受信データか
ら生成したパリティとが１ビットでも異なっている場合
には、受信データ処理系は受信データが誤っているもの
とし、続くステップＳ１５において、エラー訂正、ある
いは送信データ処理系等を介して当該受信データの送信
元に対するデータの再送信を指示するメッセージ等の送
信等の処理を行って終了する。再送信されたデータを受
信すると、この送受信装置は、図９に示す処理を再実行
する。

【００３３】この送受信装置では、上述したように送信
データに参照アドレスのビットの周囲の８ビットに基づ
いて求めたパリティを付加して送信し、受信データのパ
リティを求め。求めたパリティを受信データに付加され
ているパリティと比較することにより、受信したデータ
中に誤りが生じているか否かを検出することができる。

【００３４】上述のように、この送受信装置では、各ビ
ットの周囲の８ビットからパリティを形成しているた
め、受信データに１ビット分の誤りが生じている場合で
あっても、受信したパリティと受信データから生成した
パリティの比較結果が複数ビットもしくは８ビット程度
分異なることになるため、伝送時のデータの誤りを確実
に検出することができる。従って、このような検出結果
に基づいて、誤り訂正、データの再送信等の処理を行う
ことによりデータ送信の信頼性を向上させることができ
る。

【００３５】上述の実施形態では誤り検出用情報ビット
生成部、誤り検出部等をハードウェアで構成したが、こ
れらをソフトウエアにより構成することもできる。

【００３６】また、上述の実施形態の説明では、フィル
タとして送信データ中の参照ビットの周囲のデータに基
づいて参照ビットに対応するパリティを求めるパリティ
生成部を用いたが、このフィルタとしては、マトリック
ス状に配列した送信データ中の雑音（この場合は、値
が”１”であるビットを意味する）を強調するフィルタ
であれば、画像処理等に用いられるフィルタ等を用いる
ことができる。また、上述の実施形態の説明では、デー
タを送受信するための基本的な構成のみについて述べた
が、この送受信装置は伝送路で発生する誤りを確実に検
出することができるため、上述の送信データ、受信デー
タとして暗号の鍵の情報や、金融サービス等の重要なデ
ータを送受信する場合等にも適応することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明に係る符号化装置及び復号化装置
では、符号化装置の等価雑音生成手段がフィルタを用い
て入力データの雑音を強調して第１の等価雑音を生成
し、出力手段が入力データに第１の等価雑音を付加して
送信し、復号化装置の等価雑音生成手段が、フィルタを
用いて受信手段により受信した入力データの雑音を強調
して第２の等価雑音を生成し、誤り検出手段が受信手段
により受信した第１の等価雑音を比較して受信データの
誤りを検出しているため、入力データあるいは第１の等
価雑音に誤りが生じた場合に、第１の等価雑音と第２の
等価雑音が一致せず、誤り検出手段が入力データの誤り
を検出することができる。このため、受信した入力デー
タ中の誤りを確実に検出することができる。

【００３８】また、フィルタが入力データ中の任意の参
照ビットに対応する第１の等価雑音（パリティ）のビッ
トの値を、当該ビットに対応する入力データ中の参照ビ
ットの周囲のビットの値に基づいて生成することによ
り、受信した入力データ中のいずれかのビットに誤りが
生じた場合に、受信した第１の等価雑音と受信した入力
データから求めた第２の等価雑音との比較結果中の、入
力データに誤りが発生した位置の周囲のビットが等価雑
音の不一致を示す値となるため、誤り検出手段が受信し
た入力データの誤りを確実に確認することができる。

【００３９】また、本発明に係る送信装置又は受信装置
は、本発明に係る符号化装置又は復号化装置を備えてい
るため、入力データを確実に送信又は受信することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態に係る送受信装置の
要部の構成を示すブロック図である。

【図２】 上記送受信回路を構成する誤り検出用情報ビ
ット生成部の詳細な構成を示すブロック図である。

【図３】 上記送受信回路を構成する誤り検出部の詳細
な構成を示すブロック図である。

【図４】 上記送受信装置における符号化処理を示すフ
ローチャートである。

【図５】 上記誤り検出用情報ビット生成部を構成する
パリティ生成部によりパリティを生成する際に参照する
ビットの位置の一例を示す図である。

【図６】 上記パリティを生成部を生成する際に参照す
るビットの位置の他の例を示す図である。

【図７】 上記送受信装置によりパリティを付加して送
信する送信データの一例を示す図である。

【図８】 上記送受信データに対応するパリティを示す
図である。

【図９】 上記送受信装置における復号化処理を示すフ
ローチャートである。

【図１０】 上記送受信装置により受信する受信データ
の一例を示す図である。

【図１１】 上記受信データから生成したパリティを示
す図である。

【図１２】 受信データに付加されているパリティと受
信データから生成したパリティとの比較結果を示す図で
ある。

【図１３】 受信したパリティに誤りが生じた場合の一
例を示す図である。

【図１４】 上記誤りが生じたパリティと上記受信デー
タから生成したパリティとの比較結果を示す図である。

【符号の説明】

３ 誤り検出用情報ビット生成部、１ パリティ付加
部、２ 誤り検出部、１３、２３ パリティ生成部、２
５ パリティ比較部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力データをエラー訂正符号化して出力
   する符号化装置であって、 雑音を強調するフィルタと、 該フィルタを用いて上記入力データの雑音を強調して第
   １の等価雑音を生成する等価雑音生成手段と、 該等価雑音生成手段からの第１の等価雑音を誤り検出用
   のデータとして上記入力データに付加し、符号化データ
   として出力する出力手段とを備えることを特徴とする符
   号化装置。
2. 【請求項２】 上記フィルタは、入力データ中の任意の
   参照ビットの周囲のビットの値に基づいて各参照ビット
   に対応するビットの値を決定することにより上記第１の
   等価雑音を生成することを特徴とする請求項１に記載の
   符号化装置。
3. 【請求項３】 入力データに該入力データの雑音を強調
   して生成された第１の等価雑音が誤り訂正用のデータと
   して付加されてエラー訂正符号化された符号化データを
   復号するエラー訂正復号装置であって、 上記入力データ及び第１の等価雑音を受信する受信手段
   と、 雑音を強調するフィルタと、 該フィルタを用いて上記受信手段により受信した入力デ
   ータの雑音を強調して第２の等価雑音を生成する等価雑
   音生成手段と、 上記等価雑音生成手段により生成した第２の等価雑音
   と、上記受信手段により受信した第１の等価雑音を比較
   して受信データの誤りを検出する誤り検出手段とを備え
   ることを特徴とする復号化装置。
4. 【請求項４】 上記第１の等価雑音は、入力データ中の
   任意の参照ビットの周囲のビットの値に基づいて各参照
   ビットに対応するビットの値が決定されることにより生
   成されており、 上記フィルタは、上記受信手段により受信した入力デー
   タ中の任意の参照ビットの周囲のビットの値に基づいて
   各参照ビットに対応するビットの値を決定することによ
   り上記第２の等価雑音を生成することを特徴とする請求
   項３に記載の復号化装置。
5. 【請求項５】 請求項１又は請求項２のいずれか一項に
   記載の符号化装置を備えることを特徴とする送信装置。
6. 【請求項６】 請求項３又は請求項４のいずれか一項に
   記載の復号化装置を備えることを特徴とする受信装置。