JPS5926148B2 - バ−スト誤り訂正方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 音声電話信号をＰＣＮ（パルス符号変調）方式によつて
伝送し、高品質で経済的な電話回線を構成することはす
でに世界各国でとり入れられている。

音声電話信号をはじめとして、画像信号、放送プログラ
ム信号、ファクシミリ信号など各種の通信方式に対して
ＰＣＭ技術をとり入れて高品質なサービスを提供するこ
とが研究されている。ディジタル通信方式はアナログ通
信方式とちがつて、伝送路の雑音が累積しないために長
距離伝送に付して有利であり衛星通信方式など回線長の
大きい方式には特にその威力を示す。しかし、高品質な
情報の伝送とか、情報の帯域圧縮を行なつて冗長度をお
とした伝送を考える場合、ディジタル信号の各ビットの
もつ重要度が増し、それだけ伝送路における符号誤りに
よる雑音妨害の影響が大きくなる。そこで、このように
高品質あるいは帯域圧縮された情報の伝送に対しては、
いろいろな誤り訂正符号化方式を用いて、伝送路の符号
誤りの影響をとりのぞくことが考えられている。伝送路
の符号誤りを救済する方法としては、最も簡単である半
面、誤り訂正は出来ないが、誤りを検出して再送するか
もしくは、前後の情報との相関を用いた置換による救済
を狙うパリテイ検出方法とか、プロツク符号化による単
一誤り訂正符号を用いる方法とか、最近各方面で検討が
されているたたみ込み符号化により単一誤りとある程度
のバースト誤りを訂正する方法などが考えられている。

バースト誤りまで考えた符号誤り訂正方式としては、た
たみこみ符号化が最も適しているが救済すべきバースト
長が大きくなればその回路規模も格段と大きくなり実用
的でなくなる。

そこである程度の長さのバースト誤りに対しては、伝送
路の入出力にパルス符号配列をランダムに入れかえる回
路をおいて、伝送路のバースト誤りの効果をランダム誤
りにおきかえてから訂正する方法は従来から考えられて
いる。しかし、従来からのこの方法は、ランダム化する
ために送受信で変換の目じるしとなる同期パルスが必要
になり、伝送路ビツトレイトがその分だけ上るのみでな
く、構成が複雑になる。本発明は、伝送路のバースト誤
りを確実に訂正する方法を提案するものであり、かつ、
そのために付加ビツトを加える必要もなく、回路構成も
極めて簡単な方式を提供するものである。

以下図面を用いて従来の方式と本発明による方式につい
て原理を説明する。

第１図は伝送路の入出力部分の回路構成を示すものであ
り、（ａ）はパルス符号の時間配列を分散変換しない場
合の構成、（ｂ）は分散変換する場合の構成を示す。１
，６は送信側の符号入力端子、２，７は受信側の符号出
力端子、５，１０は伝送路、３，８は誤り訂正符号器、
４，１２は誤り訂正復号器、９，１１はパルスの時間軸
上での配列をランダムに入れかえをするための変換器で
ある。

図ａのモデルは従来一般に用いられている構成であり、
伝送路のデイジタル符号誤りをできる限り訂正できる誤
り訂正符号器と復号器を伝送路の入出力部に用いるもの
である。ここで２できる限り訂正する′７という意味は
、伝送路における符号誤りをどの程度まで考えるかによ
るものであり、例えば持続時間が長いバースト誤りにつ
いては、実用化できる規模での誤り訂正符号化に制限が
あるため一般には訂正能力に限界があることによるから
である。第１図ｂの構成は、ａの構成による誤り訂正符
号化方式の誤り訂正機能が一般的にはランダム誤り訂正
機能を中心に設計されているときに、伝送路でのバース
ト誤りに対しても訂正機能をもたせるために伝送路の入
出力にパルスの時間配列をランダムに入れかえる変換器
を置くものである。

この方法ではランダムに入れかえるために、入れかえの
基準もしくは目じるしとなるべきパルスを情報パルス列
に付加しておかないと、受信側で逆変換が不可能である
。またランダムに時間軸上の変換を行なうことは規則正
しい変換と異なり回路規模が大きくなるという欠点をも
つている。本発明によるパルス配列変換方式によると、
規則正しい時間配列変換が可能であること。

かつ、時間配列変換のために付加ビツトが全く不要であ
ることから伝送路のビツトレイトを変更（一般には上げ
ること）する必要もなく、回路規模も小さくすることが
できるという特長を有する。次に本発明の方式によるバ
ースト誤り訂正方法を図面を用いて説明する。

第２図は伝送しようとする情報のフレーム構成を示す。
図中Ｆはフレーム同期パルスを示し、これはデイジタル
通信方式においては必然的に付加されるものである。Ｆ
ｌ，Ｆ２，・・・・・・Ｆａはａフレーム毎に仮に名付
けたフレーム順序を示すものである。１フレームの中は
ｍ語の情報が挿入され、各語はｌ＋ｋビツトから成つて
いるものとする。

また、１語はＷ１とＷｌ，Ｗ２とＷ２，・・−・・，Ｗ
ｍとＷｍから谷々形成され、一般にＷｉはｌビツト、Ｗ
ｉはｋビツトから成るものとする。つまり、１語はｌ＋
ｋビツトから成つているが、最初のｌビツトは誤り訂正
用の付加ビツトと誤り訂正を受ける情報ビツトを表わし
、第１＋１ビツトから最終のｅ＋ｋビツトまでの情報は
誤り訂正を受けていないものとする。ＰＣＭ方式では入
力アナログ信号を標本化した１標本値をデイジタル信号
に変換すると最上位のビツトから順にそのビツトのもつ
重みが軽くなつていくので、伝送路での符号誤りの影響
が小さい下位のビツトは誤り訂正を行なわず、誤り訂正
を上位の必要ビツトに限定する手法が用いられる。この
ようにして上位の必要ビツト数のみ誤り訂正をかけると
、装置規模も大きくすることなく、その分だけ方式的に
複雑でも、ある程度の長さのパースト誤りまで訂正がで
きるたたみこみ符号化による誤り訂正符号化を用いるこ
とができるようになる。本発明は、ｌビツトのバースト
誤りまで訂正できるたたみこみ符号を使用した方式に関
し、伝送路における長さｌビツトをこえる長いバースト
誤りに対しても簡単な変換回路を置くだけで訂正を行な
う方式を提供するものである。たたみ込み符号化による
誤り訂正符号化方式では、符号列の中で拘束長といわれ
る符号長が定義されている。拘束長内でｌビツトのバー
スト誤りまでを訂正できるという性質を利用して、本願
の変換方式では、ｌビツトを単位にして１拘束長以上は
なれたところに相隣れる誤り訂正情報を離れた時間位置
に変換しておいて、誤り訂正復号器で訂正できるように
するものである。具体的には、第２図において、ｍ＝Ａ
ｂ（Ｍ，ａ，ｂはいずれも自然数）とするとき、各フレ
ームのＷ１は（ａ−１）フレーム分、Ｗ，は（ａ−２）
フレーム分、Ｗ３は（ａ−３）フレーム分、・・・・・
・，ＷａはＯフレーム分、Ｗａ＋１は（ａ−１）フレー
ム分、Ｗａ＋２は（ａ１）フレーム分、・・・・・・Ｗ
ｉａ＋ｊ（ｉは．−１以下の任意の自然数、ｊはａ以下
の任意の自然数）は（ａ−ｊ）フレーム分遅延させるよ
うな変換を送信側出力点において施す。受信側ではこの
逆の変換を行なつてもとの符号列にもどす。また、各フ
レーム中のｗ１〜Ｗｍの誤り訂正を行なわない情報とか
、フレーム同期用情報Ｆなどは変換しない。さらに、本
発明によるバースト誤り訂正方式を具体例によつて分り
やすく説明する。

すなわち、ｍ＝１２，ａ−３，ｂ−４の場合を一実施例
として示し、第２図におけるＷｌ，ｗ２，・・・・・・
，Ｗｍの情報系列のみをとり出して考える。第３図は変
換過程を示すタイムチヤート、第４図は送信側変換回路
、第５図は第４図の各部の動作状態を示すタイムチヤー
トである。たたみ込み誤り訂正符号化によつてｌビツト
までのバースト誤りの訂正ができるとし、拘束長をａｌ
＝３１として与えられるとする。第３図中のパルスの位
置表示を一般に（１，ｊ）で示してあるが、これは、第
１フレームの第ｊ語を示す。変換側は、各フレームの第
１，４，７，１０語は２フレム分、第２，５，８，フ１
１語は１フレーム分、第３，６，９，１２語は０フレー
ム分遅延させる変換を行なうことによりパルス列ｂを作
つて伝送路に送り出す信号とする。

受信側では受けた信号の中で、各フレームの第１．４，
７，１０語はＯフレーム分、第２，５，８，１１語は１
フレーム分、第２，５，８，１１語は１フレーム分、第
３，６，９，１２語は２フレーム分の遅延を与える変換
をしてパルス列ｃを得ると、これはもとのａのパルス列
に等しいものである。このような変換を施すと、例えば
第３図のパルス列ｂで（１，７）〜（１，６）の上部に
黒線で示す長さのパースト誤りが伝送路に生ずるような
場合、本発明による変換を施さないとｌビツトのバース
トまで訂正できる誤り訂正符号器で全く訂正が出来ない
。本発明による上記変換を行なうと、第３図のパルス列
ｂが受信側でパルス列ｃの如く変換されパルス列上部に
黒線を示す部分にバースト的な符号プロツクが分散され
る。つまり、１拘束長３１の中にｌビツトのバースト誤
りが高高１つだけしか存在しなくなり、誤り訂正が可能
となることを示している。第４図は、第３図に示す符号
変換を行なう回路図を示す。

第３図で４１はパルス列入力端子、４６，４７はそれぞ
れ１フレーム分の遅延回路であり、シフトレジスタなど
を用いて構成される。４８，４９，５０は論理積ゲート
、５１は論理和ゲート、４２，４３，４４は読み出しパ
ルス入力端子を示す。

第５図は第４図の回路による動作波形を示し、ａ−ｇは
それぞれ第４図に示すａ−ｇの位置のパルス波形を示す
。この回路によつて第３図に示すパルス変換が出来るが
、受信側でもとのパルス列を再生する回路も第３図と全
く同じ回路で示され、読み出しパルス入力の順番を送信
側と逆にするだけでよい。本発明の一実施例を示す以上
の方式では、たたみこみ符号化によつて訂正可能なバー
スト長′ビツトと、拘束長が与えられれば、それに基づ
いてａを決めてＡｆが拘束長より大きくなるようにすれ
ばよいことが分る。

また、本実施例ではパルスの遅延量を語の配列順に規則
正しく与えたが、法則を決めておきさえすれば順番に応
じて適当な遅延量を与える変換方法がありうることも容
易に理解できる。さらに、本発明による変換方法は、第
２図においてｋが０の場合にも適用できることは明らか
である。

また、ｍ＝Ａｂによつて一般的に示してあるが、拘束長
が１フレームに含まれている誤り訂正情報ビツト数ｍｌ
より大きくなるときには、フレーム同期パルスＦを必要
なフレーム数だけ大きなフレームを作るような、いわゆ
るマルチフレーム構成をとるような構成にして、それを
新たなフレームとすれば本発明の考え方がそのまま適用
できる。いずれの場合にしても、本発明による変換方法
に対して、付加ビツトを追加する必要が全く無く、伝送
路における長いバースト誤りを簡単な回路によつて訂正
することができる。なお、第３図の具体例でも示したよ
うに、この具体例では最大１フレーム長のバースト誤り
が生じても訂正が出来るというかなり長いバースト誤り
を訂正できる特徴を有する。さらに、各語の遅延量の与
え方は、それらの相対的な量がＯから（ａ−１）フレー
ムの間で、同じ遅延量を割りあたえないような任意の割
りあてに従つても同様な効果が得られることは容易に理
解できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は伝送におけるバースト誤りを訂正するための原
理を説明するプロツク図である。 １，６：送信側符号入力端子、２，７：受信側符号出力
端子、５，１０：伝送路、３，８：誤り訂正符号器、４
，１２：誤り訂正復号器、９，１１：パルス配列変換回
路。 第２図はフレーム構成図。 第３図は本発明の誤り訂正を行なう変換の一具体例を示
すタイムチヤートである。ａ：送信側符号入力パルス列
、ｂ：伝送路パルス列、ｃ：受信側符号出力パルス列。 第４図は本発明の一実施例を示すパルス変換回路図であ
る。 ４１：送信側パルス列入力端子、４２〜４４：読み出し
パルス入力端子、４５：送信側パルス列出力端子、４６
，４７：遅延回路、４８〜５０：論理積ゲート、５１：
論理和ゲート。 第５図は本発明の一実施例を示す第４図の回路図に示さ
れる各箇所の動作波形を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 誤り訂正ビットを含めたｌビット（ｌは１より大き
   い任意の自然数）と、誤り訂正をしないｋビット（ｋは
   ０を含まない任意の自然数）の合計（ｋ＋ｌ）ビットで
   構成されるｍ語（ｍ＝ａｂ、ｍ、ａ、ｂは任意の自然数
   ）と、フレーム同期信号用ビット等から１フレームを構
   成して下記項目１）もしくは２）に示すパルス配列変換
   を施して伝送路のパースト誤りを訂正するパルス符号伝
   送方式。 １）１フレーム中のフレーム同期信号用ビットを基準に
   して第（ｉａ＋ｊ）番目の語（ｉはｂ−１以下の０を含
   む任意の自然数、ｊはａ以下の任意の自然数）の中の誤
   り訂正ビットを含めたｌビットを（ａ−ｊ）フレーム分
   遅延させて、ｌビットのバースト誤り訂正符号の拘束長
   の中に伝送路のバースト誤りが高々ｌビット入るようう
   に符号入れかえを行なう変換したのち伝送路に送出し、
   受信側では受信パルス列に対し（ｉａ＋ｊ）番目の語の
   中の誤り訂正ビットを含めたｌビットを（ｊ−１）フレ
   ーム分遅延させる逆変換を行なうところのパルス配列変
   換。 ２）１フレームの中のフレーム同期信号用ビットを基準
   にして、第（ｉａ＋１）番目の語から第（ｉａ＋ａ）番
   目の計ａ個の語中の誤り訂正ビットを含めたａ個の１ビ
   ットに対し、各々０、１、……（ａ−１）フレーム分の
   遅延を、予め定められかつ、ａ個の語に対し同じ量の遅
   延量を割りあてないような任意の割りあてに従つて遅延
   させて、１ビットのバースト誤り訂正符号の拘束長の中
   に伝送路のバースト誤りが高々１ビット入るように符号
   入れかえを行なう変換したのち伝送路に送出し、受信側
   では受信パルス列の第（ｉａ＋１）から第（ｉａ＋ａ）
   番目の１ビット語に対し前記予め定められた変換と逆の
   変換を行なうところのパルス配列変換。