JPS6313522A - 符号・復号装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は復号方法およびそのための符号・復号装置１こ
係り、特に、任意なデータ長のバースト誤り訂正符号の
高速な誤り訂正処理に好適なバースト誤り訂正符号の復
号のための符号・復号装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の巡回符号の復号装置の例を第２図に示す第２図の
復号装置は生成多項式 ｇｌｒ、）＝（ｘ”＋１）・Ｃｘ”＋ａｃ”＋１）＝−
＝−（１１に基づく復号装置である。

第２図の復号装置は、鎖状に結合されたフリップフロッ
プ（以下ＦＦと略す）１〜３２と、ＦＦｌ〜３２の出力
信号５０〜８１が入力されるシンドローム検出回路３７
と、Ｆ　Ｆ　１２〜３２の出力６１〜８１が入力される
ゼロ検出回路あと、生成多項式（１）に対応したビット
位置におかれた排他的論理和（以下ＥＯＲと略す）ゲー
ト４０〜４４　、４６から成る。

第３図に、第２図で示した復号装置に入力される符号語
の模式図を示す。ここで、生成多項式ル）による符号語
の符号長をルビット、ル）の次数をｔ１誤りパタンＢ−
の次数をｍ１誤り位置をｉビット七。

すると、本装置では第＋１１式より１　＝　３２．　ｍ
　＝　１１と。

なる。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１゜
第２図において、信号線３９に入力された受信符。

号Ｆ口）は、Ｆ　Ｆ　３２の出力８１とＥＯＲゲート４
６により。

りは！１−）を除数とする除算回路であり、ＦＬｖｌ入
力後に、。

剰余を得る。このとき、フィードバックシフトレジスタ
の内容は、 Ｓ′←ｌ＝、ｔ−九） ＝　ｘ”ｚ’　・Ｂ（ｚｌ　　（ｓｏｄ　、ｑ（ｘ）　
）　　”・”・（２１となる。

フィードバックシフトレジスタのＦＦ１〜３２の出力５
０〜８１はシンドローム検出回路３７へ入力されている
。シンドローム検出回路３７は、ＦＦｌ〜３２の出力５
０〜８１が全てゼロのとき受信符号Ｆ←）に誤りが無い
ものと判断し、ゼロでない場合には受信符号Ｆωに誤り
が存在するものと判断し、以下の誤りパタンの捕捉を行
う。

誤り有りと判定したときは、フィードバックシフトレジ
スタをそのままシフトしていキ、ＦＦ１〜３２の出力６
１〜８１が入力されているゼロ検出回路３Ｂが出力６１
〜８１の全てがゼロになることを検出するまでシフトを
繰返す。

このようにしてゼロ検出回路３Ｂが出力６１〜８１がゼ
ロであると検出するまでフィードバックシフトレジスタ
をシフトすると、ＦＦ１〜３２の出力が誤、３　。

リパタンとして信号線４９を介して出力される。このと
きフィードバックシフトレジスタの内容は１、ｎ−Ｌ−
ｉ　、Ｓ／（、ｌミ♂・Ｂ−ミＢ←）　（購ｏｄル））
　・・・・・・（３１きなる。

したがって、このときのフィードバックシフトレジスタ
の下位ｍ段（ｍ＝１１）が誤りパタンＢ←）として検出
できるこきになる。

ここで、通常誤り訂正に用いられる生成多項式ル）は、
次の式（４１、式（６）で示され、どちらも１１ビット
以内のバーストエラーを得るのに用いられる。

ル仲（ｚ”＋１　）Ｘ（、ｒ”＋ｚ”　＋１　）　　”
”　１４１あるいは、 ルー（，１叩＋１） ×（１ｒル＋、１鳳＋　・・・・・・十ｇ＋１）ＸＣｘ
”＋ｘ”　＋２＠＋Ｊ＋１　） Ｘ　（ｘ”＋ｘ９　＋ｘ）　＋ｘ”　　＋ｘ”　　＋ｘ
＋１　　）　　　　　　　　・・・・・・　（５）式（
４）、式（５）による符号語の符号長はそれぞれ最小公
倍数Ｌ　ＣＭ　（２１、２”−１）＝４２９８７、ＬＣ
Ｍ（２２，１３，８９，２３）　＝　５８５４４２であ
るのに対して、　４　。

通常取り扱う符号のデータ長は高々４０９６バイト（３
２７６８ビツト）である。従って従来の復号装置では非
常に多大な復号時間を要し、はとんど実用的とは言えな
い。こうした欠点を克服する方法のひとつとして、中国
人の剰余定理を用いた高速復号法があるが、剰余定理を
使って誤り位置を求めるための演算機能を設けなければ
ならないうえに、装置自体が並列除算回路から成るため
復号のみにしか用いられず符号装置を別に設けなければ
ならない等の欠点がある。その他に短縮化巡回符号復号
法が考案されているが、この方法では符号長からデータ
長を引いた差（αビット）を算出し、受信符号Ｆωとし
て補正多項式 ％式％ を予め計算しなければならないという面倒がある尚、中
国人の剰余定理、フィードバックシフトレジスタによる
誤り訂正については、昭晃堂発行の宮用洋、岩重好裕、
今井秀樹共著「符号理論」（コンピュータ基礎講座１８
）に詳しく述べられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、受信符号Ｆ←）に誤りがあった場合
、その誤りパタンを求めるために多大なフィードバック
シフトレジスタのシフト時間を要したため高速処理を行
うことに大きな問題があった。

本発明の目的は、受信符号上の誤りを高速に訂正し、符
号化と復号を同一の装置で行え、かつ任意のデータ長の
受信符号に対して適用できるという条件を満たす、巡回
符号の符号・復号装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明においてはシンドロ
ーム検出回路で全フリップフロップの出力がゼロでない
ことを検出した場合に、生成多項式蜘）のフィードバッ
クシフトレジスタを、ｘ　ｔ・、ｑ（１／ｘ）という一
意的に求まる多項式を実現するフィードバックシフトレ
ジスタさし、該フィードバックシフトレジスタを構成す
る各フリップフロップの内容に関し、最上位フリップフ
ロップから順次次数の下がるフリップフロップの内容と
最下位フリップフロップから順次次数の上がるフリップ
フロップの内容を交換した後、ゼロ検出回路がｔ−ｍ個
の７１１ツフフロツプの出力が全てゼロになるまでシフ
トを繰返し、ゼロを検出した場合の、残りｍ個の７１１
ツブフロツプの出力を誤りパターンとして出力する構成
とする。

〔作用〕

バーストエラー訂正符号の生成多項式は一般に、ｇ←）
＝（ａ：　’＋１　）・πＰｉω）　　・・曲（７）ｌ
膣１ と表わされる。とくにＬ＝１の場合に生成される符号を
ファイア符号という。式（６）でｐｉ←）は既約多項式
であるから、任意の生成多項式は、！Ｉ←）＝ｘ−ｙ（
Ｔｌ＋　１　　　　　　・・・・・・（８）とも表わせ
る。即ちル）とＸは互いに素である。

ここで一般に整数係数の多項式Ｐ（ｚ−１、Ｑ←）につ
いてＰ←ｌ、Ｑ←）が互いに素ならば、ある多項式ａω
ｌ、　ｂ←）が存在して α←）・Ｐ（ｘｌ＋ｂ←）・Ｑ←ｌ＝１　　　　　・・
・・・・（９）となる。式（９）でＰ←）を、−）に、
ＱωをＸに置き換えれば、α←）・、９・ｌ＋Ａ・）・
Ｘ工１　　　　　　　・・・・・・Ｏｌ、　７　。

よって ｂ（ｘＪ・ｘ＝Ｉ　　Ｃｍｏｄ　！１（ｒｌ）　　　　
”−・Ｏｌ即ち、Ｘには−）を法とする合同に関し、ｘ
−１ミル＋（ｍｏｄ、ｑ（２）））　　・・・・・・（
至）なる逆元が存在する。ここで、生成多項式ル）の性
質として ａｔ”Ｅ　１　　（ｒｎｏｄ　ｙ（ｒｌ）　　ｎ　ニル
）により生成される巡回符号の符号長　　・・・・・・
ｏｌが成立つので、式（７１〜（６）でその存在が証明
された逆元Ｘ″１を式Ｃ１ｌに語口かけて、 ＩＥｘ−”　　（ｍｏｄｇＷ）　　　・−”・９◆さら
に式ｏ４の両辺に、ｋをかけると１、ｋｉｉ；　、に−
’　（ｎｏｄ　ルｌ　）　　”・”・’□話を簡単にす
るため式（ロ）でｋはＯ＜　＆　＜　ｎなる整数とする
。

式（２）は、 ”　　”−ｋ）（ｎｏｄ　ｙ（ｒｌ）　　”＝・Ｑｌき
書き換えられる。

したがって、初期内容が％ｌであるフィードバックシフ
トレジスタを順方向にに回シフトして得ら、８　。

れる内容パターンは、逆方向に（ｎ−ｋ）回シフトして
得られる内容パターンと同一である。

すなわち１ 、ｙ　ＪＣｖ）＝ｘ−”−ｋ）％ｌ　Ｃｒｎｏｄ　、ｔ
ｌｘυ　　・・・・・・αＤとなる。

そこで、従来の復号方法で余儀なくされていた膨大な回
数のシフトを削減するという目的は、以上の点に着目す
れば、達成できることがわかる。

（この点については、本出願人が先に提出した特願昭６
０−９３６３６　　号・「バースト誤りの訂正方法及び
符号・復号装置」を参照されたい。）スナわち、フィー
ドバックシフトレジスタに受信符号を入力し終った時点
でシンドロームＳがゼロでない場合に、従来はｎ　−Ｌ
　−ｓ同順方向にシフトしてゼロ検出回路３６でゼロを
検出していたものを、逆方向にルー（ｎ　−１−龜）＝
Ｌ＋ｉ回シフトすることにより同様の目的を達成する。

ここで、シフト方向を逆転させることの意味を考えてみ
る。つまり逆方向にシフトするきいうことは、 ！′−−ｘ７・ｇ（１）　　　　　　・・・・・・ａの
とした生成多項式を持つフィードバックシフト回路にお
いて、ＦＦ１とＦ　Ｆ　３２、ｐｐ２とｐｐ３１１ＦＦ
３とＦ　Ｆ　３０・・・、ｐ　ｐ　１５とＦＦ１８、Ｆ
　Ｆ　ｌ□とＦＦ　１７の内容を入れかえてシフトを実
行することに等しい。尚実際には、本方式の場合、誤り
パターンをフィードバックシフトレジスタの下位界ビッ
トで検出することを考慮すると、（Ｌ　−ｍ　）回だけ
シフト回数が少なくてすみ、 Ｌ＋　ｉ　−（Ｌ−ｍ　）＝　ｉ　＋ｍ＝、ｉ　　　・
・−・０１回逆方向にシフトする。

第４図に逆方向にノ°回シフトした場合の符号語の状態
を標式的に示す。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図は第２図上同様に式０）に基づく復号装置である
。式ｆｌｌを展開し、ル）とｇ′←）を求めると次のよ
うになる。

ｇ（ｘＪ＝ｘ”＋ｘ”＋Ｊ”＋、ｘ”＋ｘ”　＋１　　
”−・Ｃａ１ｊｌ’（ｘｌ＝ｚ”＋ｘ”＋３３”＋ｚ”
＋ｘ・＋１　　−・・・・Ｊｌｌ生成多項式（イ）が決
まればｑ％）は一意的に決定できる。その２つの式ｑ←
１と、奔）を比べてみると共通な位置でＥＯＲゲートに
よるフィードバックがかかっていたり、そのままのシフ
トを行っている部分が多いことに気がつく。この例では
ｘ２、．９　、、ｖ２Ｂ、／だけで違ったシフト処理を
行っているが、それ以外の場所ではまったく同じ処理を
行っている。つまり違った処理を行っているビットだけ
セレクタにより処理を切替えてやればよいことがわかる
。

セレクタ３３〜３６はそのための切替えを実現すると。

すべてのビットでセレクタにより行っている。この回路
の一部詳細を示したのが第５図である。また、各フリッ
プフロップには訂正処理のために内容の入れかえを行う
セレクタを持つ。セレクタ３０１゜３０２　、３０３な
どはそのための切替えを行っている。

セレクタ３３〜３６は二つの機能を合わせ持つ。信号ｌ
ｌ！Ａ３０４はフリップフロップの内容入れかえか通常
シフトかを決定する。信号線３０４はインバータ３０５
により正／負両論理の信号となりセレクタ３０１゜３０
２などへ入力し、処理の切替えを行う。信号線３０４が
ハイのとき通常のシフト処理、ローのとき内容の入れか
えを行う。セレクタ３３〜３６も信号線３０４により制
御される。信号線３０４がローのきき内容の入れかえを
行い、ハイのときは信号線４７に従う。信号線４７はど
ちらの多項式で処理するかを決定する。信号線４７はイ
ンバータ１０８により正／負両論理の信号となりセレク
タ３３〜３６へ入力し、処理の切替えを行う。信号線４
７がハイのとき、符号・復号処理、ローのきき訂正処理
を行う。ＦＦ１〜３２の出力はインバータ１００〜１０
４により反転してＡＮＤゲーグー１０５　、１０６へ入
力する。これによりＦＦ１〜３２すべてがゼロのときＡ
ＮＤゲート１０７の出力１０９からハイの信号が、Ｆ　
Ｆ　１２〜３２すべてがゼロのときＡＮＤゲート１００
の出力１】０からハイの信号が出力される。

シンドローム検出回路３７によりエラーが有ることを認
識すると、そのときのＦＦ１〜３２の内容（剰余）を上
位ビットと下位ビットの入れかえを行う。まず、信号線
３０４をローにした後、信号線４８からは全ビットの出
力が得られるので、その出力を用いて、Ｆ　Ｉ？　１の
出力をＦ　Ｆ　３２へ、Ｆ　Ｆ　３２の出力をＦＦ１へ
接続し、ＦＦ’２の出力をＦ　Ｆ　３１へ、ＦＦ３１の
出力をＦＦ２へ、・・・、ＦＦ１６の出力をＦＦ　１７
へ、ＦＦ１７の出力をＦ　Ｆ　１６へという入れかえを
行う。その後、信号線３０４をノ１イにして、信号線４
７をローにすることによりフィードバックシフトレジス
タは訂正処理を行う。

この様子を示したのが第６図の流れ図である。

ステップ２００は事前にフィードバックシフトレジスタ
をり１１アし、信号線４７をノ１イにすることにより、
生成多項式としてル）を選択する。ステップ２０１では
受信データを、ｑ−で除算することにより剰余を求めて
いる。ステップ２０２は判定であり、剰余（シンドロー
ム）がすべて０ならばエラーは発生していないのでその
まま終了する。０でなければエラーがあったので訂正処
理を行う。ステップ２０３はＦＦ１〜３２の内容を上下
入れかえる処理を行っている。さらに信号線４７をロー
にすることにより生成多項式としてｌ′←）を選択する
。ステップ２０４ではフィードバックシフトレジスタを
１′←）にして１回だけシフトしている。ステップ２０
５はフィードバックシフトレジスタの上位２１ビツトが
０か否かを判定する。０ならば訂正すべききころがわか
ったこきになるのでＦＦｌ〜１】の内容を信号線４９に
より読出して、ステップ２０７の誤り訂正処理を行う。

０でなければまだ訂正すべきところがわからないので、
ステップ２０６へ進む。ステップ２０６はシフト回数が
データ長より多くなったか否かを判定する。シフト回数
が少なければステップ２０４へ進み処理を続行する。等
しいか多くなればこの方式ではエラーが訂正できないも
のと判断し処理を終了する。

本発明で符号化を行うときは、信号線４７をハイにして
、信号線３９より符号化したいデータを入力すれば最後
にＦ１１〜３２に残った値が検査パタンとなる。また、
本発明の方法は以上のように巡回符号の性質にのみ負う
ものであるから、適用データの長さは符号長以下であれ
ば全く任意である。

さらに、使用する生成多項式を変更しても同様な処理が
行えることは明白である。

〔発明の効果〕

以上のべてきたように、本発明によれば誤りを高速かつ
容易に求めるこさができ、任意の長さのデータに適用で
き、かつ装置として復号装置自体が符号製蓋を兼ね備え
ておりハードウェアの節約になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は従来
の符号・復号装置のブロック図、第３図は従来の装置に
おける復号方法に即した符号語の構成図、第４図は本発
明の装置による復号方法に即した符号語の構成図、第５
図は本発明の具体的回路の一例、第６図は本発明を用い
た復号方法を示すフローチャートである。 １−８２・・・フリップフロップ ３３−Ｊ３６・・・セレクタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ｌ個のフリップフロップの鎖状に接続したフィード
   バックシフトレジスタと、上記フリップフロップのそれ
   ぞれの出力が入力され、全フリップフロップの出力がゼ
   ロであることを検出するシンドローム検出回路と、上記
   フリップフロップのｌ−ｍ個のフリップフロップに接続
   され、ｌ−ｍ個のフリップフロップの出力が全てゼロで
   あることを検出するゼロ検出回路と、上記フリップフロ
   ップのｍ個のフリップフロップの出力を誤りパタンとし
   て出力する回路とを有する符号・復号装置において、 上記フィードバックシフトレジスタの符号・復号に用い
   る生成多項式ｇ（ｘ）とｇ（ｘ）からｘ＾ｌｇ（１／ｘ
   ）によって一意的に求まる生成多項式を切替える手段と
   、 最上位フリップフロップから順次次数の下がるフリップ
   フロップの内容と最下位フリップフロップから順次次数
   の上がるフリップフロップの内容を交換する手段とを設
   け、 上記フィードバックシフトレジスタに信号を入力し終え
   た時点でシンドローム検出回路でシンドロームキロを検
   出した場合に、上記切替え手段、上記交換手段を用いて
   切替え、交換を行い、ゼロ検出回路で全ゼロを検出する
   までシフトを行うようにしたことを特徴とする符号・復
   号装置。