WO2007029432A1

WO2007029432A1 - 誤り訂正方法及び装置

Info

Publication number: WO2007029432A1
Application number: PCT/JP2006/315215
Authority: WO
Inventors: Koichi Saito; Youichi Fukada; Yoichi Maeda; Kiyomi Kumozaki
Original assignee: Nippon Telegraph And Telephone Corporation
Priority date: 2005-09-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2007-03-15
Also published as: EP1921754A1; JP4503613B2; CN101080875B; US7698290B2; EP1921754B1; EP1921754A4; US20090055704A1; JPWO2007029432A1; CN101080875A

Abstract

　本発明では、送信側装置において、データを行列状に配置してデータの列方向に誤り訂正符号を計算し、誤り訂正符号をデータと同一列数の行列状に配置し、データ又は誤り訂正符号を有する各行に、行番号に対応する番号情報を付与し、各行を、それぞれ、１つのパケットに格納し、少なくともパケットに格納した番号情報とデータ又は番号情報と誤り訂正符号に対しての誤り検出符号も該パケットに格納して送信する。また、受信側装置において、受信パケットに格納されている誤り検出符号により誤りが検出されたパケットを廃棄し、番号情報に基づきパケットの消失を検査して、誤り訂正符号から消失したデータの復元を行う。これにより、パケット消失及びパケット内のビット誤りの補償が可能で、高効率、低遅延で、簡易な回路構成により実現できる誤り訂正方法を提供することができる。

Description

明細書

誤り訂正方法及び装置

技術分野

[0001] 本発明は、例えば、 ATM, IP、 LANといったパケット型伝送方式において、ビット誤り及びパケット消失を補償する誤り訂正技術に関する。

背景技術

[0002] デジタルデータのビット誤り及び消失を補償する方式として、 FEC方式 (FEC： Fow ard Error Correction)が知られている。 FEC方式は、送信側において、データを誤り訂正符号により符号化し、受信側において誤り又は消失を検出して、訂正を行う方式である。誤り訂正符号としては、 BCH符号、リードソロモン符号、畳み込み符号等の各種符号が提案されている (例えば、非特許文献 1参照)。

[0003] 誤り訂正符号にお!、て、 Nビットのデータに対して、 nビットの誤り訂正符号を付加した N+nビットのビット列を符号語と呼ぶ。符号語中のビットに誤りが発生した場合でもその誤り数が誤り訂正能力以下である場合は、受信側において誤り位置を検知することができ、よって誤りを完全に修正することができる。誤り訂正能力は、誤り訂正符号により異なり、例えば、（15、 10)ノ、ミング符号、即ち、 10ビットのデータに 5ビットの誤り訂正符号を付加して 15ビットの符号語とするハミング符号では、 2ビットまでのバ一スト誤りを訂正することができる。尚、パリティ符号や、 CRC符号に代表される誤り検出符号も、誤り訂正符号と同様に、データに対して誤り検出符号を付加するが、符号語内に誤りがあることを検出するのみで、その訂正はできない。

[0004] 誤り訂正符号単体では訂正困難な誤り、例えば、バースト的な誤りに対処するため、複数の誤り訂正符号を組み合わせて、又は、誤り訂正符号と誤り検出符号を組み合わせて使用する各種 FEC方式が提案され、使用されている。

従来技術による FEC方式は、大きく 3つに分類することができる。 1番目はストリーム型伝送方式に用いられる FEC方式であり、 2番目はパケット型伝送方式において、パケット消失の補償を行う FEC方式であり、 3番目はパケット型伝送方式において、パケットの消失及びパケット内のビット誤りの訂正を行う FEC方式である。以下、図 6〜9 を用いて、従来技術による FEC方式について説明を行う。

[0005] 図 6は、ストリーム型伝送方式に用いられる FEC方式を説明する図であり、 (a)は、単一の誤り訂正符号を用いる方式を、 (b)は 2種類の誤り訂正符号を用いる方式を示している。

図 6 (a)に示す単一の誤り訂正符号を用いる方式の送信側においては、送信データを、所定のビット数を単位として区切り、区切ったデータに対して誤り訂正符号を計算して符号語を生成する。受信側においては、誤り訂正符号に基づき誤りの訂正を行う。

[0006] 図 6 (b)は、 2種類の誤り訂正符号を組み合わせた積符号と呼ぶ方式を示す図である。図 6 (b)に示す様に、一定長のデータを行列状に配置し、例えば、まず縦方向又は列方向において誤り訂正符号を計算して、誤り訂正符号である外符号を、各列の最後に付加する。尚、外符号とは、使用する 2種類の符号のうち、先に計算する符号を示す用語である。

[0007] 続いて、横方向又は行方向において誤り訂正符号を計算して、誤り訂正符号である内符号を、各行の最後に付加する。尚、内符号とは、使用する 2種類の符号のうち、後に計算する符号を示す用語である。

積符号では、例えば、バースト誤りにより、 1つの行に内符号の誤り訂正能力以上の誤りが発生した場合であっても、列方向では、バースト誤りとはならないため、外符号により総ての誤りが訂正できる等、その誤り訂正能力が向上する。例えば、国内の地上デジタル放送では、内符号としてパンクチャド畳み込み符号を、外符号として（204 、 188)短縮化リードソロモン符号を用いた積符号による FEC方式を採用している（例えば、非特許文献 2、 3参照。）。

[0008] 図 7は、パケット型伝送方式において、パケット消失の補償を行う FEC方式を説明する図であり、特許文献 1に記載されている。特許文献 1によれば、図 7に示す様に、データ A〜Dをペイロード部分に有する ATMセルに続!、て、ノリティをペイロード部分に有するパリティセルが送信される。データ A〜データ Dの第 kビットに対するパリティビットは、ノリティセルのペイロードの第 kビットに格納される。また、 ATMセルには送信順に連続するセル番号が付与される。 [0009] 例えば、データ Bを有する ATMセルが消失した場合、受信側では、セル番号よりセルの消失を認識し、ノ^ティセル力データ Bを復元することができる。この方式は、簡単な構成でパケット消失の補償を可能とするが、ビット誤りの訂正はできない。即ち、データ Bの第 1ビットに誤りが発生したとしても、ノ^ティセルにより判定できるのは、データ A〜Dの第 1ビットのいずれ力に、又は、複数に誤りが発生していることのみである。

[0010] 図 8及び図 9は、パケット型伝送方式において、パケット消失及びパケット内の誤り訂正を行う FEC方式を説明する図であり、例えば、非特許文献 4、特許文献 2及び特許文献 3に本方式が記載されて!、る。

本方式では、図 8 (a)に示す様に、データ列を所定長のデータ A〜Dに区切り、行列状に配置した上で、行方向に外符号を計算し、データ A〜Dそれぞれに外符号 A 〜Dを付与する。続いて、データ及び外符号に対して、列方向に内符号を計算し、内符号 Zを付与、即ち、積符号を計算する。

[0011] 続!、て、各行のデータを ATMセルサイズに分割し、行列の第 1行から順に、セルの送出順序を示すセル番号を付与した ATMセルとして送信する。図 8 (b)においては、各データは 2分割されている。

受信側においては、図 9に示す様に、セル番号に基づき、送信側と同じ行列状にデータを並べる。このとき、セル番号力検出できる消失セルについては、ダミーデ一タを揷入しておく。図 9においては、データ B— 1の ATMセルが消失したため、データ B—1の位置にダミーデータを挿入している。また、誤りが発生したデータについては、この段階では検出できず、従って誤りを有したままのデータが行列状に配置される。図 9においては、データ D— 2に誤りが発生している。

[0012] 続いて、行列状に配置したデータに対して、内符号及び外符号により誤り訂正を行い、ダミーデータ及び誤りの訂正処理を行う。本方式は、図 7を用いて説明した特許文献 1に記載の構成とは異なり、ビットの誤りについても補償可能であるが、低効率、高遅延及び複雑な回路構成という欠点がある。

低効率となる原因は、外符号を格納する専用セルの存在である。例えば、非特許文献 4で ίま、（442、 424) BCH符号で伝送効率力であり、（460、 424) BC H符号で、伝送効率が lOZl lとしている。

[0013] また、高遅延は、受信側での誤り訂正時に発生し、これは、全符号語、即ち、データ、内符号及び外符号を受信する時間に依存する。例えば、非特許文献 4に記載の、外符号に (460、 424) BCH符号を用い、内符号に（15、 14)パリティ符号を用いる方式であれば、横方向（データ +外符号)の符号語長は 11セル、縦方向（データ + 内符号)の符号語長は 15セルであり、積符号全体の符号語長 11 X 15 = 165セルである。つまり、 165セルを受信する時間が、遅延時間を決定することとなる。

[0014] 更に、内符号及び外符号共に誤り訂正符号を用いる場合には、その回路構成は複雑になる。尚、誤り訂正符号ィ匕を行う誤り訂正符号器、誤り訂正符号に基づき誤り訂正を行う誤り訂正器、誤り検出符号化を行う誤り検出符号器及び誤り検出符号に基づき誤り検出を行う誤り検出器については、例えば、非特許文献 5に記載されているまた、 Turbo Product Codeを用いて積符号のように二次元に符号ィ匕する方法も考えられている力 Turbo Product Codeは計算量が多ぐ特に復号時に繰り返し演算が必要となり処理が複雑になる。 Turbo Product Codeを用いる方法については、例えば、特許文献 4に記載されている。

特許文献 1 :特許第 2762815号明細書

特許文献 2：特開平 03 - 254240号公報

特許文献 3：特開平 04 - 207734号公報

特許文献 4： US 2004 -0260996A1

非特許文献 1 :今井秀榭監修、"エレクトロニクスエッセンシャルズ No. 20 誤り訂正符号の要点"、日本工業センター

非特許文献 2 :山田宰監修、 "映像情報メディア学会編、デジタル放送ノヽンドブック"、オーム社、 ppl8- 19

非特許文献 3 :ITU—R勧告 BT. 1306- 1

非特許文献 4:岩瀬亮一、小原仁、 "ATM網における伝送路符号誤りおよびセル廃棄の補償法"、電子情報通信学会和文論文誌、 J75— B1 No. l、ppl— 11、 1992 年 1月非特許文献 5：原島博監修、 "誤り訂正符号化技術の応用事例 <デジタル記録編 > " 、トリケップス刊、 pp43— 44、 pp67-68

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0015] 従って、本発明は、パケット消失及びパケット内のビット誤りの補償が可能であり、高効率、低遅延で、簡易な回路構成により実現できる誤り訂正方法、誤り訂正符号ィ匕装置及び誤り訂正復号ィヒ装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0016] 本発明における誤り訂正方法によれば、送信側装置において送信対象であるデータを、所定ビット数単位で符号ィ匕してパケットにより送信し、受信側装置においてパケットのビット誤り及びパケット消失を補償する誤り訂正方法であって、送信側装置において、データを行列状に配置するステップと、行列状に配置したデータの列方向に誤り訂正符号を計算し、データと同一列数の行列状に配置するステップと、データ又は誤り訂正符号を有する各行に、行番号に対応する番号情報を付与するステップと、番号情報とデータ又は番号情報と誤り訂正符号を有する各行を、それぞれ、 1つのパケットに格納し、少なくともパケットに格納した番号情報とデータ又は番号情報と誤り訂正符号に対するビット誤りを検出する誤り検出符号も該パケットに格納して送信するステップとを有し、受信側装置において、受信したパケットに格納されている誤り検出符号により誤りが検出されたパケットを廃棄するステップと、パケットに含まれる番号情報に基づきパケットの消失を検査するステップと、誤り訂正符号から消失したデータの復元を行うステップとを有することを特徴とする。

[0017] 本発明の誤り訂正方法における他の実施形態によれば、前記データの復元を行うステップは、前記パケットの消失を検査するステップにおいて、消失を検出しな力つたパケットの番号情報をデータの復元に使用することも好ましい。

本発明における誤り訂正符号ィ匕装置によれば、入力される所定ビット数のデータを行列状に配置し、各列に対して誤り訂正符号を計算し、計算した誤り訂正符号を、各列に付加する誤り訂正符号手段と、誤り訂正符号手段が出力する各行に、行番号に対応する番号情報を付加する番号情報付与手段と、番号情報付与手段が出力する各行に、各行のビット誤りを検出する誤り検出符号を付加する誤り検出符号手段と、誤り検出符号手段が出力する各行を、 1つのパケットに格納して送信するパケット送信手段とを有することを特徴とする。

[0018] 本発明における誤り訂正復号ィ匕装置によれば、前記誤り訂正符号ィ匕装置が出力するパケットを受信して復号ィ匕する誤り訂正復号ィ匕装置であって、各パケットに含まれる誤り検出符号を復号して、誤りが検出されない番号情報とデータの組又は誤りが検出されない番号情報と誤り訂正符号の組のみを出力する誤り検出手段と、誤り検出手段が出力するデータ又は誤り訂正符号を、共に出力する番号情報に対応する行番号の位置に対応させて行列状とし、各列に対して、同一列に含まれる誤り訂正符号に基づき誤り訂正を行う誤り訂正手段とを有することを特徴とする。

[0019] 本発明の誤り訂正復号化装置における他の実施形態によれば、前記誤り訂正手段は、誤り検出手段が、データ又は誤り訂正符号と共に出力する番号情報を誤り訂正に使用することも好ましい。

発明の効果

[0020] 積符号の一方の符号を、誤り訂正符号よりも付加するビット数が少なぐ回路構成も簡易な誤り検出符号とし、誤り検出符号をデータ又は誤り訂正符号と同一のパケットにより送信することで、パケット消失とパケット内のビット誤りの双方を補償しつつ、冗長を削減して低遅延、高効率を実現し、また、符号化装置及び復号化装置の簡易化を実現している。

[0021] 更に、各パケットには番号情報が付与されているため、番号情報を用いることにより、受信しな力つたパケットの縦方向の位置を知ることができ、単一誤り訂正符号のような簡易な誤り訂正符号が使用可能になるほど訂正性能を向上することができる、という効果がある。

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]本発明による誤り訂正の符号ィ匕を説明する図である。

[図 2]本発明による誤り訂正方法での送信パケットを示す図である。

[図 3]本発明による誤り訂正方法の復号ィ匕を説明する図である。

[図 4]本発明による誤り訂正符号ィ匕装置のブロック図である。 [図 5]本発明による誤り訂正復号ィ匕装置のブロック図である。

[図 6]ストリーム型伝送方式に用いられる FEC方式を説明する図である。

[図 7]パケット型伝送方式にぉ、て、パケット消失の補償を行う FEC方式を説明する図である。

[図 8]パケット型伝送方式において、パケットの消失及びパケット内のビット誤りの訂正を行う FEC方式を説明する図である。

[図 9]パケット型伝送方式において、パケットの消失及びパケット内のビット誤りの訂正を行う FEC方式を説明する他の図である。

発明を実施するための最良の形態

[0023] 本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。

図 1は、本発明による誤り訂正方法の符号ィ匕を説明する図である。図 1 (a)に示す様に、送信側装置では、送信データを Nビット単位に区切り、 M個の Nビットデータ（データ # 1〜# M)を、行列状に配置して符号化処理を行う。即ち、送信側装置は、符号ィ匕処理を、 N X Mビット単位で行う。ここで、 N及び Mは、所定の自然数である。尚、図 1においては、送信データを、第 1行から行の昇順に配置する形態で示しているが、第 1列から列の昇順に配置する形態等、送受信側で共通であれば N X Mビットデータの配置順には制限はな、。

[0024] 続いて、縦方向又は列方向に対して誤り訂正符号により符号ィ匕を行い、誤り訂正符号である外符号を付与する。図 1 (b)に示す様に、本例において、外符号は Mビットのデータに対して mビットの誤り訂正符号を生成するものとし、生成した mビットの外符号を、計算対象列と同一列に付加している。よって、外符号は、 m行 N列の行列状となる。以後、図 1 (b)に示す様に、外符号の第 kビットの行を外符号 # M+kと呼ぶ（ l≤k≤m)。

[0025] 続いて、データ # 1からデータ # M及び外符号 # M+ 1から外符号 # M+mそれぞれの行の先頭に Qビットの番号情報を付与する。番号情報は、行番号を示す情報である。以後、図 1 (b)に示す様に、第 k行（l≤k≤M+m)の番号情報を番号情報 # kと呼ぶ。最後に、 Q+Nビットからなる各行に対して、誤り検出符号により符号化を行い、誤り検出符号である内符号を付与する。図 1 (b)に示す様に、本例において、内符号は Q +Nビットに対して nビットの誤り検出符号を生成するものとし、生成した nビットの内符号を、計算対象行と同一行に付与している。以後、図 1 (b)に示す様に、第 k行（l≤k ≤ M +m)の内符号を内符号 # kと呼ぶ。

[0026] 図 2は、本発明による誤り訂正方法での送信パケットを示す図である。送信側装置は、図 1 (b)に示す Q+N+nビットの各行にパケットのヘッダを付与し、 1つのパケットとして送信する。即ち、送信側装置は、 N X Mビットのデータを、 M+m個のパケットで送信する。

受信側装置においては、まず受信パケットに必ず存在する、誤り検出符号である内符号により、誤りが生じている力否かの検査を行い、誤りを検出した場合には、当該パケットを廃棄する。続いて、受信パケットの番号情報に基づき、番号情報を除いたペイロード部分、即ちデータ又は外符号を含んでいる部分を、行列状に配置する。このとき、誤り検出により廃棄したパケット及びネットワークでの消失により受信しなかつたパケットについては、適当なダミーデータを配置しても良い。図 3は、本発明による誤り訂正方法の復号ィ匕を説明する図であり、図 3においては、データ # 4のパケットで誤りが検出されたことにより、或いは、データ # 4のパケットをそもそも受信しな力つたことにより、データ # 4の位置にはダミーデータが配置されて!、る。

[0027] 最後に、受信側装置において、正しく受信した番号情報と外符号により誤り訂正を行い、ダミーデータの誤り訂正を行う。

尚、送信側装置において、 Q+N+nビットからなる各行にパケットヘッダを付与して送信する例を示した力 1つのパケットには、ビット調整のためのパディング等、他のビットを格納することもできる。またその場合、誤り検出符号の検出対象範囲に他のビットを含めてもよい。即ち、 Qビットの番号情報と、 Nビットのデータ又は外符号とが、少なくとも、誤り検出符号の検出対象範囲であり、受信側装置で、 Qビットの番号情報と、 Nビットのデータ又は外符号と、 nビットの誤り検出符号と、その他のビットの区別ができ、 nビットの誤り検出符号が対象とする範囲が送信側装置と受信側装置で共通であればよい。尚、各ブロックによる処理遅延は、データ、クロック信号、各制御信号の非同期の原因となるが、適切な遅延回路の挿入によりこれを補償することができる。以降の説明では、遅延回路は省略する。

[0028] 図 4は、本発明による誤り訂正符号化装置、即ち、送信側装置のブロック図である。

図 4によると、誤り訂正符号化装置は、 RAM (Random Access Memory) 2と、誤り訂正符号器 3と、誤り検出符号器 4と、パケットヘッダ付与器 5とを備えている。また、符号 1はデータ入力ポートであり、符号 6はパケット出力ポートである。

データ入力ポート 1に入力される送信データは、図 1 (b)にて説明したように N X M ビットを単位として処理され、 RAM2の図 4の点線で区切られた領域のうち、 M行 N 列である中央上段の領域に順次書き込まれる。

[0029] また、 RAM2の左側 Q列の各行、つまり第 1行から第 M+m行には、 Qビットの番号情報を格納する。この番号情報は、各行に送信データを書き込む際に、合わせて書き込んでも、 RAM2を初期化する際に固定値として書き込んでも良い。

RAM2の M行 N列の領域に送信データを格納後、誤り訂正符号器 3は、送信データの各列に対する誤り訂正符号を生成し、生成した誤り訂正符号を、訂正対象である送信データと同一列の第 M+ 1行力も第 M+m行に格納する。以上の処理を送信データ総てに対し、つまり、 RAM2の第 Q+ 1列力も第 Q+N列まで行う。尚、 1列ずつではなぐ複数列ずつ並列に処理しても良い。また、 N X Mビットの送信データ力総て、 RAM2の M行 N列の領域に格納された後に誤り訂正符号の生成と格納処理を行うのではなぐ総ての行のデータが格納された列力順に、誤り訂正符号の生成と格納処理を行ってもよぐ処理時間を低減することができる。

[0030] 使用する誤り訂正符号は、非 2元符号であっても良い。この場合、複数のビットを最小単位とする誤り訂正符号ィ匕を行う。例えば、リードソロモン符号 RS (255、 239)を用いる場合、 8ビットを符号ィ匕の単位として計算する。

続いて、誤り検出符号器 4が、各行のデータに対する誤り検出符号を生成し、誤り検出の対象行の第 Q +N+ 1列から第 Q +N+ n列に格納する。誤り訂正符号器 3と同様、誤り検出符号器 4は、 1行ずつではなぐ複数行ずつ並列に処理しても良い。また、 RAM2の（Q+N) X (M+m)の領域総てに必要なデータ、つまり、番号情報、送信データ、誤り訂正符号が格納された後に、誤り検出符号の生成と格納処理を行うのではなぐ総てのデータが格納された行力順に、誤り検出符号の生成と格納処理を行ってもよぐ処理時間を低減することができる。

[0031] パケットヘッダ付与器 5は、 RAM2の各行のデータ、つまり、番号情報と、送信データ又は誤り訂正符号と、誤り検出符号とを含むデータを入力し、このデータにパケットヘッダを付与し、パケット出力ポート 6に出力する。

図 5は、本発明による誤り訂正復号化装置、即ち、受信側装置のブロック図である。図 5によると、誤り訂正復号化装置は、パケットヘッダ分離器 8と、誤り検出器 9と、番号情報分離器 10と、 RAM11と、誤り訂正器 12とを備えている。また、符号 7はパケット入力ポートであり、符号 13はデータ出力ポートである。

[0032] パケットヘッダ分離器 8は、パケット入力ポート 7から入力されるパケットのヘッダを終端し、番号情報と、データ又は誤り訂正符号と、誤り検出符号とを含む Q+N+nビットのペイロードを誤り検出器 9に出力する。

誤り検出器 9は、誤り検出符号に基づき、入力された番号情報 +データ、又は、番号情報 +誤り訂正符号に誤りが発生している力否かを検査する。誤り検出器 9は、誤りを検出しな力つた場合には、番号情報 +データ、又は、番号情報 +誤り訂正符号を番号情報分離器 10に出力し、誤りを検出した場合には、何も出力をしない。

[0033] 番号情報分離器 10は、入力される番号情報 +データ、又は、番号情報 +誤り訂正符号の番号情報を終端し、そのデータ又は誤り訂正符号を、 RAMI 1のその番号情報に対応する行の第 2列力も第 N+ 1列に格納し、同一行の第 1列の値を 0にする。

RAM11の第 1列は、パケット廃棄を示すパケット廃棄フラグ領域であり、第 2列から第 N+ 1列の第 1行力第 M行は、データを格納する領域であり、同列の第 M+ 1行力も M+m行は、誤り訂正符号を格納する領域である。パケット廃棄フラグは、同一行のデータ又は誤り訂正符号が正常に受信されたものである力否かを示し、値が 0である場合には誤りなく受信したことを、値が 1である場合には廃棄又は誤り検出されたことを示している。尚、総てのパケット廃棄フラグには、 RAMI 1の初期化時と、 N X Mビットのデータ処理が完了するごとに値 1が設定される。

[0034] 誤り訂正器 12は、パケット廃棄フラグの第 1行力第 M行までのうち 1つでも値 1となつているものがある場合には、誤り訂正符号とパケット廃棄フラグの値に基づき RAM 11の第 2列力も第 N+ l列のデータの誤り訂正を行う。尚、誤り訂正器 12による誤り訂正の開始は、誤り訂正符号化装置が M+m個のパケットを受信した後、或いは、最初のパケットの受信力 M+m個のパケットを受信するのに十分な時間の経過後に開始する。尚、誤り訂正器 12は、 1列ずつ誤り訂正処理を実行するのではなぐ複数列ずつ並列に処理しても良い。その後、データは、データ出力ポート 13に出力される。

[0035] 以下に、誤り訂正に関する具体例を示す。例えば、誤り訂正符号を偶パリティとする。このとき m= lであり、誤り訂正符号は、どの列も 1の個数が偶数個になるように生成される。誤り訂正復号ィ匕装置が M+ 1個のパケットを受信し、その中の 1つに誤りが検出されて廃棄された場合、該当する行のパケット廃棄フラグのみが値 1になる。このとき、 RAMI 1の第 2列から第 N+ 1列までの信号を要素とする M+ 1行 N列の行列を D 、パケット廃棄フラグを長さ M+ 1の縦ベクトル F 、（M+ 1)行（M+ 1)列の単

M+1,N M+1

位行列を I 、総ての要素が 1である長さが M+ 1の横ベクトルを E とすると、廃棄さ

M+1 +1

れた 1行が復元された M+ 1行 N列の行列 D* は、次式によって計算される。

+1,N

D* = [I +F ·Ε ]D (1)

+1,N M+1 M+1 M+1 +1,N

ただし、式（1)はモジュロ 2上での演算である。例えば、 N=8、 M=4とし、送信データを、

[0036] [数 1]

ノ

[0037] とすると、外符号は、 [0 0 0 0 0 1 0 0]となる。受信側装置で、 2番目のバケツトを、誤り検出により廃棄したものとすると、 RAM11の（M+ 1)行 (N+ 1)列のメモリ内容は、

[0038] [数 2] 0 0 0 0 0 0 0 0

1 X X X X X X X X

0 1 1 1 1 0 0 1 1

0 1 1 1 1 0 1 0 0

0 0 0 0 0 0 1 0 0

[0039] となる。ここで、 Xは廃棄による不定値を示している。このとき、式（1)の右辺の各変数は、

[0040] [数 3]

「1 0 0 0 0、

0 1 0 0 0

I M+ 1 = 0 0 1 0 0

0 0 0 1 0

0 0 0

0

1

F M'+ 1― 0

0

E M+ 1 = 1 1 1 1 1'

[0041] である。これらを式（1)に代入して計算すると、

[0042] [数 4]

[0043] となり、第 2行も含めて上側 4行は送信データと一致して、ることが確認できる。式（1) の計算は、行列の加算と乗算のみであり簡単に実現可能である。

通常、 1ビットの誤り訂正を行うには、最小ハミング距離が 3ビット以上の符号を用いる必要がある。 4ビットのデータの場合には、最低でも誤り訂正符号として 3ビット必要である。例えば、誤り訂正符号が 3ビットである符号として、 2元（7, 4) BCH符号がある。本数値例では誤り訂正符号は 1ビットであり、送信すべき情報が少なくてすむので信号伝送帯域を削減できる。誤り検出符号としては、誤りを検出するのみなのでパリティビットのような簡易な符号も適用可能である。また、イーサネット (登録商標)フレームのような、誤り検出機能をもともと有しているパケットに対して適用すれば、誤り検出符号を新たに付加する必要は無ぐ帯域を余分に必要とせずに済む。

[0044] 以上説明したように、積符号の一方の符号を、誤り訂正符号よりも付加するビット数が少なぐ回路構成も簡易な誤り検出符号とし、誤り検出符号をデータ又は誤り訂正符号と同一のパケットにより送信することで、パケット消失とパケット内のビット誤りの双方を補償しつつ、冗長を削減して低遅延、高効率を実現し、また、誤り訂正符号化装置及び復号化装置の簡易化を実現している。更に、誤り訂正復号化装置では、各パケットの番号情報に基づき縦方向でのパケット廃棄位置を認識するため、単一誤り訂正符号の様な簡易な誤り訂正符号が使用可能になるほど訂正性能を向上させることができる、という効果がある。

Claims

請求の範囲

[1] 送信側装置にぉヽて送信対象であるデータを、所定ビット数単位で符号ィ匕してパケットにより送信し、受信側装置においてパケットのビット誤り及びパケット消失を補償する誤り訂正方法であって、

送信側装置において、

データを行列状に配置するステップと、

行列状に配置したデータの列方向に誤り訂正符号を計算し、データと同一列数の行列状に配置するステップと、

データ又は誤り訂正符号を有する各行に、行番号に対応する番号情報を付与するステツプと、

番号情報とデータ又は番号情報と誤り訂正符号を有する各行を、それぞれ、 1つのパケットに格納し、少なくともパケットに格納した番号情報とデータ又は番号情報と誤り訂正符号に対するビット誤りを検出する誤り検出符号も該パケットに格納して送信するステップと

を有し、

受信側装置において、

受信したパケットに格納されている誤り検出符号により誤りが検出されたパケットを廃棄するステップと、

パケットに含まれる番号情報に基づきパケットの消失を検査するステップと、誤り訂正符号から消失したデータの復元を行うステップと

を有することを特徴とする方法。

[2] 前記データの復元を行うステップは、前記パケットの消失を検査するステップにおいて、消失を検出しな力つたパケットの番号情報もデータの復元に使用することを特徴とする請求項 1に記載の方法。

[3] 入力される所定ビット数のデータを行列状に配置し、各列に対して誤り訂正符号を計算し、計算した誤り訂正符号を、各列に付加する誤り訂正符号手段と、

誤り訂正符号手段が出力する各行に、行番号に対応する番号情報を付加する番号情報付与手段と、番号情報付与手段が出力する各行に、各行のビット誤りを検出する誤り検出符号を付加する誤り検出符号手段と、

誤り検出符号手段が出力する各行を、 1つのパケットに格納して送信するパケット送信手段と

を有することを特徴とする誤り訂正符号化装置。

[4] 請求項 3に記載の誤り訂正符号ィ匕装置が出力するパケットを受信して復号ィ匕する誤り訂正復号化装置であって、

各パケットに含まれる誤り検出符号を復号して、誤りが検出されない番号情報とデ一タの組又は誤りが検出されない番号情報と誤り訂正符号の組のみを出力する誤り検出手段と、

誤り検出手段が出力するデータ又は誤り訂正符号を、共に出力する番号情報に対応する行番号の位置に対応させて行列状とし、各列に対して、同一列に含まれる誤り訂正符号に基づき誤り訂正を行う誤り訂正手段と

を有することを特徴とする誤り訂正復号化装置。

[5] 前記誤り訂正手段は、誤り検出手段が、データ又は誤り訂正符号と共に出力する番号情報も誤り訂正に使用することを特徴とする請求項 4に記載の誤り訂正復号ィ匕装置。