JPS6342343B2 - - Google Patents

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JPS6342343B2
JPS6342343B2 JP54116546A JP11654679A JPS6342343B2 JP S6342343 B2 JPS6342343 B2 JP S6342343B2 JP 54116546 A JP54116546 A JP 54116546A JP 11654679 A JP11654679 A JP 11654679A JP S6342343 B2 JPS6342343 B2 JP S6342343B2
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JP54116546A
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Tooru Inoe
Takahisa Oota
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS5641514A publication Critical patent/JPS5641514A/ja
Publication of JPS6342343B2 publication Critical patent/JPS6342343B2/ja
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  • Error Detection And Correction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はデイジタル情報の復号化方法に係
り、特にデイジタル情報の誤り訂正機能をもつ符
号の復号化方法のうち符号Xとよばれるものの復
号化方法の改良に関するものである。
符号XはガロアフイールドGF(2)上の線形(n1
k1)符号C1とGF(2b)(bは整数)上の線形(n2
k2)符号C2をマトリクス状に組合せて構成され
ている。ここで(n、k)符号とは符号長n、情
報記号数kの符号を意味する。
以下、マルチトラツクの磁気テープに記録する
誤り制御符号に適用した場合を例にとつて符号X
の構成を説明する。第1図は符号Xにおける符号
構成例を示す図で、この符号はGF(2)上の(n1
k1)符号C1とGF(2b)上の(n2、k2)符号C2とか
ら構成されている。マルチトラツクの磁気テープ
のトラツク数をn2とする。第2図は符号Xの符号
化復号化の過程を示す図である。第2図aの左上
のk2×k1の矩形が原情報デイジツトである。情報
はまず、テープのトラツク方向のbデイジツト、
テープの幅方向にk2個の情報ブロツクに分けら
れ、全体でf(fはf=k1/bなる整数)個の矩
形にされる。各k2×bデイジツトの矩形において
k2個の1×bデイジツトがGF(2b)の元に対応す
るブロツクとみなされる。このk2個の情報ブロツ
クは所定の符号化アルゴリズムに従つてm2個の
検査ブロツクを付加して、n2個のブロツクに符号
化され、上述のGF(2b)上の(n2、k2)符号C2
形成される。この符号はtブロツクの誤り訂正能
力をもつものとする。すなわち、符号C2はn2×b
デイジツトからなる。次にテープのトラツク方向
にはbデイジツトのf倍のk1デイジツトについて
n2行の各行ごとに所定の符号化アルゴリズムに従
つてm1個の検査デイジツトを付加してn1デイジ
ツトの符号に符号化し、上述のGF(2)上の(n1
k1)符号C1が形成される。こうして全体としてn2
×n1の符号Xが形成される。
第3図は符号Xの符号化復号化装置の一例を示
すブロツク構成図である。第3図において、31
は情報入力端子、32は符号C2に対する符号器、
33は符号C1に対する符号器、34は記録媒体
もしくは通信路、35は再生装置、36は符号
C1に対する復号器、37はレジスタ、38は消
失重み計算回路、39は符号C2に対する復号器、
300は情報出力端子、331は符号化制御回
路、391は復号化制御回路である。情報入力端
子31から供給されるk2×k1情報デイジツトは符
号化制御回路331の指示によりf個の矩形のk2
×bの情報デイジツトに分割される。k2×bデイ
ジツトの矩形の情報デイジツトは符号C2の符号
器33によつて、k2×bデイジツト毎にn2×bデ
イジツトの符号C2に符号化される。符号化制御
回路331の指示によりこの操作をf回繰り返し
て、第2図bに示すようにn2×k1デイジツトが形
成される。このn2×k1デイジツトが符号C1の符号
器33によつてk1方向に各行毎にn1デイジツトの
符号C1に符号化される。符号化制御回路331
の指示によりこの操作をn2回繰り返して、第2図
cに示すようにn2×n1デイジツトの矩形配置が得
られる。そして符号化制御回路331により更に
同期パターンが付加されたのち、記録媒体34へ
記録される。
再生側においては、記録媒体34から再生装置
35により読み出された情報は復号化制御回路3
91により同期パターンを検出し、n2×n1デイジ
ツトの矩形に配置される。そののちn2×n1デイジ
ツトの矩形は符号C1の復号器36に入る。復号
化制御回路391は符号C1の復号器36から第
2図dに示すように、n2×k1デイジツトの中間復
号データをうけとり、符号C2の復号器39へ渡
す。このとき符号C1の復号器36によつてk1
向の行(トラツク)毎の誤りが検出される。復号
化制御回路391の指示により、この操作をn2
繰り返してそれがどの行(トラツク)に誤りが検
出されたかという誤り位置情報を消失としてレジ
スタ37へ蓄える。つづいて消失重み計算回路3
8によつて消失の起つている行(トラツク)の数
(消失重み情報)が計数され、この数が2t以下の
時はこの消失重み情報とレジスタ37からの消失
の起つているトラツクの位置(消失位置情報)と
を符号C2の復号器39へ供給する。符号C2の復
号器39では符号C1の復号器36を通過して与
えられたn2×k1デイジツトの復号中間データ、レ
ジスタ37からの消失位置情報、および消失重み
計算回路38からの消失重み情報に基づいてn2×
bデイジツト毎に誤りを訂正する。復号制御回路
391の指示により、この操作がf回繰り返され
る。この結果k2×k1デイジツトの復号データが得
られる。
符号C1の復号器36によつて第2図dに示す
復号中間データを得た時点でs個の消失が検出さ
れたが、見逃した誤りがe個あつたとする。すな
わちレジスタ37にはs個の消失しか記録され
ず、e個の誤りについての情報は全く得られてい
ない時、 s+2e<2t+1 ……(1) なる関係式が成立するならば、符号C2のtブロ
ツク誤り訂正能力によつて、s個の消失とe個の
誤り見逃しを訂正することができる。このように
してn2×bデイジツトの符号C2からk2×bデイジ
ツトの情報デイジツトに復号する。
なお消失重み計算回路38によつて計数された
消失の重みが2t+1以上、すなわち2t+1以上の
トラツクに消失が検出された場合には訂正を行な
わず、検出のみにとどめておき、前後のデータか
ら内挿補正を行なつて信頼度の低下を防ぐ。
この従来の方式は以下の点で難点があつた。そ
れは符号C1には誤り見逃しがおこることである。
例えば符号C1にバースト誤り検出符号として知
られているCRC(Cyclic Redundancy Check)
符号を用いるとし、生成多項式G(X)を
CCITT.V.41に準拠し、次式で与えるとする。
G(X)=X16+X12+X5+1 ……(2) この時は誤りバースト長が16ビツトをこえる時
は近似的に2-16の確率で誤りを見逃すことが知ら
れている。従来方式ではsが 0<s<2t+1 ……(3) の時、eの値が(1)式を満足しない時は復号誤りを
起すおそれがあつた。しかしながら従来方式の1
つには次のような改良案もある。
それは(3)式の条件の時は符号C2の復号器で誤
りの位置を計算し、それが消失位置情報と合致す
るかどうか確かめ、一致しない場合は訂正能力以
上の誤り見逃しがあつたことを検出し、符号C2
の復号を行なわず、内挿補正可能な場合、前後の
データより内挿補正し、復号誤りのデータの信頼
度低下を防ぐことができるものである。
この方式は消失レジスタ37に情報がある時は
一致回路によつて誤り位置と消失位置の一致を確
かめることができたが、消失レジスタ37に全く
情報がない時は1トラツクの誤りが起きたと解釈
して、符号C2の復号化の際のシンドロームの値
だけで訂正動作を行なうので2トラツク以上の誤
りの時は復号誤りを起す恐れがあつた。
本発明は以上のような従来のものの欠点を除去
するためになされたもので、符号C2の復号化が
必ずf(=k1/b)回行なわれることを利用して
最初の符号C2の符号語に対応するn2×bデイジツ
トの復号化から、最後の符号C2の符号語に対応
するn2×bデイジツトの復号化まで各符号C2の復
号化で得られた誤り位置情報をf回監視して、計
算された誤り位置情報がすべて一致した時だけ
(但しシンドロームがすべて零のものは該当する
n2×bデイジツトの部分には誤りがないとして除
く)1トラツクの誤り見逃しが起つたと解釈して
訂正し、一つでも一致しないものが混在すれば2
トラツク以上の誤り見逃しが起つたとして訂正を
行なわず、前後のデータにより内挿補正してやる
ことにより、復号誤りを防ぎ、信頼度を向上させ
ることができる復号化方法を提供することを目的
としている。
以下本発明の実施例を図について説明する。本
発明の説明にあたり、従来技術と共通の部分はそ
のまま用いて説明する。
符号C1に16ビツトのCRC符号を用い、符号C2
にGF(23)上の(8、6)リード・ソロモン符号
を用いる。符号C1は誤りバースト長が16ビツト
をこえる時に近似的に2-16の確率で誤りを見逃し
てしまう。
符号パラメータはn1=166、k1=150、n2=8、
即ち8トラツクの固定ヘツド式PCM録音機を考
える。k2=6、t=1とする。即ち符号C2は単
独で1行(トラツク)誤りを訂正する能力をも
つ。
第4図に上記符号の符号化復号化装置およびそ
の過程を示している。図中の付号は第3図と同一
又は相当部分を示しているが、32はリード・ソ
ロモン符号の符号器、33はCRC符号の符号器、
36はCRC符号の復号器、39はリード・ソロ
モン符号の復号器である。伝送すべき原情報は6
×150の矩形の部分に配置されているとする。符
号化は以下のようになる。
(1) 6×150の原情報ビツトBは6×3ビツト毎
に50個の矩形に区切られる。
(2) 6×3ビツトの矩形の中で、1×3ビツトの
矩形がGF(22)の元に対応するブロツクとみな
され、リード・ソロモン符号の符号化アルゴリ
ズムに従つて2個の検査ブロツクが付加され、
8個のブロツクに符号化され、8×3ビツトの
矩形ができあがる。
(3) 上記(2)の操作を50回繰り返したあと、8×
150ビツトの矩形Cが得られる。
(4) 次にトラツク方向の150ビツトがCRCの符号
化アルゴリズムに従い、16ビツトの検査ビツト
が付加され、166ビツトに符号化される。
(5) 上記(4)の操作を8回繰り返したあと、符号X
の符号語として8×166ビツトの矩形Dが得ら
れる。
その後符号化制御回路331により1符号語ご
とに同期パターンが付加され、磁気テープに記録
される。
リード・ソロモン符号のパリテイ検査行列を次
式で与える。
ここでα1、α2、…、α6は0と1を除くGF(23
の元でα、α2、…、α6を適当に並べかえたもので
ある。αはGF(23)の原始元でα3+α+1=0を
満足する。但し演算はGF(23)上で行なう。なお
第5図にGF(23)の元の対応するバイナリーパタ
ーンの対応表が示される。
a1、a2、…、a6を情報ブロツクとすると、検査
ブロツクa7、a8は次式で与えられる。
a76i=1 aiαi ………(5) a86i=1 ai+a7 ………(6) 但し演算はGF(23)上で行ない、以下同様であ
る。
第6図にGF(23)上の(8、6)リード・ソロ
モン符号の符号化回路が示される。61は情報入
力端子で、3ビツトごとの情報シンボルがa1
a2、…、a6と順次入力される。62はαi発生回路
で(4)式の2行目のエレメントの順にα1、α2、…、
α6とαiを発生させる。63はGF(23)上で定義さ
れた乗算器で、3ビツトパラレルの2入力に対
し、演算結果を3ビツトで出力する。64,6
6,68は3ビツトパラレル入力の排他的論理和
ゲート回路で、GF(23)上で定義された加算器で
もある。65,67はメモリで、3ビツトパラレ
ルの入力データを次々加算して蓄積するためのメ
モリである。69は情報ブロツクa1、a2、…、a6
とチエツクブロツクa7、a8をカウンタ610の数
値によつて順に送り出すためのゲート回路であ
る。
再生側での復号化の方法としてはCRCの復号
化によつて得られた誤り検出情報をリード・ソロ
モン符号の復号化に消失として用いる軟判定復号
法を用いる。復号化アルゴリズムが以下に与えら
れる。
(1) 磁気テープから再生されたビツトは復号化制
御回路391によつて同期パターンを検出する
ことにより8×166ビツトの矩形に配置される。
(2) CRCの復号によつて各トラツクごとに式(2)
のG(X)による除算が実行される。もし166ビ
ツト1トラツク分がG(X)で割り切れなかつ
たら、そのトラツクは誤つたトラツクとして取
扱われる。もしそのトラツクがG(X)で割り
切れたら、そのトラツクは正しいトラツクと見
なされる。
(3) 上記(2)の復号化が8回繰り返される。この結
果誤つたトラツクとして検出されたトラツク、
すなわち消失として登録されたトラツクの位置
および数がわかる。
(4) 上記(3)の操作のうち得られた8×150ビツト
Eは8×3ビツト毎に50回の矩形に区切られ
る。
(5) リード・ソロモン符号の復号器によつてリー
ド・ソロモン符号の各符号語に対応する矩形の
8×3ビツトが6×3ビツトの矩形に復号され
る。この復号化の際リード・ソロモン符号の復
号器は消失の数が2以下の時、CRCの復号の
結果得られた消失の位置の情報を用いて、6×
3ビツトの情報を復号する。消失の数が3以上
の時はリード・ソロモン符号としての復号は行
なわず、隣接している前後のデータにより内挿
補正を行なう。
(6) 上記(5)のリード・ソロモン符号の復号化操作
が50回繰り返され、最終的に6×150ビツトの
原情報Fが復号される。
上記(5)を詳しく説明することによつて本発明の
意味が明確になる。符号C1の復号化で消失位置
情報、および消失重み情報が計算され、それぞれ
のレジスタに蓄えられる。
次にリード・ソロモン符号の復号化を行なうわ
けであるが、リード・ソロモン符号の復号器では (i) シンドロームS0、S1の計算 (ii) 誤り位置の計算および誤りパターンの計算 (iii) 誤りの訂正 の3段階にわかれ、復号化が実行される。シンド
ロームS0、S1は S08i=1 ri ………(7) S18i=1 riαi ………(8) で与えられる。但し、r1、r2、…、r8は符号語に
誤りパターンが加算された受信ブロツクである。
第7図に(8、6)リード・ソロモン符号の復号
器のシンドローム計算回路部を示す。71は情報
入力端子、72はαi発生回路で、(4)式のH行列の
第2行目のエレメント順にα1、α2、…、α6を発生
し、(6)式を計算せしめる。73はGF(23)上の乗
算器で、3ビツトパラレルの2入力から3ビツト
パラレルの出力を出す。74,76は3ビツトパ
ラレルの2入力排他的論理和ゲートを用いて3ビ
ツトパラレルの出力を出す加算器で、GF(23)上
の加算器ともみなしうる。75,77は3ビツト
パラレルのデータを蓄積するためのメモリであ
る。78はシンドロームS1を出力する3ビツトの
出力端子、79はシンドロームS2を出力する3ビ
ツトの出力端子である。
次に(1)式より(8、6)リード・ソロモン符号
を使つた場合、 (A) 1トラツクの誤り(e=1、s=0の場
合) (B) 1トラツクの消失(e=0、s=1の場
合) (C) 2トラツクの消失(e=0、s=2の場
合) が訂正できることがわかる。
説明の順序として、先に2トラツクの消失の
訂正について説明する。iトラツクとjトラツ
ク(i<j)に誤りが起つたとする。
符号C1の復号によつて消失位置情報i、j
が得られ、従つてαi、αjが計算される。S0、S1
はすでに求められており、ei、ejを求める。
S0=ei+ej ………(9) S1=eiαi+ejαj ………(10) より ei=αjS0+S1/αi+αj ………(11) ej=αiS0+S1/αi+αj ………(12) で与えられる。これを解くには例えば第8図a
に示すように4kのROMに予め演算結果を書き
こんでおき、ei、ejを出力する。第8図bにア
ドレスとその内容の対応表が示される。第9図
は本発明者が先願において考案した(8、6)
リード・ソロモン符号の復号器の誤り訂正回路
部を示し、91は第1の一致回路、92はαi
生回路、93は第1の一致回路91で一致した
ことを確認したうえで訂正を行なわしめる確認
信号で、ゲート回路94を制御する信号であ
る。95は第1の一致回路91の出力で、不一
致検出信号であり、第1のモード監視回路96
へ入力される。97はf(f=k1/b)まで計
数するカウンタで、第1のモード監視回路96
を制御し、第1の内挿指示出力端子900の出
力を制御する。他の部分は従来のものとほぼ同
じである。
また、98は制御回路、99はei、ejを選択
するマルチプレクサ、94は誤りパターンを訂
正可能な時のみ第1の一致回路91の一致出力
を排他的論理和ゲート100へ入力させるゲー
ト、101は誤りパターンのある部分をゲート
100で反転させる目的で、受信符号語ブロツ
クをそのまま符号C2の1符号語ブロツク分遅
延させる遅延回路である。93は消失の重みが
消失重み計算回路38によつて1であることが
わかつた時は、S1/S0計算回路102から得ら
れた誤り位置と消失レジスタ37からの情報に
より、αi発生回路92が計算したαiの値とが一
致した時だけ訂正動作を行なわしめ、そうでな
い時は不一致検出出力端子95に“1”を出力
し、ゲート94の出力を閉じるための制御信号
をゲート94へ入力する制御信号である。10
3は消失重みを計算した結果、重みWが0、
1、2の時だけゲート94をあけるよう制御す
る制御信号、104は消失の重みWが3以上の
時は明らかに訂正能力以上の誤りが起つている
ので内挿補正させるためにゲート94を閉じる
ための制御信号、105は消失レジスタ37と
制御回路98との情報のやりとりをする信号線
である。制御回路98は消失重みが2以下の時
訂正すべきパターンが受信符号語ブロツクのパ
ターンとmod2で加算されるようタイミングを
とる回路で、上述の如く、消失レジスタ37、
S1/S0計算回路102、消失重み計算回路38
より情報をうけとり、マルチプレクサ99およ
びゲート94、100を制御する。
次に1トラツクの誤りの時(s=0、e=1
の時)は S0=ei ………(13) S1=eiαi ………(14) で与えられる。従つてαi=S0/S1が誤り位置情
報を示している。この時はレジスタ37は消失
に関する情報がなく(s=0)、S1/S0計算回
路102よりαiが計算され、制御回路98に誤
り位置に関する情報が信号線110によつても
たらされる。制御回路98は(13)式よりS0
パターンを誤りパターンとみなし、該当トラツ
クにゲート94を通してゲート100によつて
加算し、誤りパターンを訂正する。
1トラツクの消失の訂正の場合(s=1、e
=0)はレジスタ37に1つの“1”があり、
それによつてαi発生回路92により対応する誤
りのあるiトラツクに対応するαiを発生させ、
S1/S0計算回路102の出力と一致をとり、一
致したことを確かめて信号線93に“1”を出
力して、ゲート94をあけ上記の場合と同じ
手順で誤りを訂正する。
1トラツクの誤り、1トラツクの消失(s=
1、e=1)の場合、即ちこの場合はレジスタ
37に1つしか消失がない。今iトラツクに誤
り検出された誤りがあり、i′トラツクに誤り見
逃しがあつたとする。シンドロームS0、S1は S0=ei+e′i ………(15) S1=eiαi+e′iα′i ………(16) となる。S1/S0は S1/S0=eiαi+e′iα′i/ei+e′i………(17) なる値を示すことになる。一方消失レジスタ3
7から出力された信号はαi発生回路92よりαi
が出力される。これは一般に(17)式と一致せ
ず第1の一致回路91により第1の不一致検出
出力端子95に“1”を出し、信号線93に
“0”を出力してゲート94を閉じ訂正を行な
わない。
第1のモード監視回路96は第1の一致回路9
1より不一致検出情報をうけとり、その不一致情
報を符号C2の復号化がf(=k1/b)回終了する
まで記憶保持し、該当する音楽情報等の情報を内
挿補正するよう指示信号を出す。
第10図はsとeの値に対する第9図の復号器
の動作を表にまとめたものである。これに対して
第11図にsとeの値の本発明による実施例の復
号器の動作表が示される。図中uは磁気トラツク
上のすべての誤りの数を示し、従つてu=s+e
である。第11図より本発明においてu=e(≧
2)、s=0の場合、即ちl(≧2)個の誤りが起
こり、その誤りがすべて見逃がされた場合、これ
を検出して内挿補正せしめることが可能となるこ
とがわかる。
第12図にそのハードウエアブロツク図が示さ
れる。図中120はS1/S0計算回路102から出
力される最初の値(これをαi,1と記す)を記憶す
るメモリである。第2の一致回路121はS1/S0
計算回路102からf(=k1+b)回αiの値が出
力されるわけであるが、その時それをメモリ12
0の内容αi,1と一致をとり、不一致の時は第2の
モード監視回路123へ不一致情報を出力する。
第2のモード監視回路123は1度でも不一致出
力が第2の一致回路121から来れば、第2の内
挿補正指示端子124へ“1”を出力し、前後の
データより内挿補正を行なう。
なお上述の説明ではPCM録音などに用いるマ
ルチトラツク磁気テープに記録する誤り制御符号
の場合を例にとつて説明したが、この発明はこれ
に限らず、二次元的なデイジツト配置をもち、そ
の誤りが一次元的であるような性質をもつデイジ
タル伝送方式もしくは記録方式の誤り制御符号一
般に適用できる。また、ここでは二元符号構成に
ついて説明したが、一般的にq元符号の拡張でき
ることは容易に理解できるであろう。ただしqは
素数のべきである。
以上述べたごとく、本発明によれば、符号C1
の誤り検出情報を消失として利用し、符号C2
軟判定復号する符号Xの復号化方法において、符
号C1の復号の際消失に関する情報が全く得られ
ず、符号C2が独自にf(=k1/b)回計算した誤
り位置情報が互いに一致するかどうかを確かめて
復号する第2の一致回路を備えているため、誤り
見逃しが発生しても、復号誤りとなる場合には未
然にそれを検知して内挿補正して次善の手段にま
かせ、信頼度の低下を防ぐことが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は符号Xの構成図、第2図は符号Xの符
号化復号化の過程を示す図、第3図は従来の符号
Xを用いる符号化復号化装置の一例を示すブロツ
ク図、第4図aは本発明による符号化復号化装置
の一例を示すブロツク図、同図b〜fは同図aの
装置による符号化復号化の過程を示す図、第5図
はGF(23)の元と対応するバイナリーパターンを
示す図、第6図は(8、6)リード・ソロモン符
号の符号器のブロツク図、第7図は(8、6)リ
ード・ソロモン符号の復号器のシンドローム計算
回路部の回路図、第8図a,bは誤りパターン計
算のためのROMの回路図およびROMアドレス
と内容とを示す図、第9図は本発明者が先願にお
いて考案した再生側における(8、6)リード・
ソロモン符号の復号器の誤り訂正回路部を示す
図、第10図はsとeの値に対する第9図の復号
器の動作表を示す図、第11図はsとeの値に対
する本発明による実施例の復号器の動作表を示す
図、第12図は本発明における実施例で再生側に
おける(8、6)リード・ソロモン符号の復号器
の誤り訂正回路部を示す図である。なお、図中同
一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ガロアフイールドGF(2)上の線形(n1、k1
    符号C1(n1;符号長、k1;情報記号数)とガロア
    フイールドGF(2b)(bは整数)上の線形(n2
    k2)符号C2(n2;符号長、k2;情報記号数)とを
    組合わせて構成される符号Xにおいて上記符号
    C1に誤り検出符号を用い、上記符号C2の復号化
    の際上記符号C1の誤り検出情報を消失として利
    用し上記符号C2をf(=k1/b)回軟判定復号す
    る復号化方法において、上記符号C1に見逃した
    誤りがあつて消失情報が得られない時上記符号
    C2で計算した誤り位置情報がすべて互いに一致
    するか否かを判定し、一致した時上記見逃した誤
    りを上記符号C2により誤り訂正を行ない、一致
    しない時上記見逃した誤りを前後のデータにより
    内挿補正することを特徴とする復号化方法。
JP11654679A 1979-09-10 1979-09-10 Decoding method Granted JPS5641514A (en)

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JPS58161547A (ja) * 1982-03-19 1983-09-26 Pioneer Electronic Corp デ−タの復号化方式
JPS62110331A (ja) * 1985-11-08 1987-05-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 符号化・復号化装置
WO1991013496A1 (en) * 1990-03-02 1991-09-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Error-correcting encoding and decoding system

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