JPS6316929B2 - - Google Patents

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JPS6316929B2
JPS6316929B2 JP57171682A JP17168282A JPS6316929B2 JP S6316929 B2 JPS6316929 B2 JP S6316929B2 JP 57171682 A JP57171682 A JP 57171682A JP 17168282 A JP17168282 A JP 17168282A JP S6316929 B2 JPS6316929 B2 JP S6316929B2
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error
circuit
sequence
syndrome
error correction
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Koji Tomimitsu
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Nippon Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/13Linear codes
    • H03M13/15Cyclic codes, i.e. cyclic shifts of codewords produce other codewords, e.g. codes defined by a generator polynomial, Bose-Chaudhuri-Hocquenghem [BCH] codes
    • H03M13/151Cyclic codes, i.e. cyclic shifts of codewords produce other codewords, e.g. codes defined by a generator polynomial, Bose-Chaudhuri-Hocquenghem [BCH] codes using error location or error correction polynomials
    • H03M13/1575Direct decoding, e.g. by a direct determination of the error locator polynomial from syndromes and subsequent analysis or by matrix operations involving syndromes, e.g. for codes with a small minimum Hamming distance
    • 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
    • G11B20/18Error 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

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、インタリーブにより交錯した2系列
のリード・ソロモン(Reed−Solomon)符号に
よる誤り訂正符号の復号の高速化に関する。
高信頼性のデジタル信号伝送においては、受信
信号から誤りパターンの検出・訂正を行なうた
め、信号を符号化して送信する。本発明に用いる
誤り訂正符号、リード・ソロモン符号は現在知ら
れている訂正符号のうちでもつともランダム誤り
に対して強いといわれている。
以下の説明の便宜上、誤り訂正符号を記述する
際のガロア体GFの2つの表現について簡単に説
明する。ガロア体は既約多項式によるベクトル表
現、あるいは巡回群を用いる指数表現により表現
しうる。“1”、0の2元信号を取扱う場合、ベク
トル表現では拡大体GF(2m)は次式となる。
a0+a1{x}+a2{x2}+…+an-1{xn-1} (1) あるいは符号シンボルで表わすと、 (an-1、an-2、……a2、a、a0) (2) ここで{x}は不定元、各係数はGF(2)に属する。
他の表現は巡回群を用いるもので、GF(2m)か
ら零元を除く残りの元が大きさ2m−1個の乗法群
をなすことを利用する。従つて0、1(=a2m-1)、
a、a2、…a2m-2となる。
リード・ソロモン符号の1例として、n個の符
号シンボルを1ブロツクとして構成するブロツク
符号をあつかう。そこで 符号行ベクトル V=(Wo-1、Wo-2、……、W1、W0) (3) パリテイ検査行列 を構成すれば、次の関係になる。
H・VT=O (5) こゝでTは転置をあらわす記号である。符号行
ベクトルのうち、情報点は(n−k)個、検査点
はK個である。以下の説明では例示として検査点
としてK=4とする。
このときパリテイ検査行列Hは となる。受信データの1ブロツクには誤りパター
ンが含まれるから次の行ベクトルとなる。
V^=(W^o-1、W^o-2、……W^1、W^v) こゝでW^j=Wili、liは誤りパターンは排他
的論理和である。
従つて、シンドロームS0、S1、S2、S3は 〔S0S1S2S3T=H・V^T (7) となる。
この誤り訂正符号は2符号シンボル誤りまで誤
り訂正が可能であり、誤り位置数がわかつている
ときは3ないし4符号シンボルの誤り訂正ができ
る。
上述のリード・ソロモン符号によるブロツク符
号が受信された場合の復号は次のステツプにより
行なう。
(1) 受信ブロツク符号からシンドロームを求め
る。
(2) 誤り状態の数を判断する。
(3) 誤り位置数を求める。
(4) 誤りパターンを求め、訂正する。
(1) 第1ステツプ:シンドロームを求める回路を
第1図に示す。この回路に1ブロツク分だけ
Wo-1から順にW^0までaより入力する。1〜4
はラツチ回路で各ラツチ回路はウエイト1、
a、a2、a3をかけて積和算を行なう。すなわ
ち、初めに各ラツチをクリアし、aにW^o-1
入力すると各ラツチの内容はすべてW^o-1にな
る。次にW^o-2をaに入力すると、ラツチ1は
W^o-1+W^o-2にするがラツチ2はaW^o-1+W^o-2
と前のデータW^o-1にウエイトaが乗ぜられる。
ラツチ3,4についてもウエイト加算が生ず
る。(7)式より明らかなように各ラツチの出力端
子8〜11に次のシンドローム列が生ずる。
S0=W^o-1+W^o-2+…+…+W^0 S1=an-1W^o-1+an-2W^o-2+…+W^0 S2=a2(n-1)W^o-1+a2(n-2)W^o-2+… +W^0 S3=a3(n-1)W^o-1+a3(n-2)W^o-2+… +W^0 (2) 第2ステツプ:誤り状態数について判断す
る。一般に誤り位置多項式を下記のように表現
する。
V(x)=Xl+σ1xl-1+…+σl (8) lはエラーの数でσiは次式を満足する。
Si+l+σ1Sj+l-1+……+σl-1Si+1 +σlSi=0 (9) l=0の場合 S0=S1=S2=S3=0 l=1の場合 S1+σ、S0=0 S2+σ1S1=0 S3+σ1S2=0 l=2の場合 S2+σ1S1+σ2S0=0 S3+σ1S2+σ2S1=0 また指数表現では、 l=1の場合 S0=li S1=liai S2=lia2i S3=lia3i l=2の場合 S0=li+lj S1=liai+ljai S2=lia2i+lja2i S3=lia3i+lja3i これらの式より、次のことが成立する。
(i) S0からS3までの少くとも1つが0でなけれ
ばl1 (ii) 1シンボル誤り、l=1ならば S0≠0、S1≠0 S2≠0、S3≠0 S1/S0=S2/S1=S3/S2 ∴ S1 2+S2S0=0、S2 2+S1S3=0、 S1S2+S0S3=0 (iii)2シンボル誤り、l=2ならば S1 2+S2S0=A≠0 S2 2+S1S3=B≠0 S1S2+S0S3=C≠0 よつて第2図のフローチヤートにより誤りの
状態を判断しうる。
番3ステツプ:誤り位置多項式から誤り位置
を求める。
l=1のとき v(x)=x+a1=x+S1/S0 S0=B′、S1=C′としてB′x+C′=0 l=2のとき V(x)=x2+σ1x+σ2 σ1=B/A、σ2=C/AであるからAx2
Bx+C=0 上式の根を求めるためにチエンのアルゴリ
ズムで行うのが簡単である。l=1のときシ
ンドローム生成回路で、ラツチ1にS0をプリ
セツト、ラツチ2にS1をプリセツトして入力
をφにしてシフトする。B′+C′=0になつた
とき、そのシフト回数が誤り位置となる。l
=2のときも同様にしてラツチ1にC、ラツ
チ2にB、ラツチ3にAをプリセツトして、
A+B+C=0になつたときのシフト数回数
が誤り位置となる。
第4ステツプ:誤りパターンを求める l=1:S0=li l=2:S0=li+lj S1=liai+ljaj ∴li=ajS0+S1/ai+aj=ajS0+S1/a1 lj=S0+li 上記の誤りパターンを用いてWi=W^i+li
Wj=W^j+ljとして訂正を行なう。
本発明の目的は上記アルゴリズムによる復号を
最少のブロツク回路構成により実現し、しかもイ
ンタリーブにより交錯した2系列の復号をほぼ並
列的に実行する回路を提供することにある。
以下、本発明を図面により詳しく説明する。第
3図が本発明を受信PCMデータについて適用し
た誤り訂正回路の一実施例である。
この回路は主要部としてデータ入力を保持する
メモリ38と、シンドローム生成回路29と、誤
り判定回路28と、誤り位置検出回路30と、誤
り訂正回路Cとを有する。さらに所定の演算を行
なうためのガロア体演算回路6が設けられてい
る。全体の制御を制御信号発生回路31にて行な
う。
最初、理解を容易にするために、1系列が入力
された場合について詳述する。メモリ38に入力
データをブロツクごとに記憶させる。次に1ブロ
ツクごとにシンドローム生成回路29に送る(第
1ステツプ)。生成されたシンドロームをバツフ
アメモリ12におくり点線でかこみ表示したガロ
ア体演算回路6によつてA,B,Cの計算を行な
う。S1〜S3、A,B,Cのφ判別をφ判別回路2
3で行ない、その出力は誤り判定回路28に導か
れ、誤り状態数の判断(第2ステツプ)を行な
い、その結果を制御信号発生回路31に送る。こ
の制御信号発生回路31の出力により誤り位置検
出(第3ステツプ)を行なう。すなわちl=1と
判断されたときはS0,S1を、l=2と判断された
ときはA,B,Cをバツフアメモリ12からシン
ドローム生成回路29に戻しチエンアルゴリズム
によりシフト数を定め、このシフト数を誤り位置
検出回路30に誤り位置として格納する。l=2
の場合は、この情報を用いてマルチプレクサ15
をとおして誤りパターンを求め、バツフアメモリ
12に格納する。最後に誤り訂正(第4ステツ
プ)を行うために、誤り位置検出回路30に格納
された誤り位置を制御信号発生回路31に送る。
次にメモリ38から誤り位置のデータをよみ出
し、マルチプレクサ33を介してバツフア35に
格納する。バツフアメモリ12に格納されている
誤りパターンをマルチプレクサ32を介してバツ
フア34に格納する。MOD2加算回路36によ
り誤り訂正を行ない、その結果をメモリ38に書
きこめば誤り訂正が完了する。なお点線でかこま
れた部分Cはガロア体の加算回路である。
以上、1系列の入力の場合につき説明したが、
インタリーブにより交錯する2系列の誤り訂正符
号の復号は通常第1の復号を実施した後、第2の
系列の復号を実施するのが一般的である。この場
合、復号に要する時間はほぼ2倍になり効率的で
ない。
しかし本発明においては、シンドローム生成回
路29とガロア体演算回路bとは独立した回路に
なつており、しかも時間的にずれた時点で動作を
行うから、時間の調整により、2系列の誤り訂正
符号をほぼ並列して復号することが可能である。
1系列のみ入力された信号についての前述の記述
より、シンドローム生成回路29はシンドローム
の計算(第1ステツプ)と、誤り位置数の決定
(第3ステツプ)との2動作を、ガロア体演算回
路bはシンドロームの計算結果を利用したエラー
状態判断の計算(第2ステツプ)を行うことと、
ガロア体演算回路Cとともに誤りパターンの計算
と訂正(第4ステツプ)の動作を行う。その相互
の時間的関係は2系列の場合示した第4図で矢印
を示した径路で明らかである。そしてシンドロー
ム生成回路とガロア体演算回路との間には時間的
にあきがある。
このあきを第2の系列のデータ処理に有効に利
用しうる。第4図は全体のタイムスケジユールで
ある。第2系列の各動作は第1系列の各動作に対
し同一の一定時間遅れるが、全く同様である。
なお第3図のガロア体演算回路について最後に
簡単に説明する破線b内はai×aj=aitjなる乗除算
回路である。バツフア13に加わるデータはベク
トル表現であるが、これをベクトル−インデツク
ス変換ROM14により指数表現に変換し、マル
チプレクサ15を介してバツフア17に格納され
る。また、同じように、バツフア13に加わる他
方のデータはベクトル−インデツクス変換ROM
15をとおつた後、極性制御16を介して別の径
路を経て、バツフア18に格納される。この両者
をMOD(2m−1)加算回路により指数加算して
バツフア20に格納する。さらに、インデツクス
−ベクトル変更ROM21によりベクトル表現に
変換する。この値は再度バツフアメモリ12に記
憶する。除算はa-x=a2m-1-x(∵a2m=0)が成立
するから、指数表現の1の補数すなわちビツトの
反転を行えばよい。これは極性制御16でよつて
行なう。
0は指数表現が得られなく0×x=0〓〓〓〓
〓(2m)であるからφ判別回路23により一方の
データのφ判別を行い、この情報をラツチ24若
しくはラツチ25に、データがバツフア17,1
8のいずれかに送られたかにあわせて格納してお
く。バツフア17およびバツフア18の格納デー
タのいづれか一方が0であれば演算結果はφとな
るのでOR回路26をとおしてラツチ27に送ら
れ、これはリセツト信号としてインデツク−ベク
トル変換ROM21の出力のいかんにかゝわらず
φを出力させバツフア22にφを格納させる。
以上詳述したように本発明によればインタリー
ブにより交錯した2系列の誤り訂正符号を、ほぼ
並列に復号しうるから、特にPCMデータのよう
に実時間で誤り訂正を実施し、そのデータ出力を
利用しなければならない場合には極めて有効であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、シンドローム生成回路を示す図、第
2図は誤り状態判断のためのフローチヤート、第
3図は本発明の一実施例である誤り訂正回路の構
成図、第4図は第3図の回路の動作を示すための
説明図である。 b……ガロア体演算回路(誤り状態の計算)、
14……ベクトル・インデツクス変換ROM、1
6……極性制御、19……MOD(2m−1)加算
回路、21……インデツクス・ベクトル変換
ROM、23……φ判別回路、28……誤り判定
回路、29……シンドローム生成回路、30……
誤り位置検出回路、31……制御信号発生回路、
C……ガロア体演算回路(誤り訂正回路)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 符号化した2系列のデジタル信号の誤りをリ
    ード・ソロモン符号を用いて訂正する誤り訂正回
    路において、前記2系列のデジタル信号をブロツ
    ク毎に交互に入力しシンドロームを生成するシン
    ドローム生成回路と、前記シンドローム生成回路
    に接続され、誤り状態数を計算するガロア体演算
    回路と、誤り判定回路と、前記シンドローム生成
    回路に接続され、前記誤り状態数に応じてチエン
    アルゴリズムにより誤り位置を検出する誤り位置
    検出回路と、前記誤り状態数および前記誤り位置
    に応じて誤り訂正を行なうガロア体加算回路とを
    有し、第1系列のシンドロームを計算した後、前
    記第1の系列の誤り状態の計算と第2系列のシン
    ドローム計算、および前記第1系列の誤り位置検
    索と前記第2系列の誤り状態の計算、ならびに前
    記第1系列の誤り訂正と前記第2系列の誤り位置
    検索とを夫々この順に並列に実行することを特徴
    とする誤り訂正回路。
JP57171682A 1982-09-30 1982-09-30 誤り訂正回路 Granted JPS5961332A (ja)

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EP83109813A EP0105499B1 (en) 1982-09-30 1983-09-30 Method capable of simultaneously decoding two reproduced sequences
DE8383109813T DE3382025D1 (de) 1982-09-30 1983-09-30 Verfahren geeignet zur simultandekodierung von zwei wiedergegebenen sequenzen.

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