JPS6052509B2 - デジタル信号伝送方法 - Google Patents

デジタル信号伝送方法

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JPS6052509B2
JPS6052509B2 JP52056142A JP5614277A JPS6052509B2 JP S6052509 B2 JPS6052509 B2 JP S6052509B2 JP 52056142 A JP52056142 A JP 52056142A JP 5614277 A JP5614277 A JP 5614277A JP S6052509 B2 JPS6052509 B2 JP S6052509B2
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利忠 土井
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10Digital recording or reproducing
    • G11B20/18Error detection or correction; Testing, e.g. of drop-outs
    • G11B20/1806Pulse code modulation systems for audio signals
    • G11B20/1809Pulse code modulation systems for audio signals by interleaving
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10Digital recording or reproducing
    • G11B20/10527Audio or video recording; Data buffering arrangements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Detection And Correction Of Errors (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はPCM信号等のデジタル信号を伝送する際に、
伝送路において生じるバースト誤りを有効に訂正するこ
とができるデジタル信号伝送方法を提案せんとするもの
である。
また本発明はオーディオ信号をPCM変調し、伝送路と
してVTR(ビデオテープレコーダ)を用いる場合に、
VTRにおいて不可避的に生じるドロップアウトに対し
て効果的なものである。まず本発明の特徴とする誤り訂
正コードの特徴について説明するに、第1図はそのコー
ドの1ブロックの構成を示す。
この1ブロックは3行、(m+n)列のマトリクス形式
であり、1ブロックの長さは(3×(mfn))ビット
である。そして、この1ブロックのうちで、第1行のm
ビットal) a問・・・・・・・・・aL及び第3行
のmビットa¥aH・・・・・・ a器は夫々情報ビッ
トであり計加ビットである。また第2行のmビットp、
p。・・・・・・ μmは第1行及び第3行の情報ビッ
トに対するパリテイビットである。更に、第1行の情報
ビットに対して誤り検出コード例えばnビットのCRC
コードclc轟・・・・・・cAが付加される。同様に
第3行の情報ビットに対してnビットのCRCコードc
■cH・・・・・・c甲が付加される。そして、かかる
コードを下記のように多項式で表現する。p(x)■p
、xm−゛+p2xm−”+・・・・・・+pmc(x
)■C1Xn−1+C2Xn−2+・・・、、、+ c
nA(x)■alxm−1+a2xm−2+、、、、、
、+amこのとき、パリテイビットについては、pi■
at1a■あるいはpi■al(f)a9が成立する。
CRCコードは、C゛ (x)=xn−A゛ (x)1
Q゛ (x)・G(x)C′(x)=xn−A”(x)
1Q”(x)・G(x)C0(x)=xn−p(x)1
Q’(x)・G(x)を満足するように決定される。
ここでG(x)■goxn+g、xn−゛+・・・・・
・+gnは、生成多項式であり、Q(x)はxnA(x
)門及びxnp(x)をG(x)で割つた商である。
上述の構成のコードは伝送する際には直列コードとされ
ると共に、その複数ブロックで完結するようなコードの
配列の並び変え(インターり−ブ)がかけられる。即ち
Iプロツクで完結するインターリーフについて説明する
に、そのうちのi番目のプロツクの第1行(a{〜Ck
)を(At)として表わし、第2行(P1〜Cス)を(
POとして表わし、第3行(a〒〜c÷)を(Ar)と
して表わすと、1番目のプロツクから1番目のプロツク
までは、第2図Aに示す構成として表わすことができる
。そしてインターリーフは、第1番目のプロツクからI
番目のプロツク迄の各プロツクの第1行(情報ビツト)
をプロツク順に直列化し、次に第2行(パリテイビツト
)をプロツク順に直列化し、更に第3行(情報ビツト)
をプロツク順に直列化するようになされ、その結果、第
2図Bに示すように、l行分の連続するパリテイビツト
の前後に夫々1行分の情報ビツトが位置する配列とされ
る。このようなインターリーフの結果、第2図Bのイン
ターリーフの1単位内におけるl(m+n)ビツト以内
のバースト誤りは、各プロツクごとにみれば、その1行
以内におさまる誤りとなるから、受信側で訂正すること
が可能である。つまり、各行についての誤りはCRCコ
ードにより検出することができ、情報ビツトの2行のう
ちの1行に誤りが含まれているときは、正しい1行とパ
リテイビツトによつて誤りを訂正することができる。ま
た、インターリーフの1単位内における{l(m+n)
+1}ビツト以上で、21(m+n)以内のバースト誤
りの場合でも、各プロツクごとにみれば、隣接する2行
の誤りとなるので、誤りのあるコードをその前後の正し
いコードの平均値でおき代える平均値補間が可能となり
、オーデイオ信号をPCM化して得られるPCM信号の
伝送に使用して好適である。上述の本発明の一実施例に
ついて説明するに、本例は、ステレオオーデイオ信号を
PCM変調し、その結果得られるI)CM信号をテレビ
信号と.同一の信号形態とすることにより、TRをその
構成に殆ど変更を加えることなく伝送媒体として用いる
ようにしたものである。
第3図は本例の全体のブ七ツク図であり、1は例えば回
転2ヘツド形のTRを示す。VTRlは周知のようにそ
の記一録信号入力端子21に供給された信号がFM変調
器等の記録系を介して磁気ヘツドに供給されることによ
り磁気テープに記録され、また磁気テープから取り出さ
れた信号がFM復調器等の再生系を介されることにより
、再生信号がその再生信号出力端子20に現れる構成で
ある。また、3L及び3Rは夫々ステレオオーデイオ信
号の左方信号及び右方信号が供給される入力端子で、こ
れらステレオーデイオ信号は各チヤンネルについてロー
パスフイルタ4L及び4Rを介して夫々サンプリングホ
ールド回路5L及び5Rに供給され、サンプリングホー
ルド回路5L及び5Rのサンプリング出力がAD変換器
6L及び6Rにて夫々16ビツトノの並例コードに変換
され、更に並列直列変換回路7L及び7Rにて直列コー
ドとされてから後述のエンコーダ8に与えられる。この
エンコーダ8にてインターリーフ、パリテイビット及び
CRCコードの付加、左右チヤンネルの直列化に際して
の・混合、テレビ信号と同様の水平及び垂直ブランキン
グ期間に相当するデータ欠如期間を形成するための時間
軸圧縮がなされる。そしてエンコーダ8の出力が同期混
合回路9に供給されて水平同期信号、垂直同期信号及び
等価パルスが付加されて・VTRlの記録信号入力端子
21に与えられる。なお、以上の記録系では基準クロツ
ク発振器よりのクロツクパルスに基いて各回路は動作さ
れると共に、同期信号が形成されている。次にVTRl
の再生信号出力端子20に現れる再生PCM信号は同期
分離回路11に供給され、同期分離回路11で分離され
た再生同期信号は図示せずもクロツクパルス発生回路に
供給されて再生系のクロツクパルスが形成されると共に
、同期信号の除去されたデータのみが後述のデコーダ1
2に供給される。
デコーダ12にてエンコーダ8の動作とは逆にデインタ
ーリーブ、左右チヤンネルの分配、時間軸伸長及び誤り
の検出訂正が行われる。このデコーダ12の出力は左右
のチヤンネルに分配されており、夫々補間回路13L及
び13Rに供給される。補間回路13L及び13Rは、
デコーダ12において誤りの検出動作の結果、誤り訂正
ができず平均値補間を行なうべき指令が発生したときに
のみ補間動作をなすものである。かかる補間回路13L
及び13Rの出力は夫々DA変換器14L及び14Rに
供給され、更にローパスフイルタ15L及び15Rを介
されて、出力端子16L及び16Rに左右の信号が夫々
得られる。上述の記録系に設けられたエンコーダ8は第
4図に示すように構成されている。
即ち、並列直列変換回路7L及び7Rにより直列形式と
された第5図Aに示す左右チヤンネルのデータ(Ll,
Rl,L2,R2・・・・・・は夫々16ビツトの1ワ
ードを示す)が入力端子21L及び21Rからマルチプ
レクサ22に供給され、左右チヤンネルの混合がなされ
る。つまり、マルチプレクサ22の出力に現れる直列コ
ードA1及びA2は第5図Bに示すように夫々1ワード
毎に他のチヤンネルのデータが組み入れられ左右のチヤ
ンネルのデータが交互に配列されたものとなる。このマ
ルチプレクサ22の出力からエクスクルーシブオアゲー
ト23にてパリテイビツトPが形成される。一方の直列
コードA1は書込みゲート回路24aを介してメモリー
装置25aに書込まれ、他方の直列コードA2は書込み
ゲート回路24cを介してメモリー装置25cに書込ま
れ、更にパリテイビツトPは書込みゲート回路24bを
介してメモリー装置25bに書込まれる。メモリー装置
25a,25b,25cは夫々4個のRAM(1),(
),(),()から構成されているものであり、夫々の
RAMは1回のインターリーフにとつて必要なデータ(
105ワード)を記憶しうる容量を有するものとされて
おり、また4個設けずとも、最低3個のRAMがあれば
良い。このメモリー装置25a,25b,25cの読出
し出力は、読出しゲート回路26a,26b,26c,
26dを介してオアゲート27に供給される。書込みゲ
ート回路24a,24b,24c及び読出しゲート回路
26a,26b,26c,26dは実際には論理回路に
より構成された制御回路であるが、第4図では簡単のた
めスイツチ回路として表わされており、またクロツクパ
ルス等のタイミング系に関しては省略されている。そし
てオアゲート27の出力には、インターリーフがかけら
れ、時間軸の圧縮された直列コードが現れ、この直列コ
ードがCRCエンコーダ28に供給されることによりC
RCコードが形成され、更にオアゲート29によりこの
CRCコードが付加され、このオアゲート29の出力が
エンコーダ8の出力端子30とされる。かかるエンコー
ダ8の動作について説明するに、本例では第6図Aに示
すようにテレビジヨン信号の1フイールドの期間のうち
で、垂直同期信号D1等化パルス等が挿入されるための
垂直ブランキングに相当する17.5Hのデータ欠如期
間を設けるようにしているから、245Hの期間にデー
タが挿入されるようになされ、従つて3511を1単位
とするインターリーフは1フイールドで7回行なわれる
まず、マルチプレクサ22からの直列コードN及びA2
とパリテイビツトPは、書込みゲート回路24a,24
b,24cが実線図示の状態においてメモリー装置25
a,25b,25cのRAM(1)に与えられ、例えば
それらの105ワードが書込まれ、次に書込みゲート回
路24a,24b,24cが破線図示の位置に切り替わ
り、次の105ワードがRAM()に書込まれる。
つまり、1フイールドの期間で第6図Bに示すように各
メモリー装置のRAM(1),(),(),()に対し
て順次書込みがなされる。次に読出しゲート回路26a
,26b,26c,26dによる読出し動作を説明する
と、第6図Cにおいて斜線で示すように1フイールド毎
のデータ欠如期間(メモリー装置25a,25b,25
cのRAM(1)に対する書込みがなされている)にお
いては、読出しゲート回路26a,26b,26c,2
6dは実線図示の接続位置にあつて読出し動作は行なわ
れない。
このデータ欠如期間が終わると読出しゲート回路26d
のみが動作して35Hの期間(各メモリー装置のRAM
()に対する書込みがされている期間)において、まず
破線図示せる接続位置となつてメモリー装置25aのR
AM()から前のフイールドにおいて書込まノれたデー
タの105ワードが読出され、次にメモリー装置25b
のR,AM()から同様に前のフイールドにおいて書込
まれたパリテイビツトの105ワードが読出され、更に
メモリー装置25cのRAM()からも前のフイールド
において書込ま7れたデータの105ワードが読出され
る。このようにして1回のインターリーフが完結される
。然も、この場合には読出しクロツク周波数及び読出し
アドレスが制御されて、3ワード毎に16ビツト相当の
CRCコードを付加するためのデータ欠如フ期間及び水
平同期信号を付加するためのデータ欠如期間が形成され
るようになされ、1フイールド期間の全体に関しては略
々垂直ブランキング期間に相当するデータ欠如期間が形
成される。また次の35Hの期間(各メモリー装置のR
AM()に対する書込みがされている期間)では、読出
しゲート回路26aのみが動作して、各メモリー装置の
RAM(1)から上述と同様にして105ワードずつの
読出しが行なわれる。このRAM(1)から読出された
直列コードは、第5図Cに示すものである。
即ち、1Hの期間で斜線図示せる水平ブランキング期間
に相当するデータ欠如期間を除く期間に9ワードのデー
タとその3ワード毎に存在する16ビツト相当のデータ
欠如期間が含まれる。そしてCRCエンコーダ28によ
つて3ワード毎のCRCコードが形成されて、オアゲー
ト29において付加されることにより、エンコーダ8の
出力端子30からは第5図Dに示す配列の直列コード(
第5図Dはその1H分についてのみ示す)が得られる。
更に、同期混合回路9を介されることにより、第5図E
に示すように水平同期信号冊が付加されてVTRlの記
録信号入力端子21に供給される。なお、以上の記録系
におけるコードの構成を35H分に関して図示すれば、
第5図Fに示すものとなり、前述の第2図Aと対応をも
たせれば、第5図Gに示すように表わすことができ、こ
れから明かなように、本例は{3×(48+16)}ビ
ツト長のプロツクコードであつて、35プロツクの長さ
でインターリーフが完結するようにされているものであ
る。
また、VTRlから再生されたPCM信号が供給される
デコーダ12は第7図に示す構成である。
まず、同期分離回路11から同期信号が除去され.た再
生信号は入力端子31から供給されてCRCデコーダ3
2に供給される。このCRCデコーダ32においてデー
タの3ワード毎について誤りの検出動作がされ、CRC
デコーダ32からの判別信号α、β及びγ(1ビツト)
は誤りが検出され.−れば一゜“1゛となり、誤りが検
出されなければ′60″となる。ここで、αはデータA
1に関しての判別信号を表し、βはデータA2に関して
の判別信号を表し、γはパリテイビツトPに関しての判
別信号を表す。そQて、オアゲート33におい・て、デ
ータ及びパリテイビツトの1ワード毎に判別信号α、β
又はγが付加されてから、書込みゲート回路34a,3
4b,34c,34dに供給される。また、メモリー装
置35a,35b,35cは夫々4個のRAM(1),
(),(),()を有しており、これらに対して読出し
ゲート回路36a,36b36cが設けられている。
デコーダ12はエンコーダ8とは逆にデインターリーブ
及び時間軸伸長を行なうものであり、また判別信号α、
β、γは対応する1ワードのコードと共にメモリー装置
35a,35b,35cに書込まれる。まず、デインタ
ーリーブは書込み動作の制御によつてなlされる。つま
り、各ワード毎に判別信号の付加されたコードのうちで
最初の35H分については、各メモリー装置の例えばR
AM(1)に書き込む。この場合、35H分のうちの最
初の105ワードがメモリー装置35a(7)RAM(
1)に書込まれ、次の105ワードがメモリー装置35
bのRAM(1)に書込まれ、更に次の105ワードが
メモリー装置35cのRAM(1)に書込まれるように
書込みゲート回路34aに依り制御される。次の35H
分については各メモリー装置のRAM()に105ワー
ド毎に書込まれるように書込みゲート回路34bに依り
制御される。以下、順次同様の動作がなされる。また、
読出し動作は、書込み動作のなされていない各メモリー
装置の例えばRAM(1)から互に同期して105ワー
ドが読出されるように、読出みゲート回路36a,36
b,36cによつて制御される。また書込み動作を行な
うための書込みクロツク周波数と、読出し動作を行なう
ための読出しクロツク周波数とを選定することにより時
間軸の伸長がなされると共に、書込みクロツクを再生同
期信号に同期させ且つ読出しクロツクを一定周波数とす
ることにより、VTRlにおいて生じたジツタと称され
る時間軸変動分が除去される。そして読出しゲート回路
36a,36b,36cの夫々から直列コードA1及び
A2とパリテイビツトPが同期して表われる。この際に
読出された判別信号α、β、γが1ワード期間だけホー
ルド回路37a,37b,37cで保持される。上述の
動作により、デインターリーブ及び時間軸伸長がなされ
、第5図Bに示すのと同様の配列とされた直列コードA
lA2及びパリテイビツトPが判別信号α、β、γと共
に誤り訂正回路38に供給される。
誤り訂正回路38によつて直列コードA1が訂正された
ものを〔A1〕とし、直列コードA2が訂正されたもの
を〔A22)とし、平均値補間のための制御信号をα″
及びβ″とすると、誤り訂正回路38は、1ワードを単
位として下記の表のような訂正動作を行なう。つまり、
判別信号が全て゜“0゛のときは、そのプロツクにおい
て誤りが全く検出されないことであり、またγのみが゜
゜1゛のときは、パリテイビツトが誤つていることであ
るから、直列コードA1及びA2がそのまま出力〔A1
〕及び〔A2〕とされる。
また、α又はβの一方のみが66r゛のときは、そのプ
ロツクにおける1行の誤りであるから、正しい行とパリ
テイビツトによつて誤つた行を訂正できる。つまり、正
しい直列コードA1又はA2はそのまま出力〔A1〕又
は〔A2〕とされ、誤つた直列コードN又はA2は(P
(+)Aり又は(P4A2)の訂正がされて出力〔A1
〕又は〔A2〕とされる。この訂正可能な場合では、(
α″=β″=4409つである。また、1プロツクにお
ける2行以上の誤りのときは下記の表に示す動作がなさ
れる。
このように、各プロツクにおける2行以上の誤りは訂正
不能であり、〔A1〕が訂正不能のときにα″が゜゜1
゛となり、〔A2〕が訂正不能のときにβ″が66r5
となる。
以上の誤り訂正回路38の動作を論理式で表わせば下記
のようになり、この回路はかかる論理式を実現する回路
構成とされる。
−一 −これら誤り訂正回路38の出力はデマ
ルチプレクサ39に供給される。このデマルチプレクサ
39はマルチプレクサ22と逆の変換動作を行なうもの
で、直列コード〔A1〕及び〔A2〕を1ワード毎に他
のチヤンネルに分配することにより、左チヤンネルの直
列コード〔L〕と右チヤンネルの直列コード〔R〕に分
離するものであつて、制御信号α″及びβ″も対応する
ワードに付随して分配されて制御信号E1及びE2とな
される。以上がデコーダ12の構成及び動作であつて、
その出力〔L〕及びE1が補間回路13Lに供給される
と共に、その出力〔R〕及びE2が補間回路13Rに供
給される。
そして、制御信号E1又はE2が“゜0゛であるワード
は補間動作がなされずそのまま出力とされ、制御信号E
1又はE2が゜゜1゛であるワードはその前後のワード
のデジタル的な平均値によつて補間されるようになされ
ている。かかる補間回路13L,13Rはラツチ回路、
加算器等によつて構成することができる。上述せる本発
明に依れば、コードの配列の並びかえを行なつているこ
とにより、1(m+n)ビツト以内のおさまるバースト
誤りは、各プロツク毎においては1行以内の誤りとなる
から、パリテイビツトによつて訂正することが可能とな
る。
上述実施例に依れば、(35×64=2240)ビツト
以内のバースト誤りは1行以内の誤りとなる。これを時
間に換算すると、約11.7Hの期間となる。また、誤
りが訂正不能となる場合は、第1にインターリーフの1
単位の期間でI(m+n)ビツトを越えて21(m+n
)ビツト以下のバースト誤りが発生する場合であるが、
このときパリテイビツト”の前後に情報ビツトが位置す
る配列とされているから、各プロツクの第1行及び第3
行が同時に誤まることがないようにできる。例えば第2
図のコードの構成で、第1番目のプロツクの第1行の情
報ビツト(A{)から第1番目のプロツクのパリ.テイ
ビツトP,迄のバースト誤りが生じたとしても、残りの
第3行の情情報ビツト(A〒)から(A?)は誤りを含
まないものとなる。従つて情報ビツトが本来の順序とし
て(A{)(A¥)(A桑)(A?)・ ・(A1)(
Ar)のものであれば、誤りノの含まれる情報ビツトは
必らずひとつおきに発生することになるから、平均値補
間が容易となる。また、ステレオオーデイオ信号のよう
に2チヤンネルの連続する信号を伝送する際には、上述
実施例のように、マルチプレクサ22及びデマルチプレ
クサ39によつて左右のチヤンネルの混合、分配を行な
うことにより、上述と同様にデマルプレクサ39の出力
に現れるデータは、左右のチヤンネルの夫々に関して必
らず誤りを含むワードの前後に正しいワードが存在する
ことになり、平均値補間が容易であり、補間されたコー
ドをPCM復調したときにもとのレベルとかけ離れたも
のとなることを防止でき、聴感上自然な感じとなる。ま
た、訂正不能で然も平均値補間が難しい場合としては、
インターリーフの1単位の期間で21(m+n)ビツト
を越えるバースト誤りが発生する場合がある。このよう
な事態は予めインターリーフの1単位の長さを伝送系の
特性を考慮して選定しておくことにより、その発生の確
率を頗る低くできる。上述の実施例のようにVTRを用
いたときには、21(m+n)ビツトに相当する期間は
約231{となり、これ以上のドロツプアウトの発生は
通常では殆どない。更に、訂正不能な場合で然も平均値
補間が難しい他の場合として、インターリーフの1単位
の期間の前半においてバースト誤りが1回発生して、第
1行の情報ビツトが誤り、その後半において再びバース
ト誤りが発生して第3行の情報ビツトが誤る場合がある
しかし、1回のバースト誤りが発生して頗る短時間のう
ちで次のバースト誤りが−発生する確率は一般に低いも
のと考えられる。実際、TRを伝送媒体としたときに、
ドロツプアウトが頗る短時間の後に連続して発生する確
率は極めて低く、平均値補間が難しいような場合は殆ど
ない。なお、1プロツクの第1行及び第3行の情報ビツ
トが共に誤つて平均値補間が難しくなる場合(上述実施
例では、α″=β″=゜゜1゛となる場合)には、誤つ
たデータの伝送を無効とするミユーテイング又は以前の
正しいコードをホールドする前値ホールドを行なうよう
にしてもよい。
更に、本発明におけるコードの構成におけるビツト長の
制約が先に提案されている0RC(0ptima1Re
ctangu]ArCOde)コードのようなプロツク
コードに比べてはるかにゆるやかであり、実用化が容易
であるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の説明に用いる線図、第3図
は本発明の一実施例の全体のプロツク図、第4図及び第
7図はそのエンコーダ及びデコーダのプロツク図、第5
図及び第6図は動作説明に用いる線図である。 1はTRl6L,6RはAD変換器、8はエンコーダ、
12はデコーダ、13L,13Rは補間回路、14L,
14RはD八変換器である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 マトリクス形式に配列した情報データと、この情報
    データの行又は列方向に関するパリテイデータと、上記
    情報データ及びパリテイデータの行又は列の各々に関す
    る誤り検出データとを含む1ブロックを得、この複数ブ
    ロックから行毎又は列毎のデータを取り出して並び変え
    を行なう際に、上記複数ブロックから取り出された複数
    行又は複数列の連続するるパリテイデータの前後に夫々
    上記複数ブロックから取り出された複数行又は複数列の
    情報データを配列することを特徴とするデジタル信号伝
    送方法。
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