JPS6387025A - 符号誤り訂正回路 - 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］ この発明は、二重リードソロモン符号データに対する検
査能力と訂正能力の増強を図った符号誤り訂正回路に関
する。

［従来の技術］ 音声信号をディジタル信号に変え、固定マルチトラック
ヘッドを介して磁気テープに記録するディジタルオーデ
ィオテープレコーダ（Ｓ−ＤＡＴ）では、４８ｋＨｚの
サンプリング周波数で１６ビツトに量子化した音声信号
を、上下８ビツトずつのシンボルに分割し、続いてサブ
コードとＩＤコードを付加したのち、再生時の誤り訂正
に欠かせぬ二重リードソロモン符号（Ｄｏｕｂｌｅ　Ｒ
ｅｅｄ　ＳｏｌｏｍｏｎＣｏｄｅ）処理とインタリーブ
処理を組み合わせた符号処理を施すことが規格化されて
いる。この５−ＤＡＴに用いられる符号処理は、生成過
程が異なる２種類の符号処理、すなわち内符号処理と呼
ばれる検査記号数が８のＣ，エンコード（シンボル数：
情報長３２．全長４０）と、外符号処理と呼ばれる検査
記号数が２のＣ，エンコード（シンボル数：情報長２７
．全長２９）及び両エンコード間で実行される時間遅延
による符号データの配列変更、すなわちインクリープの
３処理が骨子となる。一方、こうした符号処理により得
られた二重リードソロモン符号は、信号再生系において
、第５図に示すごとき符号誤り訂正回路ｌにて復号され
る。この符号誤り訂正回路１は、Ｃｌエンコードをデコ
ードする外符号復号器２と、Ｃ，エンコードをデコード
する内符号復号器３を、デインタリーブのための遅延回
路４を間に挟んで接続したものであり、各段における演
算処理は、一般に共通のＲＡＭを用い、演算結果の書き
込みと読み出しを繰り返しっ、効率良く行わなければな
らないため、演算速度の高速化が要求される。

ところで、外符号復号器２は、１ブロツクを構成する２
９シンボルの符号データに対し、外符号を復号し、各シ
ンボルごとに誤りの有無を示すエラーフラグを付して出
力する。このため、デインタリーブ処理された符号デー
タを受けた内符号復号器３は、例えば外符号復号の段階
で判明したエラーフラグを信用し、誤り位置を示すシン
ボルに関するデータから誤りパターンを導出するイレー
ジヤ訂正を行うか、或はエラーフラグを信用せずに、誤
り位置とその誤りパターンをともに未知のデータとして
導出するエラー訂正を行うか、いずれの訂正方式も適用
することができ、このため回路の演算処理能力や構成の
難易度等がおおきく影響する訂正方式の選択は、すべて
製作者側の判断に委ねられている。

［発明が解決しようとする問題点コ 従来の符号誤り訂正回路Ｉは、内符号復号器３にてエラ
ー訂正を実行するか又はイレージヤ訂正を実行するかで
、回路構成が大幅に異なってくるため、通常はいずれか
一方の訂正回路しか選択されず、このためエラー訂正回
路を採用した場合は、誤り位置についての検出精度は上
がるものの、２重誤り訂正かまでが限度であり、またイ
レージヤ訂正回路を採用した場合には、外符号復号の過
程で検出された誤り位置にて消失訂正を行うことで、８
重誤り訂正までが可能であるが、誤り位置自体に誤差が
あった場合に、誤訂正が避けられず、各訂正方式自体に
一長一短があるため、誤り検出能力も誤り訂正能力もと
もに優れた符号誤り訂正回路の実現は難しい等の問題点
があった。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、上記問題点を解決したものであり、生成過
程が異なる内符号と外符号による二重の符号処理を受け
た二重リードソロモン符号を復号し、誤りを訂正する符
号誤り訂正回路であって、外符号を復号するとともに、
一定数の符号データの集合であるシンボルを単位に誤り
の有無を示すエラーフラグを付して出力する外符号復号
器と、この外符号復号器の出力であるエラーフラグ付き
の符号データが供給され、一定数のシンボルの集合であ
るブロックを単位に、誤りのあるシンボル数が２シンボ
ル以下であるか或は３シンボル以上であるかを判断し、
誤りのあるシンボル数が２シンボル以下の場合はエラー
訂正を実行し、３シンボル以上であればイレージヤ訂正
を実行する内符号復号器とを設けて構成したことを特徴
とするものである〜 ［作用コ この発明は、生成過程が異なる内符号と外符号による二
重の符号処理を受けた二重リードソロモン符号を復号す
るにさいし、外符号復号器の出力であるエラーフラグ付
きの符号データを復号する内符号復号器が、誤りのある
シンボル数が２シンボル以下の場合はエラー訂正を実行
し、３シンボル以上であればイレージヤ訂正を実行する
ことにより、誤り検出能力と誤り訂正能力をバランスよ
く高め、強力な誤り訂正を実行する。

［実施例］ 以下、この発明の実施例について、第１図ないし第４図
を参照して説明する。第１図は、この発明の符号誤り訂
正回路の一実施例の内符号復号器部分を示す概略回路構
成図、第２図は、第１図に示した演算回路の要部を示す
回路図、第３図は、第２図に示した判断回路の回路図、
第４図は、第１図に示した制御回路の動作を説明するた
めのフローチャートである。

第１図に示す符号誤り訂正回路１１は、一定数の符号デ
ータの集合であるシンボルを単位に誤りの有無を示すエ
ラーフラグを付して出力する外符号復号器は図示してお
らず、この外符号復号器からエラーフラグ付きの符号デ
ータが供給され、ｌブロック４０シンボルを単位に符号
データを復号する内符号復号器１２のみ図示したもので
ある。

内符号復号器１２は、誤りのあるシンボル数が２シンボ
ル以下であるか或は３シンボル以上であるかを判断し、
誤りのあるシンボル数が２シンボル以下の場合はエラー
訂正を実行し、３シンボル以上であればイレージヤ訂正
を実行する。

実施例に示した内符号復号器１２は、演算過程ごとに要
求されるクロックやデータをＲＯＭ　（読み出し専用メ
モリ）の出力データにより制御するマイクロプログラミ
ング法を用いる制御回路１３と、制御回路１３からの制
御信号によりアドレス発生回路１４が発生するアドレス
に従って随時データの書き込みと読み出しを行う記憶回
路１５と、この記憶回路１５に書き込みデータとしてエ
ラーフラグＡ０〜Ａｓｓを入力するエラーフラグ入力回
路１６と、エラーフラグＡ０〜Ａｓｓにもとづいてシン
ドローム８０〜Ｓ７を算出するシンドローム算出回路１
７と、ガロア体ＧＦ（２＠）上での乗算又は加算を実行
する演算回路１８と、チェノのアルゴリズムに従って２
次方程式の解を求める求根回路１９及び検出された誤り
のある符号データに対し誤り訂正を実行する訂正実行回
路２０等から大略構成される。

ところで、記憶回路１５は、書き込み許可信号発生回路
１５ｃの出力によりデータの書き込みが許可されるイン
デックス表示型入力データメモリ１５ａとベクトル表示
型出力データメモリ１５ｂとを有しており、入力データ
メモリ１５ａにはエラーフラグＡ０〜Ａ３１１と誤り位
置Ｘ、−Ｘ、が書き込まれ、出力データメモリ１５ｂに
は、シンドローム８０〜Ｓ７や演算の途中結果が随時書
き込まれる。入力データメモリ１５ａから読み出された
データは、直接マルチプレックス回路２１を介してＭ　
ｏ　ｄ　２５５演算を柱とする乗算回路２２に供給され
るのに対し、出力データメモリ１５ｂから読み出された
データは、−旦ベクトル表示からインデックス表示への
変換を行うＶｌ変換器２３を経たあと同様の経路をたど
る。これはインデックス表示が乗算に適しているためで
あるが、加算についてはベクトル表示が適しているため
、乗算回路２２の後段には、インデックス表示からベク
トル表示への変換を行うＩＶ変換器２４が設けられてい
る。ＩＶ変換器２４の出力は、零ベクトル検出゛回路２
５にて検出された零ベクトルに対して乗算結果を零に強
制するためのアンドゲート回路２６を介して、出力デー
タメモリ１５ｂの出力データを必要に応じて代替選択す
るためのマルチプレックス回路２７に供給され、さらに
加算回路２８を介して出力データメモリ１５ｂに供給さ
れる。加算回路２８の出力として重要なものに、シンド
ロームｓ０〜Ｓ７があり、これらのシンドローム８０〜
Ｓ７にもとづいて動作する判断回路２９が、誤り訂正方
式を選択するためのフラグを生成する。

以下、内符号復号器１２の誤り訂正動作につき、箪３，
４図を徘せ鱒明するへ まず、第４図に示すステップ（１０１）において、シン
ドローム算出回路１７が算出した８個のシンドローム８
０〜Ｓ７が出力データメモリ１５ｂに書き込まれるとと
もに、外符号復号処理の過程で判明したエラーフラグＡ
０〜Ａ３．が、誤り位置Ｘ１〜Ｘ、を伴って、エラーフ
ラグ入力回路１６を介して入力データメモリ１５ａに書
き込まれる。

なお、誤り訂正に必要なシンドロームＳ。−８７は、原
始多項式Ｇ　（ｘ　）＝　ｘ　’＋　ｘ　’＋　ｘ　３
＋　ｘ　”＋　１の根を、α＝［００００００１０］と
した場合に、Ｓ、＝　　　　Ａｓ＋ｅ＋　　　　Ａｓｓ
＋　・’　＋　　　Ａ＋＋　Ａ。

Ｓ、＝ａ”　Ａ３ｓ＋（！”　Ａ３＠＋　・・＋（！　
　Ａ＋＋Ａ。

Ｓ、＝α”Ａｓｓ＋α”　Ａ３．＋　−令＋α”Ａ　ｒ
　＋Ａ　。

Ｓ３＝α”’Ａｓｓ＋α！　！　４　Ａ８．　＋＊　＊
＋α３Ａ　＋　＋　Ａ　。

Ｓ４＝α””Ａｓｓ＋α１″″Ａ　３ｓ　＋ａ　ｍ＋α
’Ａ　Ｈ＋　Ａ　６Ｓ５＝αｌｌ５Ａ３Ｓ＋α１８０Ａ
、、＋　・・＋α５Ａｌ＋ＡＯ８ｓ”α”’Ａ３ｓ＋α
２２８ｐ、３８＋・　・＋α’　Ａ　＋　＋Ａ　。

Ｓ？＝　Ｕ　”　Ａ３＠＋　Ｃｌ　”　Ａ３６＋　・・
＋　Ｕ　’Ａ　＋　＋　Ａ。

なる関係式にもとづいて算出される。

制御回路１３は、ステップ（１０２）からステッブ（１
０９）までのステップを通じ、８０〜Ｓ７までのすべて
のシンドロームが零であることが判明した場合に、判断
回路２９にて生成されたフラグＥＯに従い、ステップ（
１１０）にて、符号誤りが皆無であることを示すため、
すべてのエラーフラグをリセットする。すなわち、判断
回路２９は、第３図に示したように、データ入力とＱ出
力を入力とするオアゲート回路３０がデータ入力端子に
接続されたＤフリップフロ１１回路３１の出力が、逐次
入力される８個のシンドロームＳ。−８７のすべてがロ
ウレベルである場合に、誤りが皆無であることを示すロ
ウレベルのフラグＥＯをセットする。

また、５０＝０でかつＳ、≠０或はＳ０≠Ｏでかつｓ　
＋”＋　ｓ　Ｏ８ｔ≠０のときは、ステップ（１０２）
における判断否定結果を受けたステップ（１１１）の判
断否定結果と、ステップ（１０３）における判断否定結
果とを受け、判断回路２９にてセットされたフラグＥ２
に従い、２エラー訂正の可能性を秘めるステップ（１１
２）に移行する。すなわち、５０−０でかつＳ１≠０で
あることは、Ｓｏ。

ＳＩが入力されるときにそれぞれ制御回路１３から０．
Ｉが入力されることで、オアゲート回路又はインバータ
回路として機能するエクスクル−シブオアゲート回路３
２が、Ｑ出力端子とデータ入力端子を結ぶオアゲート回
路３３に接続されたＤフリップフロラプ回路３４により
、そのＱ出力がロウレベルを示すことにより判断される
。また、もう一つの条件Ｓ。≠０でかつＳ　、！＋Ｓ　
ｏＳ　ｔ≠０であることは、データ入力を反転するイン
バータ回路３５の出力とＱ出力を入力とするオアゲート
回路３６が、Ｑ出力端子とデータ入力端子の間に接続さ
れたＤフリップフロラプ回路３７により、そのＱ出力が
ロウレベルを示すことにより判断される。無論、Ｓ　、
”十Ｓ　ａｓ　ｔなるデータは、演算回路１８による演
算を通じて与えられる。なお、Ｄフリップフロラプ回路
３４と３７のＱ出力は、アンドゲート回路３８を通過し
℃フラグＥ２とされる。

ステップ（１１２）は、誤り位置方程式の係数であるσ
、とσ、を求めるためのステップであり、誤り位置方程
式が得られたら、この２次方程式を続くステップ（１１
３）においてチェノのアルゴリズムを用いて解き、誤り
位置Ｘ、とＸ、を特定する。この木根演算は、前述の木
根回路１９により実行されるが、木根演算の結果解の数
が２であって、しかもステップ（１０１）にて取り込ん
だ誤り位置の数が８以下であり、さらに誤り位置のうち
外符号復号処理にて判明した誤り位置と一致するものの
数が２である場合は、ステップ（１１４）からステップ
（１１６）までの流れを受けた最後のステップ（１１７
）において、２エラー訂正を実行する。この結果、表記
の誤りパターンＹ、とＹ、を得てエラーフラグはすべて
リセットされる。

また、ステップ（１１６）において、誤り位置の一致数
が２ではないと判断された場合は、もはや誤り訂正能力
を越えた誤りが発生したものと判断し、誤訂正をさける
ためステップ（１１８）にて誤り訂正を実行しない旨の
フラグをセットする。

一方、ステップ（１１１）における判断肯定結果を受け
たステップ（１１９）では、表記のごとく、判断回路２
９がＳ。Ｓ　３＋　Ｓ　＋　Ｓ　ｔ　＝　０かどうかの
判断を行い、肯定結果が得られた場合は、フラグＥｌを
セットし、ｌエラー訂正を実行する。すなわち、判断回
路２９にあっては、制御回路１３の出力を反転するイン
バータ回路３９の出力により、データＳ０が入力される
ときにインバータ回路として機能するエクスクル−シブ
オアゲート回路４０が、Ｑ出力端子とデータ入力端子を
結ぶオアゲート回路４１に接続されたＤフリップフロラ
プ回路４２が、そのロウレベルのＱ出力でもってフラグ
Ｅｌをセットする。これにより、Ｓ０≠０゜Ｓ　、！＋
Ｓ　ｏＳ　ｔ＝　０　、　Ｓ　Ｏ８３＋　Ｓ　＋Ｓ　ｔ
＝　Ｏであることが判断される。この場合も、ｓ　＋”
＋ｓ。Ｓ、或はＳ　ｏＳ　ｓ＋　Ｓ　＋Ｓ　を等のデー
タは、演算回路１８による演算を通じて与えらる。こう
してフラグＥｌかセットされた場合、ステップ（１２０
）にて誤り位置ｘ１がＳ、／Ｓ、として求められ、さら
にステップ（１２１）においてｌエラー訂正を実行し、
誤りパターンＹ、＝Ｓ、を求め、エラーフラグをリセッ
トする。

こうして内符号復号器１２は、上記のステップ（１０２
）ないしステップ（１２１）を経ることで、最大２シン
ボルまでのエラー訂正を実行するわけであるが、ステッ
プ（１０４）からステップ（１０９）までのステップと
、ステップ（１１４）、（１１５）及び（１１９）の各
判断否定結果に対しては、ステップ（１２２）として示
した多シンボルイレージヤ訂正を実行する。すなわち、
エラー訂正とイレージヤ訂正の選択は、誤りのあるシン
ボルの数が２以下であるか或は３以上であるかに係って
おり、これらの判断が判断回路２９によることは言うま
でもない。

ところで、３シンボル以上の誤りを訂正する多シンボル
イレージヤ訂正では、誤り位置を示すデータＸｉが与え
られたときに、誤りパターンＹｉをａ　（Ｘ　ｉ−’）
＝　ＩＩ　（１＋Ｘ　３２　］ｚ＝ｘＩ−’なる計算式
にもとづいて算出する。しかし、これらの式にもとづく
計算アルゴリズムは複雑であるため、計算アルゴリズム
の簡略化を目的とし、以下に示す漸化式を定義し、 ｎ　ｋ＝　Ｓ　（ｋ−１）＋Σσ（ｋ−１）ｉＳ　（ｋ
−ｉ−１）１＝１ Ｙ　ｋ＝　Ｂ　（ｋｌ）／Ｔ［ｋ　　ただし、Ｙ、＝Ｓ
。

ｋが２以上の場合は、添え字ｍを０からに−２までの整
数としたときに、１回演算するつど次からＳｌをＳｍ＋
ＸｋＹｋで置き換えつつ、添え字ｋを順次に−１，に−
２，、、のごとく下げていき、最後は２に至る演算方式
が採用される。この演算方式では、基礎データσｉｊ、
πにとして、Ｔ［ｋ　＝ｒｌ　（Ｘｋ＋ＸＩ） ｌ冒１ なる関係にあるデータσｉｊ、Ｔ［ｋを、演算回路１８
により、逐次計算させることで、複雑な多シンボルイレ
ージヤ訂正を、簡単かつ正確に実行することを可能にし
ている。なお、この場合演算の途中で得られるデータσ
１１〜σ、７やＪＴ、〜几、は、出力データメモリ１５
ｂに書き込まれ、必要に応じて適宜読み出される。

このように、上記符号誤り訂正回路１１は、生成過程が
異なる内符号と外符号による二重の符号処理を受けた二
重リードソロモン符号を復号するにさいし、外符号復号
器の出力であるエラーフラグ付きの符号データを復号す
る内符号復号器１２が、誤りのあるシンボルが２シンボ
ル以下の場合はエラー訂正を実行し、３シンボル以上で
あればイレージヤ訂正を実行する構成としたから、エラ
ー訂正による誤り検出に重点を置いた訂正方式と、イレ
ージヤ訂正による誤り訂正に重点を置いた訂正方式の長
所を、それぞれ最大限活用することができ、いずれか一
方の訂正方式に頼る従来の誤り訂正回路ｌに比較して、
誤り検出能力と誤り訂正能力を飛躍的に向上させること
ができる。

［発明の効果コ 以上説明したように、この発明は、生成過程がｔｎ　Ｊ
ｌ、　１　ｄ＋　Ｗ　ｅｔ　Ｌ　／ｊＩＷ　ｆｉ　ｌ＋
　ｃ　２−＃　Ｍ　Ｗ　ｅｌ　ｋｎ　ｍ　？−ｇけた二
重リードソロモン符号を復号するにさいし、外符号復号
器の出力であるエラーフラグ付きの符号データを復号す
る内符号復号器が、誤りのあるシンボルが２シンボル以
下の場合はエラー訂正を実行し、３シンボル以上であれ
ばイレージヤ訂正を実行する構成としたから、エラー訂
正による誤り検出に重点を置いた訂正方式と、イレージ
ヤ訂正による誤り訂正に重点を置いた訂正方式の長所を
、それぞれ最大限活用することができ、いずれか一方の
訂正方式に頼る従来の誤り訂正回路に比較して、誤り検
出能力と誤り訂正能力を飛躍的に向上させることができ
る等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の符号誤り訂正回路の一実施例の内
符号復号器部分を示す概略回路構成図、第２図は、第１
図に示した演算回路の要部を示す回路図、第３図は、第
２図に示した判断回路の回路図、第４図は、第１図に示
した制御回路の動作を説明するためのフローチャート、
第５図は、従来の符号誤り訂正回路の一例を示す回路構
成図である。　　　゛ １１．、、符号誤り訂正回路、１２．、、内符号復号器
、１８．、、演算回路、２９．、、判断回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 生成過程が異なる内符号と外符号による二度の符号処理
   を受けた二重リードソロモン符号を復号し、誤りを訂正
   する符号誤り訂正回路であって、外符号を復号するとと
   もに、一定数の符号データの集合であるシンボルを単位
   に誤りの有無を示すエラーフラグを付して出力する外符
   号復号器と、この外符号復号器の出力であるエラーフラ
   グ付きの符号データが供給され、一定数のシンボルの集
   合であるブロックを単位に、誤りのあるシンボル数が２
   シンボル以下であるか或は３シンボル以上であるかを判
   断し、誤りのあるシンボル数が２シンボル以下の場合は
   エラー訂正を実行し、３シンボル以上であればイレージ
   ャ訂正を実行する内符号復号器とを設けてなる符号誤り
   訂正回路。