KR950010769B1 - Error correction code method - Google Patents

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Abstract

The method consists of a step of making 7 bit long code rows, a step of shifting one bit of the 7 bit long code rows, adding "0" bit in front of the first bit, and making 8 bit long code rows, a step of making total 16 code words with the each antipodal value of the 8 code words, a step of making an error correction code encoding table by an error correction code, and a step of making an error correction code decoding table by the values from the reverse proportionality of the error correction code encoding table.

Description

에러정정코드 작성방법How to write error correction code

제 1 도는 최장부호열발생기를 보인 블록도.1 is a block diagram showing the longest code heat generator.

제 2(a) 도 내지 제 2(c) 도는 본 발명에 의한 부호열 세트 작성과정 설명도.2 (a) to 2 (c) are explanatory diagrams of a code string set creation process according to the present invention.

제 3 도는 제 2(c) 도의 부호열 세트에 AAH를 모듈-2 가산하여 만든 본 발명의 에러정정코드 테이블.3 is a table of error correction codes of the present invention made by adding module-2 to AAH in the code string set of FIG. 2 (c).

제 4 도는 제 3 도 에러정정코드 테이블을 사용하는 정보 엔코딩 하드웨어블록도.4 is an information encoding hardware block diagram using an error correction code table.

제 5 도는 제 3 도의 에러정정코드 테이블에 의해 만든 에러정정코드 엔코딩테이블.5 is an error correction code encoding table created by the error correction code table of FIG.

제 6 도는 제 5 도 55H 전송정보에 대한 에러정정코드 디코딩테이블 작성원리 설명도.FIG. 6 is a diagram for explaining the principle of error correction code decoding table of FIG. 55H transmission information; FIG.

제 7 도는 제 6 도의 원리에 의해 만든 에러정정코드 디코딩테이블.7 is an error correction code decoding table created according to the principle of FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 마이크로컴퓨터 2 : 램(RAM)1: microcomputer 2: RAM

SR1∼SR3: 시프트레지스터 AD1: 이진연산소자SR 1 to SR 3 : Shift register AD 1 : Binary operation element

본 발명은 데이타 정보를 전송할 때 발생되는 에러(Error)를 검출하여 정정(Correction)하는 에러정정방법에 관한 것으로, 특히 전송정보의 2비트 에러를 검출하고, 1비트 에러를 정정할 수 있게 한 에러정정코드 작성방법에 관한 것이다.The present invention relates to an error correction method for detecting and correcting an error generated during transmission of data information. In particular, the present invention relates to an error for detecting a 2-bit error in transmission information and correcting a 1-bit error. It relates to a method of preparing correction code.

데이터정보를 전송할 때 발생되는 에러는 일반적으로 두가지 방법에 의해 처리되는데, 하나는 에러를 검출했을 때 재전송용을 요구하는 것이고, 다른 하나는 수신측에서 그 에러를 직접 정정하는 방법이다.An error generated when transmitting data information is generally handled by two methods, one of which requires retransmission when an error is detected, and the other is a method of directly correcting the error at the receiving end.

일반적으로 위성통신과 같이 장거리 무선통신이나 에러가 많이 발생되는 전송로를 사용하는 통신의 경우 채널에러율이 높은 전송로를 통해 재전송을 요구하는 것보다 에러정정코드를 사용하는 것이 효율적이다.In general, in the case of long distance wireless communication such as satellite communication or communication using an error-prone transmission path, it is more efficient to use an error correction code than to request retransmission through a transmission path having a high channel error rate.

특히, 군의 환경과 같이 항상 이동하는 무선전송링크에서는 강력한 에러정정코드를 사용하는 효율적이다.In particular, it is efficient to use a powerful error correction code in a wireless transmission link that is constantly moving, such as a military environment.

전송정보를 4비트라고 하면 16개의 코드워드(code word)가 필요하고, 그 전송정보의 2비트 에러검출 및 1비트 에러정정을 위해서는 각 코드워드간 해밍거리(Hamming distance)가 4인 완전 코드세트가 필요하게 된다.If the transmission information is 4 bits, 16 code words are required, and a complete code set having a Hamming distance of 4 between each code word is required for 2-bit error detection and 1-bit error correction of the transmission information. Will be needed.

이러한 특성을 갖는 가장 단순한 코드는 8코드 워드(7, 3, 1)로 최장부호열(Maximal sequence)발생기에 의해 발생시킬 수 있다.The simplest code having this characteristic is an 8 code word (7, 3, 1) that can be generated by the maximum sequence generator.

제 1 도는 최강부호열발생기를 보인 블록도로서, 이에 도시될 바와같이 시프트레지스터(SR1∼SR3)에 초기값 "111"을 설정하고, 그 시프트레지스터(SR1-SR3) 및 이진연산소자(AD1)에 의해 최장부호열 "111 0100"를 발생시킨다. 이와같이 발생된 최장부호열 "111 0100"를 1비트씩 시프트하여 제 2(a) 도와 같이 7개의 부호열 집합을 만든다.First turning a block diagram showing a choegangbu thermophilic generator, thereby setting the initial value "111" to the shift register (SR 1 ~SR 3) as will be shown, and the shift register (SR 1 -SR 3), and binary processing elements The longest code string “111 0100” is generated by (AD 1 ). The longest code string “111 0100” generated in this manner is shifted by one bit to form a set of seven code strings as shown in the second (a) diagram.

그런데, 이러한 부호열은 "1"의 갯수가 "0"의 갯수보다 1개 많아서 완전직교성을 보장하지 못하게 된다. 따라서 제 2(b) 도와 같이 각 부호열의 맨 처음에 "0"비트를 추가(Insertion)하여 코드길이가 8인 7개의 부호열 집합을 만든다. 그러나 코드 워드간 해밍길이가 최소한 4인 16개의 코드벡터(Vector)를 생성하기 위해서는 상기 제 2(b) 도와 같이 만들어진 코드벡터에 제 2(c) 도와 같이 "0000 0000"의 코드워드를 추가하여 코드워드간 해밍거리가 4인 총 8개의 코드벡터를 만들고, 그 8개의 코드벡터 각각의 정반대(Antipodal)값을 또 다른 8개의 코드워드로 간주함으로써 총 16개의 코드벡터를 생성할 수 있 된다. 여기서, 실제로 정반대 관계에 있는 두 코드워드간의 해밍거리는 8이 되어 두 코드워드만 사용한다면 4비트 에러검출 및 3비트 에러정정이 가능하지만, 해밍거리가 4인 나머지 14개의 코드벡터들과 같이 사용하므로, 궁극적으토 해밍거리가 4인 코드벡터로 간주된다.However, the number of "1" is one more than the number of "0", so the complete orthogonality cannot be guaranteed. Accordingly, as shown in the second (b) diagram, a set of seven code strings having a code length of 8 is generated by inserting an "0" bit at the beginning of each code string. However, in order to generate 16 code vectors having a hamming length of at least 4 between code words, a codeword of "0000 0000" is added to a code vector made with the second (b) diagram as shown in the second (c) diagram. A total of 16 codevectors can be generated by making a total of eight codevectors having a Hamming distance of four codewords, and considering the antipodal value of each of the eight codevectors as another eight codewords. In this case, the Hamming distance between two codewords that are actually opposite to each other is 8, so if only two codewords are used, 4 bit error detection and 3 bit error correction are possible. Ultimately, it is considered as a codevector with a Hamming distance of four.

이와같이 발생된 코드벡터를 실제 사용하여도 무방하나, "0000 0000" 또는 "1111 1111"의 코드워드가 계속 나타날 경우 비트 변환(transition)이 발생되지 않게 된다.The code vector generated in this manner may be used in practice. However, if a codeword of "0000 0000" or "1111 1111" continues to appear, no bit transition occurs.

이를 방지하기 위해서 본 발명에서는 상기와 같이 생성한 16개의 코드워드에 AAH값 즉, "1010 1010"를 모듈-2 가산(Module-2 adding)시켜 제 3 도와 같이 에러정정코드 테이블을 생성한다. 즉, 상기 제 2(c) 도의 첫번째 코드워드 "0000 0000"에 "1010 1010"를 모듈-2 가산시킴으로써 "1010 1010"의 코드워드로 되고, 두번째 코드워드 "0111 0100"에 "1010 1010"를 모듈-2 가산시킴으로써 "1101 1110"의 코드워드로 된다. 결국, 상기 제 2(c) 도와 같이 생성한 16개의 코드워드에 AAH값을 모듈-2 가산시킴으로써 제 3 도와 같은 에러정정코드 테이블을 생성할 수 있게 된다.In order to prevent this, in the present invention, an AAH value, that is, "1010 1010" is added to the 16 codewords generated as described above, and module-2 is added to generate an error correction code table as shown in the third scheme. That is, by adding module-2 to "1010 1010" in the first codeword "0000 0000" of FIG. 2 (c), the codeword is "1010 1010", and "1010 1010" is substituted for the second codeword "0111 0100". Module-2 addition results in a codeword of " 1101 1110 ". As a result, an AAH value is added to the 16 codewords generated as shown in the second (c) diagram by module-2, thereby generating an error correction code table as shown in the third diagram.

이 제 3 도의 에러정정코드 테이블에서 알 수 있는 바와같이 16개의 코드워드들은 서로 해밍거리가 4 또는 그 이상이기 때문에 1비트 에러의 정정 또는 2비트 에러의 수정의 사용될 수 있다.As can be seen from the error correction code table of FIG. 3, the 16 codewords can be used for correction of 1 bit error or correction of 2 bit error because the Hamming distance of each other is 4 or more.

제 4 도는 상기 제 3 도의 에러정정코드 테이블을 사용하는 정보 엔코딩(Encoding) 하드웨어블록도로서, 이에 도시한 바와같이 상기 제 3 도의 에러정정코드 테이블을 램(2)에 기억시키고, 전송하고자 하는 정보를 마이크로프로세서(1)에서 입력받아, 그 입력정보를 어드레스로 하여 상기 램(2)의 에러정정코드를 읽어 출력정보로 전송하게 된다.4 is an information encoding hardware block diagram using the error correction code table of FIG. 3. As shown in FIG. 4, information to be stored in the RAM 2 and to be transmitted is stored in the RAM 2 as shown in FIG. Is input from the microprocessor 1, and the error correction code of the RAM 2 is read and transmitted as output information using the input information as an address.

즉, 상기 제 3 도의 에러정정코드 테이블에 의해 제 5 도와 같은 에러정정코드 엔코딩테이블을 만들어 램(2)에 기억시켜 놓고, 정보를 전송시킬 때 그 에러정정코드 엔코딩테이블을 참고로 하여, 전송하려는 정보를 4비트씩 나눈 후 이것을 어드레스로 하여 램(2)에 기억된 에러정정코드 엔코딩테이블을 읽어 전송하게 된다. 예를들어 전송하려는 정보가 "0110 1101"일 때 4비트씩 나누면 "0110", "1101"로 되고, 그 4비트의 값 "0110"(6H)을 어드레스로 하여 에러정정코드 엔코딩테이블을 읽으며 "000 0110"(06H)로 되고, 4비트의 값 "1101"(DH)를 어드레스로 하여 에러정정코드 엔코딩 테이블 읽으면 "1001 0000"(90H)로 되며, 이에따라 상기 전송하려는 정보 "0110 1101"로서 "0000 0110"(06H), "1001 0000"(90H)를 전송하게 된다.That is, the error correction code table of FIG. 3 is used to generate an error correction code encoding table as shown in FIG. 5, stored in the RAM 2, and when the information is transmitted, the error correction code encoding table is referred to. After dividing the information by 4 bits and using this as an address, the error correction code encoding table stored in the RAM 2 is read and transmitted. For example, when the information to be transmitted is "0110 1101", it is divided into "0110" and "1101" by 4 bits, and the error correction code encoding table is read using the 4-bit value "0110" (6H) as an address. 000 0110 "(06H), and when the error correction code encoding table is read with the 4-bit value" 1101 "(DH) as an address, it becomes" 1001 0000 "(90H). Accordingly, the information to be transmitted is" 0110 1101 ". 0000 0110 "(06H) and" 1001 0000 "(90H).

한편, 상기화 같이 전송된 정보를 수신하여 에러를 정정하는 과정도 상기 정보를 전송하는 것과 원리는 같다. 그러나 정보 수신시는 정보를 8비트씩 나누어 어드레싱하게 되므로 제 6 도와 가이 디코딩데이블은 256바이트의 램이 필요하게 된다. 이 디코딩 테이블은 상기에서 설명한 제 5 도의 에러정정코드 엔코딩테이블을 역으로 하여 추출된 값으로 작성된다. 즉, 2진수 "0000"를 전송시 "0101 0101"(55H)를 전송하였으므로, 그 "01010101"(55H)를 수신시 원래 전송정보 "0000"를 추출할 수 있도록 55H번지에 "0000"값을 기록하여 놓게 된다.On the other hand, the process of correcting the error by receiving the information transmitted as described above is the same principle as transmitting the information. However, when receiving the information, the information is divided by 8 bits so that the sixth and gui decoding tables require 256 bytes of RAM. This decoding table is created with a value extracted by reversing the error correction code encoding table of FIG. 5 described above. That is, since "0101 0101" (55H) was transmitted when the binary "0000" was transmitted, the value "0000" at 55H was extracted so that the original transmission information "0000" could be extracted when the "01010101" (55H) was received. It will be recorded.

그러나, 1비트 에러정정 및 2비트 에러검출을 하기 위해서는 제 6 도에서와 같이 전송데이타 "0101 0101" (55H)가 전송되면서 1비트 에러가 발생될 수 있는 8가지 경우 즉, "0101 0000", "0101 0111", "0101 0001", "0101 0010", "0100 0101", "0111 0101", "0001 0101", "1101 0101"의 8가지 경우 원래의 전송정보 "0000"를 추출할 수 있도록 8가지의 어드레스 내용에 정보 "0000"를 기록하여 놓는다.However, in order to perform 1-bit error correction and 2-bit error detection, as shown in FIG. 6, eight cases in which a 1-bit error can be generated while the transmission data "0101 0101" (55H) is transmitted, that is, "0101 0000", Eight cases of "0101 0111", "0101 0001", "0101 0010", "0100 0101", "0111 0101", "0001 0101", and "1101 0101" allow you to extract the original transmission information "0000". The information "0000" is recorded in eight address contents.

이와같은 원리를 모든 정보에 대하여 적용하면 제 7 도와 같은 에러정정코드 디코딩테이블을 작성할 수 있게 된다.Applying this principle to all the information, it is possible to create an error correction code decoding table as shown in FIG.

따라서, 수신단에서는 수신정보를 8비트씩 나누어 에러정정코드 디코딩테이블을 어드레싱한 후 4비트 데이타틀 추출하게 된다. 이때 5번째 비트(2비트 에러)는 수신된 정보가 2비트에러인지 안니지를 구분하는 비트로 사용된다. 이에따라 수신된 8비트의 데이타로 에러정정코드 디코딩테이블을 어드레싱하여 정보를 읽고, 그 정보중 5빈째 비트가 "1"이면 하위 4비트를 버리고, "0"이면 하위 4비트를 추출된 값으로 사용하면 된다.Therefore, the receiving end divides the received information by 8 bits to address the error correction code decoding table and extracts a 4-bit data frame. In this case, the fifth bit (a 2-bit error) is used as a bit to distinguish whether or not the received information is a 2-bit error. As a result, the error correction code decoding table is read using the received 8-bit data, and if the 5th bit of the information is "1", the lower 4 bits are discarded. If "0", the lower 4 bits are used as the extracted value. Just do it.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 서로 해밍거리가 4 또는 그 이상인 16개의 코드워드들에 의해 정보를 전송하게 되므로 1비트 에러를 정정할 수 있고, 2비트 에러를 검출할 수 있는 효과가 있게 된다.As described in detail above, the present invention transmits information by 16 codewords having a hamming distance of 4 or more, so that 1-bit error can be corrected and 2-bit error can be detected. .

Claims (5)

최장부호열발생기에 위해 7비트의 최장후열을 발생하는 단계와, 상기 7비트의 최장부호열을 1비트씩 시프트하여 7개의 부호열을 만들고 그 7개의 부호열 처음에 "0"비트를 각각 추가하여 코드길이가 8인 7개의 부호열을 만드는 단계와, 상기 코드길이가 8인 7개의 부호열에 "0000 0000"의 코드워드를 추가하려 8개의 코드 워드를 만들고, 그 8개 코드워드 각각의 정반대(Antipodal)값을 코드워드로 만들어 총 16개의 코드워드를 만드는 단계와, 상기 16개의 코드워드에 "AAH"값을 각기 모듈-2 가산시켜 에러정정코드를 만들고 그 에러정정코드에 의해 에러정정코드 엔코딩테이블을 만드는 단계와, 상기 에러정정코드 엔코딩테이블을 역으로 하여 추출된 값에 의해 에러정정코드 디코딩테이블을 만드는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에러정정코드 작성방법.Generating a 7-bit longest string for the longest code string generator, shifting the 7-bit longest code string by 1 bit to form 7 code strings, and adding "0" bits at the beginning of the 7 code strings, respectively To generate seven code strings having a code length of eight, and add eight codewords of " 0000 0000 " to the seven code strings having a code length of eight, and make the opposite of each of the eight codewords. A total of 16 codewords are generated by converting the (Antipodal) value into a codeword, and module-2 is added to each of the 16 codewords by an "AAH" value to generate an error correction code, and an error correction code by the error correction code. Creating an encoding table, and generating an error correction code decoding table based on a value extracted by reversing the error correction code encoding table. 제 1 항에 있어서, 7비트의 최장부호열은 "111 0100"인 것을 특징으로 하는 에러정정코드 작성방법.The method of claim 1, wherein the longest code string of 7 bits is " 111 0100. " 제 1 항에 있어서, 에러정정코드 엔코딩테이블은 8비트의 전송정보를 4비트씩으로 분할하여 그의 어드레스를 지정하는 것임을 특징으로 하는 에러정정코드 작성방법.The method of claim 1, wherein the error correction code encoding table divides 8-bit transmission information into 4 bits and designates an address thereof. 제 1 항에 있어서, 에러정정코드 디코딩테이블은 8비트 수신정보에 의해 그의 어드레스를 지정하는 것임을 특징으로 하는 에러정정코드 작성방법.2. The method of claim 1, wherein the error correction code decoding table specifies its address by 8-bit received information. 제 4 항에 있어서, 에러정정코드 디코딩테이블은 8비트 수신정보에서 1비트의 에러가 발생될 수 있는 8가지 경우의 어드레스를 갖고, 그 8가지 경우의 어드레스 내용은 원래 전송정보가 동일하게 기록되어 있는 것임을 특징으로 하는 에러정정코드 작성방법.The error correcting code decoding table according to claim 4, wherein the error correction code decoding table has eight cases of addresses in which 1-bit error can be generated in the 8-bit received information. Error correction code writing method characterized in that.
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