WO2008007714A1 - Codeur, décodeur, émetteur, récepteur, système de communication, dispositif de création de paquet, et dispositif de restauration de paquet - Google Patents

Codeur, décodeur, émetteur, récepteur, système de communication, dispositif de création de paquet, et dispositif de restauration de paquet Download PDF

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WO2008007714A1
WO2008007714A1 PCT/JP2007/063845 JP2007063845W WO2008007714A1 WO 2008007714 A1 WO2008007714 A1 WO 2008007714A1 JP 2007063845 W JP2007063845 W JP 2007063845W WO 2008007714 A1 WO2008007714 A1 WO 2008007714A1
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WO
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packet
packets
generation
encoded
encoding
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/063845
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English (en)
French (fr)
Inventor
Lui Sakai
Wataru Matsumoto
Hideo Yoshida
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corporation
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corporation filed Critical Mitsubishi Electric Corporation
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Publication of WO2008007714A1 publication Critical patent/WO2008007714A1/ja

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, 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
    • H03M13/03—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05—Error 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
    • H03M13/13—Linear codes
    • H03M13/15—Cyclic codes, i.e. cyclic shifts of codewords produce other codewords, e.g. codes defined by a generator polynomial, Bose-Chaudhuri-Hocquenghem [BCH] codes
    • H03M13/151—Cyclic 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

Definitions

  • the present invention relates to an encoding technique in digital communication, and in particular, when a packet including data is lost on a communication path, the lost packet is received using another packet that can be received without being lost.
  • the present invention relates to a transmission device and a reception device that constitute the communication system.
  • the present invention relates to an encoder constituting the transmitting device and a decoder constituting the receiving device.
  • the present invention generates a plurality of packets including data to be distributed and held, encodes a plurality of packets, and holds a packet encoded by the packet generation device.
  • the present invention relates to a packet restoration device that restores a lost packet when a packet is lost due to a failure or theft in one of the plurality of packet holders.
  • An erasure correction code is used to recover a lost packet when a packet including data is lost on a communication channel.
  • the erasure correction code is a one-to-many multicast communication (one base station Spreads the encoded packet containing data to the communication channel, and the terminal receives and decodes the encoded packet spread by the base station individually as necessary, so that it is included in the encoded packet! / It can be applied to a communication method for reproducing data).
  • the erasure correction code can also be applied to the case where the encoded packet is distributed and stored on a plurality of disks. In other words, when an encoded packet is distributed and stored on multiple disks and one of the disks is damaged, the encoded packet stored on that disk is restored using an erasure correction code. can do.
  • Non-Patent Document 1 discloses Non-Patent Document 1
  • Raptor code Is disclosed in Non-Patent Document 2 discloses the Raptor code Is disclosed in Non-Patent Document 2 below.
  • the number of receptions that guarantees decoding is the number of receptions (number of received packets) necessary to perform 100% decoding. With these codes, it is impossible to decode with relatively few lost packets. Occurs.
  • decryption guaranteed number of erasures the number of erasures that can guarantee 100% decryption.
  • Non-Patent Document 1 M. Luby, "LT Codes,” Proceeding of the 43th Annual I EEE Symposium on the Fundations of Computer Science (STOC), p p. 271-280, 2002
  • Non-Patent Document 2 A. ShokroUahi, "Raptor Codes," reprint 2003. Available at www. Inference, phy. Cam.ac.uk/mackay/DFountain.html
  • the present invention has been made to solve the above-described problems. Even when using a positive code, it is interesting to obtain a communication system that can guarantee a large number of guaranteed decoding loss.
  • Another object of the present invention is to obtain a transmission device and a reception device that constitute a communication system that can guarantee a large number of decoding guarantee losses.
  • an object of the present invention is to obtain an encoder that constitutes the transmitting device and a decoder that constitutes the receiving device.
  • the present invention provides a packet generation device capable of guaranteeing a large number of decoding-guaranteed erasures even when a non-organized erasure correction code is used when a plurality of packets are distributed and held. The purpose is to obtain.
  • the purpose is to obtain a packet restoration device that can restore the lost packet.
  • the packet encoding unit encodes a plurality of packets generated by the packet generation unit using a non-organization type error correction code generation rule.
  • the packet transmitting means transmits a plurality of packets encoded by the packet encoding means, while the receiving side has a packet restoration means that starts from the same generation rule as that used for the packet encoding means.
  • the generation rule corresponding to the bucket received without being lost is extracted and the packet lost on the communication path is restored using the generation rule and the packet.
  • the packet encoding unit encodes the plurality of packets generated by the packet generation unit using the generation rule of the unorganized erasure correction code, and While the transmission means transmits a plurality of packets encoded by the packet encoding means, on the receiving side, the packet restoration means is lost on the communication path from the same generation rule as that used for the packet encoding means.
  • the generation rule corresponding to the received packet is extracted, and the generation rule and the above packet are used to restore the lost packet on the communication path. Even when using There is an effect that a large number of guaranteed decryption loss can be guaranteed.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a communication system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing processing contents of the communication system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing a communication system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing processing contents of a communication system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a packet generation device and a packet restoration device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart showing processing contents of a packet generation device and a packet restoration device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a packet generation device and a packet restoration device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart showing processing contents of a packet generation device and a packet restoration device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a communication system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the communication system includes a transmission device 1 and a reception device 2, and the transmission device 1 and the reception device 2 are illustrated. Are connected via a wireless or wired communication path!
  • the information packet generator 11 of the transmission apparatus 1 performs a process of generating k information packets by forming the data to be transmitted into k constant-sized packets.
  • the information packet generator 11 constitutes packet generation means!
  • the unstructured encoder 12 of the transmission apparatus 1 holds a generation matrix GF (generation rule) of an unstructured erasure correction code, and the information packet generator 11 uses the generation matrix GF.
  • GF generation rule
  • a process of encoding the generated k information packets and outputting n encoded packets to the packet transmitter 13 is performed.
  • the force S shown for the unstructured encoder 12 holding the generation matrix GF of the unstructured erasure correction code in advance, and the unstructured encoder 12 are not necessarily generated in advance.
  • the generation matrix IJGF generated by a generation matrix generator (rule conversion means) described later may be used.
  • the unstructured encoder 12 constitutes packet encoding means.
  • the packet transmitter 13 of the transmitting device 1 adds a CRC (Cyclic Redundancy Check) bit used by the receiving device 2 when judging the packet data error to the encoded packet output from the unstructured encoder 12. At the same time, the packet number is assigned to the encoded packet, and the encoded packet is transmitted to the receiving device 2.
  • the packet transmitter 13 constitutes a packet transmission means.
  • the packet receiver 21 of the receiving device 2 receives the encoded packet transmitted from the transmitting device 1, it performs a CRC check on the encoded packet, and the encoded packet that does not satisfy the check is lost in the communication path. If it is determined that the check is satisfied,! And the r encoded packets are output to the decoder 22.
  • the packet receiver 21 constitutes a packet receiving means.
  • the decoder 22 of the receiving apparatus 2 holds the same generation matrix GF as the generation matrix GF of the erasure correction code held in the unstructured encoder 12, and r encodings are generated from the generation matrix GF.
  • the row corresponding to the packet (generator IJ) is extracted to generate a matrix G ′ composed of the row, and the lost packet on the communication path is obtained using the matrix G ′ and r encoded packets. Restore and perform the process of decoding k information packets.
  • the decoder 22 holds the generation row IJGF in advance. However, the decoder 22 does not necessarily have the generation row IJGF in advance. A generator matrix GF generated by a container (rule conversion means) may be used. The decoder 22 constitutes a packet restoration means.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents of the communication system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • an erasure correction code is constructed based on a clear algebraic code of the number of decoding guaranteed erasures.
  • an unstructured erasure correction code is configured based on a BCH code and the encoding process or the decoding process is performed.
  • the unstructured encoder 12 of the transmission apparatus 1 and the decoder 22 of the reception apparatus 2 hold the generation order IJGF of the unstructured erasure correction code in advance.
  • the generation matrix GF of the unorganized erasure correction code can be constructed by the method shown below with the force S.
  • a generation matrix generator (rule conversion means) that generates a generation matrix GF of an unstructured erasure correction code is mounted on the unstructured encoder 12 of the transmission device 1 and the decoder 22 of the reception device 2. Alternatively, it may be provided outside the transmitter 1 and the receiver 2.
  • equation (2) is an example of the full rank matrix F, and an unorganized erasure correction code can be constructed. In this case, however, the information is simply changed.
  • the generator matrix is reduced by shortening the BCH code of ( ⁇ ', k') composed of another generator polynomial other than the generator matrix of the (n, k) BCH code used to construct the erasure correction code. To extract a k X k matrix.
  • the generation row of the erasure correction code based on the BCH code in an unorganized type ⁇ The ability to make up IJGF.
  • construct the full rank IJF using the shortened code ( ⁇ ′, k ′) I can do it.
  • the method for creating the full rank matrix F using the generator polynomial of the BCH code has been described.
  • the weight of each row of the generator matrix GF is not necessarily configured based on the polynomial. If so, the full rank IJF may be randomly constructed. There are 2 kxk combinations because each element force of the k X k matrix or two patterns of “0” is used for the random configuration.
  • the generation matrix generator GF When the generation matrix generator GF generates the non-systematic erasure correction code generation matrix GF as described above, the generation matrix generator IJGF is generated as the non-systematic encoder 12 and the reception device of the transmission device 1. To the decoder 22 of device 2.
  • the information packet generator 11 of the transmission apparatus 1 When the information packet generator 11 of the transmission apparatus 1 inputs the data to be transmitted (step ST1), the information packet generator 11 generates k information packets by forming the data to be transmitted into k constant-sized packets, k information packets are output to the unstructured encoder 12 (step ST2).
  • the unstructured encoder 12 of the transmission apparatus 1 receives k information packets from the information packet generator 11, the unstructured erasure correction code provided from the generator matrix generator Using the generation [l] GF, k information packets are encoded, and n encoded packets are output to the packet transmitter 13 (step ST3).
  • the packet transmitter 13 of the transmitter 1 receives n encoded buckets V from the non-systematic encoder 12, the packet transmitter 13 performs a process of assigning packet numbers to the encoded packets V (step ST4). ). For example, for V, a packet number of “1” is assigned.
  • the packet transmitter 13 adds a CRC bit used when the receiving device 2 determines an error in the packet data to the encoded packet V (step ST5), and transmits the encoded packet V via the communication path. Is transmitted to the receiving apparatus 2 (step ST6).
  • the packet receiver 21 of the receiving apparatus 2 When receiving the encoded packet V transmitted from the transmitting apparatus 1 (step ST7), the packet receiver 21 of the receiving apparatus 2 performs a CRC check on the encoded packet V (step ST8).
  • the packet receiver 21 performs a CRC check, determines that an encoded packet V that does not satisfy the check is lost in the communication path, and satisfies the check! /, R encoded packets V Is output to the decoder 22.
  • the packet receiver 21 determines that n ⁇ r encoded packets V of the n encoded packets V transmitted from the transmitter 1 have been lost in the communication path, and satisfies the CRC check.
  • the r encoded packets V are output to the decoder 22.
  • the decoder 22 extracts a row (generation rule) corresponding to the packet number of r encoded packets V from the generated row IJGF, and generates a matrix G ′ composed of the row.
  • the decoder 22 When the decoder 22 generates a matrix G ′ having rows corresponding to packet numbers of r encoded packets V, the decoder 22 performs Gaussian elimination on the matrix G ′ and r encoded packets V. Thus, a lower triangular matrix is obtained and k information packets are restored (step ST9).
  • coding V, V, V, V is normally received on the communication path due to shielding or the like, and coding V, V, V, V is received normally, coding V, V, V, V number
  • the rows corresponding to the encodings V, V, V, V are extracted from the generator matrix GF, and the matrix G ′ composed of the rows is generated.
  • the Gaussian elimination method is performed on the matrix G ′ and the four encodings V.
  • V + v journal a force coding node showing an example in which two coded packets v and V are lost.
  • Receiving device 23 of receiving apparatus 2 receives k information packets from decoder 22, and reproduces the data contained in k information packets (step ST10).
  • the unstructured encoder 12 uses the unstructured erasure correction code generation function l] GF to transmit information.
  • the k information packets generated by the packet generator 11 are encoded, and the packet transmitter 13 transmits n encoded packets encoded by the unorganized encoder 12.
  • the decoder 22 extracts the generation rule corresponding to the encoded packet received without being lost on the communication channel from the same generation matrix GF as the generation matrix IJGF held in the unorganized encoder 12.
  • a large decoding can be performed even when an unorganized erasure correction code is used. There is an effect that the number of guaranteed disappearances can be guaranteed.
  • a full rank delegation IJF is used to generate a BCH code that is an algebraic code. Since the generator matrix G of the signal is converted to the generator matrix GF of the unorganized erasure correction code, and the k information packets generated by the information packet generator 11 are encoded using its generation line ⁇ IJGF, The information packet itself does not appear in the encoded packet.
  • the BCH code is an error correction code that satisfies the BCH limit, and the minimum distance can be maximized for a certain combination of code length n and information length k. It is possible to maximize the number of guaranteed decoding loss of erasure correction codes having a combination of (n, k).
  • the generation matrix G of the BCH code is Erasure correction code generation line Apply to IJGF only by replacing it.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a communication system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the same reference numerals as those in FIG. 1 are identical to FIG. 1 and the same reference numerals as those in FIG. 1;
  • the converter 14 of the transmitter 1 holds the full rank matrix IJF in advance, and performs processing to convert k information packets generated by the information packet generator 11 using the full rank matrix F. To do.
  • the full-rank matrix F may be generated based on a fixed rule (see Embodiment 1 above for an example of generating the full rank matrix F).
  • the converter 14 constitutes a packet conversion means.
  • the systematic encoder 15 of the transmission apparatus 1 holds a generation matrix G of a systematic erasure correction code in advance, and k information buckets converted by the converter 14 using the generation matrix IJG. The process of encoding the data is executed.
  • the power S shown for the systematic encoder 15 that holds the generation matrix G of the systematic erasure correction code in advance and the systematic encoder 15 does not necessarily hold the generation function IJG in advance. For example, it may be generated based on a certain rule.
  • the systematic encoder 15 constitutes packet encoding means.
  • the decoder 24 of the receiving apparatus 2 holds the same generation matrix G as the generation matrix G of the systematic erasure correction code held in the systematic encoder 15, and from the generation matrix G A row (generation rule) corresponding to the encoded packet received by the packet receiver 21 is extracted, and the encoded packet lost in the communication path is restored using the generated rule and the encoded packet. And decode k information packets.
  • the decoder 24 constitutes a packet restoration means.
  • the inverse transformer 25 of the receiving apparatus 2 holds an inverse matrix F ⁇ 1 of the full rank matrix F in advance, and the k matrixes decoded by the decoder 24 using the inverse matrix F ⁇ 1 of the full rank matrix F. Performs reverse conversion of the information packet.
  • the inverse converter 25 constitutes an inverse conversion means.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents of the communication system according to the second embodiment of the present invention.
  • An erasure correction code is constructed based on the numerical code.
  • the systematic encoder 15 of the transmission apparatus 1 and the decoder 24 of the reception apparatus 2 hold the generation type IJG of the systematic erasure correction code in advance.
  • the converter 14 of the transmission apparatus 1 holds the full-rank matrix F obtained by the same method as in the first embodiment, and the inverse converter 25 of the reception apparatus 2 stores the inverse matrix F- 1 of the full-rank matrix F. It shall be held.
  • the information packet generator 11 of the transmission apparatus 1 inputs the data to be transmitted (step ST1), the information packet generator 11 forms the data to be transmitted into k constant-sized packets as in the first embodiment. As a result, k information packets are generated and k information packets are output to the converter 14 (step ST2).
  • converter 14 of transmitting apparatus 1 Upon receiving k information packets from information packet generator 11, converter 14 of transmitting apparatus 1 converts k information packets using full-ranking IJF (step ST11). That is, the converter 14 converts k information packets using, for example, a full rank order IJF of k X k when encoding (code length n, information length k) is performed.
  • the converted information packet U ' (U', U ', U', U ') is as follows
  • Step ST12 That is, when the systematic encoder 15 is given a generation matrix G of a systematic erasure correction code as shown in Equation (4), for example! Output to packet transmitter 13.
  • the packet transmitter 13 of the transmission apparatus 1 When the packet transmitter 13 of the transmission apparatus 1 receives n encoded packets V from the systematic encoder 15, the packet transmitter 13 assigns a packet number to the encoded packet V as in the first embodiment. (Step ST4). For example, if it is V, a packet number of "1" is assigned.
  • the packet transmitter 13 adds a CRC bit used when the receiving device 2 determines an error in the packet data to the encoded packet V (step ST5), and transmits the encoded packet V via the communication path. Is transmitted to the receiving apparatus 2 (step ST6).
  • the packet receiver 21 of the receiving device 2 receives the encoded packet V transmitted from the transmitting device 1 (step ST7), the CRC check for the encoded packet V is performed as in the first embodiment. (Step ST8).
  • the packet receiver 21 performs a CRC check, determines that an encoded packet V that does not satisfy the check has been lost in the communication path, satisfies the check, and receives r encoded packets V. Output to the decoder 22.
  • the packet receiver 21 determines that n ⁇ r encoded packets V of the n encoded packets V transmitted from the transmitter 1 have been lost in the communication path, and satisfies the CRC check.
  • the r encoded packets V are output to the decoder 22.
  • the decoder 24 of the receiving device 2 holds the same generation line IJG as the generation matrix G of the systematic erasure correction code held in the systematic encoder 15, and the packet receiver When r encoded packets V are received from 21, the packet number of the encoded packet V is referred to.
  • the decoder 24 extracts a row (generation rule) corresponding to the packet number of r encoded packets V from the generated row IJG, and generates a matrix G ′ composed of the row.
  • the decoder 24 When the decoder 24 generates a matrix G ′ composed of rows corresponding to the packet numbers of r encoded packets V, the decoder 24 performs Gaussian elimination on the matrix G ′ and r encoded packets V. Thus, a lower triangular matrix is obtained and k information packets are restored (step ST13).
  • the Gaussian elimination method is performed on the matrix G ′ and the four encoded packets V.
  • the inverse transformer 25 of the receiving device 2 uses the inverse matrix F- 1 of the full rank matrix F as shown below to obtain k pieces of information.
  • the packet u ' is inversely converted (step ST14). 0 1 ⁇
  • Receiving device 23 of receiving apparatus 2 receives k information packets from inverse converter 25, and reproduces the data contained in the k information packets (step ST10).
  • the transmission side uses the full rank matrix F to convert k information packets generated by the information packet generator 11.
  • Converter 14 and systematic encoder 15 that encodes k information packets converted by converter 14 using generation matrix G of the systematic erasure correction code.
  • the same generation matrix IJG as the generation matrix G held in the tissue encoder 15 is held, and the generation line IJG force is also generated corresponding to the encoded packet received by the packet receiver 25.
  • the decoder 24 that recovers the lost packet on the channel, and the inverse matrix F- 1 of the full rank matrix F, the decoder 2 4 An inverse converter 25 for converting k information packets decoded by Having constructed kicking as an effect which can be similar to the first embodiment, to ensure a large decoding number of guaranteed loss.
  • the full-ranking IJF is used for the information packet generator 11. Therefore, the systematic encoder 15 uses the generation matrix G of the systematic erasure correction code to encode the information packet. The information packet itself never appears in the encoded packet.
  • the unstructured erasure correction code can be configured as it is.
  • the BCH code is an error correction code that satisfies the BCH limit, and the minimum distance can be maximized for a certain combination of code length n and information length k. Therefore, it is possible to maximize the number of erasure-guaranteed erasure correction codes having a combination of (n, k).
  • a conventional communication system that only needs to add a conversion process before encoding and an inverse conversion process after decoding without changing the generator matrix G used for encoding and decoding compared to the conventional communication system. Can be easily applied.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a packet generation device and a packet restoration device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the packet generation device 3 generates a plurality of packets including data to be distributed and held. Processes such as encoding a plurality of packets and distributing the plurality of encoded packets to a plurality of packet holders 4.
  • the packet holder 4 is a storage device that holds the packets encoded by the packet generator 1.
  • the packet restoration device 5 performs processing such as restoration of a lost packet when a packet is lost due to a failure or theft in one of the plurality of packet holders 4.
  • the information packet generator 31 of the packet generator 3 is a generator that performs the same processing as the information packet generator 11 of FIG. 1, and the information packet generator 31 sets k pieces of data to be distributed and held constant. A process that generates k information packets by molding them into size packets To implement.
  • the information packet generator 31 constitutes packet generation means.
  • the unstructured encoder 32 of the packet generator 3 is an encoder that performs the same processing as the unstructured encoder 12 of FIG.
  • the unstructured encoder 32 holds a generation matrix GF (generation rule) of an unstructured erasure correction code, and k pieces of information generated by the information packet generator 31 using the generation matrix GF.
  • a process of encoding a packet and outputting n encoded packets to the packet distributor 33 is performed.
  • the force S shown for the unstructured encoder 32 holding the generation matrix GF of the unstructured erasure correction code in advance and the unstructured encoder 32 is not necessarily the generator matrix in advance.
  • the generation matrix IJGF generated by a generation matrix generator may be used.
  • the unstructured encoder 32 constitutes a packet encoding means.
  • the packet distributor 33 of the packet generation device 3 performs a process of distributing n encoded packets output from the unorganized encoder 32 to the plurality of packet holders 4.
  • the ⁇ packet distributor 33 distributes the n encoded packets to the plurality of packet holders 4 in the same way as the packet transmitter 13 in FIG. Performs processing to assign packet numbers to packets.
  • the packet distributor 33 constitutes a packet distribution means.
  • the packet collector 41 of the packet restoration device 5 performs a process of collecting r packets held without being lost among n packets held in the plurality of packet holders 4. .
  • the packet collector 41 constitutes a packet collecting means.
  • the decoder 42 of the packet restoration device 5 is a decoder that performs the same processing as the decoder 22 of FIG. 1, and the decoder 42 generates an erasure correction code held in the unstructured encoder 32. It holds the same generator matrix GF as IJGF, extracts rows (generation rules) corresponding to r encoded packets from the generator matrix GF, and generates a matrix G ′ consisting of the rows, Using the matrix G ′ and r encoded packets, the lost packet is recovered and k information packets are decoded.
  • the decoder 42 holds the generated line IJGF in advance, but it is not necessary for the decoder 42 to hold the generated line IJGF in advance. You may use the IJGF generated by the matrix generator (rule transformation means).
  • the decoder 42 constitutes a packet restoration unit.
  • the regenerator 43 of the packet restoration device 5 performs the process of regenerating the data included in the k information packets decoded by the decoder 42, similarly to the regenerator 23 of FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of the packet generation device and the packet restoration device according to the third embodiment of the present invention.
  • an erasure correction code is configured based on an algebraic code with a clear number of guaranteed decoding erasures.
  • the communication system composed of the transmission device 1 and the reception device 2 is shown as! /, But the packet generation device 3 distributes a plurality of encoded packets and holds a plurality of packets.
  • the packet restoration device 5 may store the plurality of encoded packets stored in the plurality of packet holders 4 and reproduce the decoded packets.
  • the packet restoration device 5 when the packet restoration device 5 loses a packet due to a failure or theft in one of the packet holders 4 among the plurality of packet holders 4, it uses the packets that remain without being lost. Then, processing such as restoring the lost packet is performed.
  • the unstructured encoder 32 and the decoder 42 are the same as those in the first embodiment.
  • an unorganized erasure correction code generation function l] GF for example, a generation matrix GF of equation (4)
  • the generation matrix generator When the generation matrix generator generates the non-systematic erasure correction code generation line IJGF in the same manner as in the first embodiment, the generation matrix IJGF is generated by the non-systematic code of the packet generation device 3. And the decoder 32 of the packet restoration device 5.
  • the generator matrix generator (rule conversion means) may be mounted on the unstructured encoder 32 of the packet generator 3 and the decoder 42 of the packet restoration device 5, or the packet generator 3 and It may be provided outside the packet restoration device 5.
  • the information packet generator 31 of the packet generator 3 inputs data to be distributed and held (Step ST21), by forming the data to be distributed and retained into k constant-sized packets, k information packets are generated, and the k information packets are sent to the unorganized encoder 3 2. Output (step ST22).
  • the unorganized encoder 32 of the packet generator 3 Upon receiving k information packets from the information packet generator 31, the unorganized encoder 32 of the packet generator 3 receives the unorganized erasure correction code provided from the generator matrix generator. Using the generator matrix GF, k information packets are encoded, and n encoded packets are output to the packet distributor 33 (step ST23).
  • the packet distributor 33 of the packet generation device 3 receives n encoded packets V from the non-systematic encoder 32, it performs a process of assigning a packet number to the encoded packet V (step ST24). ). For example, if it is V, a packet number of “1” is assigned.
  • the packet distributor 33 assigns the packet number to the encoded packet V as described above, the packet distributor 33 distributes the encoded packet V to the plurality of packet holders 4 (step ST25).
  • the packet movement from the packet distributor 33 to the packet holder 4 may be performed through a storage medium such as a memory stick, but may be transmitted through a network.
  • each packet holder 4 may hold a plurality of packets.
  • the packet collector 41 of the packet restoration device 5 collects r packets that are retained without being lost, among the n packets that are retained by the plurality of packet retainers 4.
  • encoded packets V and V are lost, and encoded packets V, V, V and V are collected.
  • the decoder 42 of the packet restoration device 5 holds the generation line IJGF that is the same as the generation line IJGF of the erasure correction code held in the non-systematic encoder 32, and the packet collector When r encoded packets V are received from 41, the packet number of the encoded packet V is referred to.
  • the decoder 42 extracts a row (generation rule) corresponding to the packet number of r encoded packets V from the generated row IJGF, and generates a matrix G ′ composed of the row.
  • the decoder 42 When the decoder 42 generates a matrix G ′ composed of rows corresponding to the packet numbers of r encoded packets V, the decoder 42 performs Gaussian elimination on the matrix G ′ and r encoded packets V. Thus, a lower triangular matrix is obtained and k information packets are restored (step ST26).
  • the encoded packets V 1 and V are lost, and the encoded packets V 1, V 2, V 3 and V 4 are lost.
  • the generation line is referenced with reference to the packet numbers of the encoded packets V, V, V, V.
  • Gaussian cancellation is performed on the matrix G ′ and the four encoded packets V. Implement the former method.
  • the unorganized encoder 32 When recovering the packet holder 4 that held the lost encoded packet, the unorganized encoder 32 re-encodes the information packet decoded by the decoder 42, and the packet holder 4 The packet (including the packet number) re-encoded by the systematic encoder 32 may be held. Therefore, it is not necessary to update all packet holders 4.
  • the regenerator 43 of the packet restoration device 5 regenerates the data included in the k information packets (step ST27).
  • the unstructured encoder 32 generates the information packet generator 31 using the generation matrix GF of the unstructured erasure correction code.
  • the k information packets are encoded, and the packet distributor 33 distributes the n encoded packets encoded by the unorganized encoder 32 to the plurality of packet holders 4, while Packet collector 41 collects r packets out of n packets held by multiple packet holders 4 without being lost! /, And decoder 42 is unorganized.
  • Encoder 3 The generation rule corresponding to the encoded packet collected without being lost is extracted from the same generation matrix GF as the generation matrix GF held in FIG. 2, and the generation rule is deleted using the generation rule and the encoded packet. Since the configuration is such that the encoded packet is restored, even when an unorganized erasure correction code is used, there is an effect that a large number of guaranteed decoding erasures can be guaranteed.
  • the generation matrix GF of the non-organization type erasure correction code is used only to clarify the number of decoding guarantee erasures. If the encoding rule is not disclosed, even if the theft of the device occurs, the information packet cannot be easily discriminated from the encoded packet held in the packet holder 4, and the information can be protected. The Also, the decoding performance of the algebraic code can be maintained.
  • the BCH code is an error correction code that satisfies the BCH limit, and the minimum distance can be maximized for a certain combination of code length n and information length k. Therefore, it is possible to maximize the number of erasure-guaranteed erasure correction codes having a combination of (n, k).
  • FIG. 7 is a block diagram showing a packet generation device and a packet restoration device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the converter 34 of the packet generator 3 is a converter that performs the same processing as the converter 14 of FIG. 3.
  • the converter 34 holds a full rank matrix l] F in advance, and the full rank matrix F Is used to convert the k information packets generated by the information packet generator 31.
  • the converter 34 constitutes packet conversion means.
  • the systematic encoder 35 of the packet generation device 3 is an encoder that performs the same processing as the systematic encoder 15 of FIG. 3.
  • the systematic encoder 35 stores the systematic erasure correction code in advance.
  • the generation line IJG is held, and the process of encoding the k information packets converted by the converter 34 is performed using the generation line IJG.
  • the systematic encoder 35 does not necessarily generate the generator matrix G in advance. For example, it may be generated based on a certain rule.
  • the systematic encoder 35 constitutes packet encoding means.
  • the decoder 44 of the packet restoration device 5 is a decoder that performs the same processing as the decoder 24 of FIG. 3, and the decoder 44 is held in the systematic encoder 35! Holds the same generation matrix G as the generation matrix G of the erasure correction code of, extracts the row (generation rule) corresponding to the encoded packet collected by the packet collector 41 from the generation matrix G, and generates it Using the shell IJ and the above encoded packet, the lost encoded packet is recovered and k information packets are decoded.
  • the power decoder 44 shown for the decoder 44 holding the pre-generated IJG in advance is not necessarily required to hold the pre-generated IJG. You may make it produce
  • the decoder 44 constitutes a packet restoration means.
  • the inverse transformer 45 of the packet restoration device 5 is an inverse transformer that performs the same processing as the inverse transformer 25 of FIG. 3.
  • the inverse transformer 45 holds the inverse matrix F- 1 of the full rank matrix F in advance. Then, using the inverse matrix F ⁇ 1 of the full-rank matrix F, a process of inversely transforming the k information packets decoded by the decoder 44 is performed.
  • the inverse matrix F- 1 of inverter 45 is pre-full rank matrix full rank matrix F inverse matrix F- force inverter 45 shown in had One to those holding the 1 necessarily advance F For example, it may be generated based on a certain rule.
  • the inverse converter 45 constitutes an inverse conversion means.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the processing contents of the packet generation device and the packet restoration device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • an erasure correction code is configured based on an algebraic code with a clear number of guaranteed decoding erasures.
  • multiple packets The power processing that explains the erasure correction method in units of packets shall be performed in parallel for each packet!
  • the systematic encoder 35 of the packet generation device 3 and the decoder 44 of the packet restoration device 5 are previously configured to generate a systematic erasure correction code generation matrix G (for example, Equation (1)). Hold the generator matrix G)!
  • the converter 34 of the packet generation device 3 holds the full rank matrix F obtained by the same method as in the first embodiment, and the inverse converter 45 of the packet restoration device 5 is the inverse matrix F— of the full rank matrix F— Hold 1 !
  • the information packet generator 31 of the packet generation device 3 inputs the data to be distributed and held (step ST21), the data to be distributed and held is a fixed size of k pieces as in the third embodiment. K information packets are generated, and k information packets are output to the converter 34 (step ST22).
  • converter 34 of packet generation device 3 converts k information packets using full-rank IJF (step ST3
  • the converter 34 converts k information packets using the full rank IJF of k X k.
  • the converted information packet U ' (U', U ', U', U ') is as follows
  • the systematic encoder 35 divides the encoded packet V as shown below into packet distribution. Output to device 33.
  • the packet distributor 33 of the packet generation device 3 receives n encoded packets V from the systematic encoder 35, the packet number is changed to the encoded packet V as in the third embodiment.
  • the allocation process is executed (step ST24). For example, if it is V, assign a packet number of "1".
  • the packet distributor 33 assigns the packet number to the encoded packet V as described above, the packet distributor 33 distributes the encoded packet V to the plurality of packet holders 4 (step ST25).
  • the packet collector 41 of the packet restoration device 5 collects r packets that are retained without being lost, among the n packets that are retained in the plurality of packet retainers 4. In other words, if n ⁇ r packet holders 4 are damaged or stolen and n ⁇ r packets are lost! /, Then they are held in packet collector 41! /, R Assume that packets are collected.
  • encoded packets V and V are lost, and encoded packets V, V, V and V are collected.
  • the decoder 44 of the packet restoration device 5 has the systematic type held in the systematic encoder 35. It holds the same generation matrix G as the generation matrix G of the erasure correction code.
  • the decoder 44 refers to the packet number of the encoded packet V. Then, a row (generation rule) corresponding to the packet number of r encoded packets V is extracted from the generated row IJG, and a matrix G ′ including the row is generated.
  • the decoder 44 When the decoder 44 generates a matrix G ′ having rows corresponding to packet numbers of r encoded packets V, the decoder 44 performs Gaussian elimination on the matrix G ′ and r encoded packets V. Thus, a lower triangular matrix is obtained and k information packets are restored (step ST33).
  • the encoded packets V 1, V are lost and the encoded packets V 1, V 2, V 3, V 4 are lost.
  • the generation line is referenced with reference to the packet numbers of the encoded packets V, V, V, V.
  • the Gaussian elimination method is performed on the matrix G ′ and the four encoded packets V.
  • the inverse transformer 45 of the packet restoration device 5 receives the inverse matrix of the full rank matrix F as shown below, as in the second embodiment.
  • F— 1 is used as V, and k information packets u ′ are inversely converted (step ST34). 1 0 1 1
  • the regenerator 23 of the receiving device 2 regenerates the data contained in the k information packets (step ST27).
  • the packet generator 3 uses the full-rank IJF to receive k information packets generated by the information packet generator 31.
  • a converter 34 for conversion, and a systematic encoder 35 for encoding the k information packets converted by the converter 34 using the generation matrix G of the systematic erasure correction code The packet restoration device 5 holds the same generation row IJG as the generation matrix G held in the systematic encoder 35, and the generation row IJG force is also encoded by the packet collector 41.
  • the decoder 44 using the inverse matrix F- 1 of the full rank matrix F is used. Convert k information packets decoded by 44 Since the inverse converter 45 is provided, as in the third embodiment, there is an effect that a large number of guaranteed decoding loss can be guaranteed.
  • the information packet generator 31 uses the full rank delegation IJF. Therefore, the systematic encoder 35 uses the generation matrix G of the systematic erasure correction code to encode the information packet. If the encoding rule that prevents the information packet itself from appearing in the encoded packet is not disclosed, the information packet cannot be easily discriminated from the encoded packet, and power S can be used to protect the information.
  • the packet restoration device 5 uses the inverse matrix F- 1 of the full-rank matrix F and performs reverse conversion after decoding the encoded packet, while maintaining high decoding performance and the number of guaranteed decoding losses as in the BCH code.
  • An unstructured erasure correction code can be configured.
  • the BCH code is an error correction code that satisfies the BCH limit, and the minimum distance can be maximized for a certain combination of code length n and information length k. Therefore, it is possible to maximize the number of erasure-guaranteed erasure correction codes having a combination of (n, k).
  • the encoder, the decoder, the transmission device, the reception device, the communication system, the packet generation device, and the packet restoration device according to the present invention correspond to the packet in which the packet restoration means is lost in the communication path.
  • the generation rules By extracting the generation rules, lost packets can be recovered, and even when using an unorganized erasure correction code, an encoder, decoder, transmitter, and receiver that can guarantee a large number of guaranteed decoding loss Device, communication system, packet generation device and packet restoration device, suitable for use in digital communication systems

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Description

明 細 書
符号化器、復号器、送信装置、受信装置、通信システム、パケット生成装 置及びパケット復元装置
技術分野
[0001] この発明は、ディジタル通信における符号化技術に関するものであり、特にデータ を含む或るパケットが通信路で消失したとき、消失せずに受信できた他のパケットを 用いて、消失したパケットを復元する通信システムに関し、また、その通信システムを 構成する送信装置及び受信装置に関するものである。さらに、その送信装置を構成 する符号化器と、その受信装置を構成する復号器に関するものである。
また、この発明は、分散保持対象のデータを含む複数個のパケットを生成して、複 数個のパケットを符号化するパケット生成装置と、パケット生成装置により符号化され たパケットを保持している複数のパケット保持器のうち、いずれかのパケット保持器に 故障や盗難などが発生してパケットを消失したとき、その消失したパケットを復元する パケット復元装置に関するものである。
背景技術
[0002] 消失訂正符号はデータを含む或るパケットが通信路で消失したとき、消失パケット の復元に利用するものであり、消失訂正符号は、例えば、 1対多数のマルチキャスト 通信（1つの基地局がデータを含む符号化パケットを通信路に拡散して、端末が基地 局により拡散された符号化パケットを個々に必要なだけ受信して復号することにより、 その符号化パケットに含まれて!/、るデータを再生する通信方式）に適用することがで きる。
また、消失訂正符号は、符号化パケットを複数のディスクに分散して保存するような 場合にも適用すること力できる。即ち、符号化パケットを複数のディスクに分散して保 存しているとき、いずれかのディスクが破損した場合に、消失訂正符号を用いて、そ のディスクに保存されていた符号化パケットを復元することができる。
[0003] ここで、パケットの消失通信路の誤り訂正方式に用いる符号として、 LT符号や Rapt or符号などがある。 LT符号は以下の非特許文献 1に開示されており、 Raptor符号 は以下の非特許文献 2に開示されている。
これらの符号は、復号計算量が少なぐ符号長が長い場合に高い消失訂正能力を 有して!/、るなどの特徴がある。
しかし、復号を保証する受信数が大きいなどのデメリットもある。復号を保証する受 信数とは、 100%の復号を行うために必要な受信数（受信パケット数）のことであり、こ れらの符号では、比較的少ないパケットの消失で、復号できないことが生じる。
以下、 100%の復号を保証できる消失数を「復号保証消失数」と称する。
[0004] 例えば、複数のディスクに分散してデータを保存する場合、データ損失を最小限に 抑えるために、できるだけ多くのデータを復元できるようにしておく必要があり、消失 訂正符号として復号保証消失数を明確にすることは重要である。
[0005] また、符号化パケットに情報データそのものが含まれる組織型符号ではなぐ非組 織型の消失訂正符号を必要とするシステムもある。組織型の消失訂正符号を使った 場合、情報データそのものである符号化パケットが存在するため、パケットが漏洩す ると情報データを簡単に得ることができる。非組織型の消失訂正符号ならば、符号化 パケットに情報データそのものを含まないため、仮にすベてのパケットが漏洩しても符 号化規則を推定しなければ、情報データを得ることができない。このように、非組織型 の消失訂正符号を用いて、情報データの簡単な漏洩を防ぐことができる。
[0006] 非特許文献 1 : M. Luby, "LT Codes, "Proceeding of the 43th Annual I EEE Symposium on the Fundations of Computer Science(STOC), p p. 271 - 280, 2002
非特許文献 2 : A. ShokroUahi, "Raptor Codes, "reprint 2003. Available at www. inference, phy. cam. ac. uk/ mackay/DFountain. html
[0007] 従来の通信システムは以上のように構成されているので、組織型の消失訂正符号 を使用すれば、大きな復号保証消失数を保証することができるが符号化パケットに情 報データそのものが含まれ、非組織型の消失訂正符号を使用する場合には、符号化 パケットに情報データそのものを含まな!/、が、大きな復号保証消失数を保証すること が難しぐ符号長が短くなると復号性能が劣化するなどの課題があった。
[0008] この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、非組織型の消失訂 正符号を使用する場合でも、大きな復号保証消失数を保証することができる通信シ ステムを得ることを目白勺とする。
また、この発明は、大きな復号保証消失数を保証することができる通信システムを 構成する送信装置と受信装置を得ることを目的とする。
さらに、この発明は、上記の送信装置を構成する符号化器と、上記の受信装置を構 成する復号器とを得ることを目的とする。
[0009] また、この発明は、複数個のパケットを分散して保持する際、非組織型の消失訂正 符号を使用する場合でも、大きな復号保証消失数を保証することができるパケット生 成装置を得ることを目的とする。
また、この発明は、パケット生成装置により符号化されたパケットを保持している複 数のパケット保持器のうち、いずれかのパケット保持器に故障や盗難などが発生して パケットを消失したとき、その消失したパケットを復元することができるパケット復元装 置を得ることを目的とする。
発明の開示
[0010] この発明に係る通信システムは、送信側では、パケット符号化手段が非組織型の消 失訂正符号の生成規則を用いて、パケット生成手段により生成された複数個のパケ ットを符号化して、パケット送信手段がパケット符号化手段により符号化された複数個 のパケットを送信する一方、受信側では、パケット復元手段がパケット符号化手段に 用いられる生成規則と同一の生成規則から通信路で消失されずに受信されたバケツ トに対応する生成規則を抽出し、その生成規則と上記パケットを用いて、通信路で消 失されたパケットを復元するようにしたものである。
[0011] この発明によれば、送信側では、パケット符号化手段が非組織型の消失訂正符号 の生成規則を用いて、パケット生成手段により生成された複数個のパケットを符号化 して、パケット送信手段がパケット符号化手段により符号化された複数個のパケットを 送信する一方、受信側では、パケット復元手段がパケット符号化手段に用いられる生 成規則と同一の生成規則から通信路で消失されずに受信されたパケットに対応する 生成規則を抽出し、その生成規則と上記パケットを用いて、通信路で消失されたパケ ットを復元するように構成したので、非組織型の消失訂正符号を使用する場合でも、 大きな復号保証消失数を保証することができる効果がある。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]この発明の実施の形態 1による通信システムを示す構成図である。
[図 2]この発明の実施の形態 1による通信システムの処理内容を示すフローチャート である。
[図 3]この発明の実施の形態 2による通信システムを示す構成図である。
[図 4]この発明の実施の形態 2による通信システムの処理内容を示すフローチャート である。
[図 5]この発明の実施の形態 3によるパケット生成装置及びパケット復元装置を示す 構成図である。
[図 6]この発明の実施の形態 3によるパケット生成装置及びパケット復元装置の処理 内容を示すフローチャートである。
[図 7]この発明の実施の形態 4によるパケット生成装置及びパケット復元装置を示す 構成図である。
[図 8]この発明の実施の形態 4によるパケット生成装置及びパケット復元装置の処理 内容を示すフローチャートである。
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形 態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態 1.
図 1はこの発明の実施の形態 1による通信システムを示す構成図であり、図におレヽ て、通信システムは送信装置 1と受信装置 2から構成されており、送信装置 1と受信装 置 2は、無線通信路又は有線通信路によって接続されて!/、る。
送信装置 1の情報パケット生成器 11は送信対象のデータを k個の一定サイズのパ ケットに成型することにより、 k個の情報パケットを生成する処理を実施する。なお、情 報パケット生成器 11はパケット生成手段を構成して!/、る。
[0014] 送信装置 1の非組織型符号化器 12は非組織型の消失訂正符号の生成行列 GF ( 生成規則）を保持しており、その生成行歹 GFを用いて、情報パケット生成器 11により 生成された k個の情報パケットを符号化し、 n個の符号化パケットをパケット送信器 13 に出力する処理を実施する。
ここでは、非組織型符号化器 12が事前に非組織型の消失訂正符号の生成行列 G Fを保持しているものについて示した力 S、非組織型符号化器 12が必ずしも事前に生 成行歹 IJGFを保持している必要はなぐ例えば、後述する生成行列生成器 (規則変換 手段）により生成された生成行歹 IJGFを用いるようにしてもよい。なお、非組織型符号 化器 12はパケット符号化手段を構成している。
送信装置 1のパケット送信器 13は受信装置 2がパケットデータの誤りを判断する際 に使用する CRC (Cyclic Redundancy Check)ビットを非組織型符号化器 12か ら出力された符号化パケットに付加するとともに、パケット番号を当該符号化パケット に割り振って、その符号化パケットを受信装置 2に送信する。なお、パケット送信器 13 はパケット送信手段を構成してレ、る。
[0015] 受信装置 2のパケット受信器 21は送信装置 1から送信された符号化パケットを受信 すると、その符号化パケットに対する CRC検査を実施し、その検査を満たさない符号 化パケットは通信路で消失したものと判断して、その検査を満たして!/、る r個の符号化 パケットを復号器 22に出力する処理を実施する。なお、パケット受信器 21はパケット 受信手段を構成している。
受信装置 2の復号器 22は非組織型符号化器 12に保持されている消失訂正符号 の生成行列 GFと同一の生成行列 GFを保持しており、その生成行列 GFから r個の符 号化パケットに対応する行（生成規貝 IJ)を抽出して、その行からなる行列 G'を生成し 、その行列 G'と r個の符号化パケットを用いて、通信路で消失されたパケットを復元し て、 k個の情報パケットを復号する処理を実施する。
ここでは、復号器 22が事前に生成行歹 IJGFを保持しているものについて示したが、 復号器 22が必ずしも事前に生成行歹 IJGFを保持している必要はなぐ例えば、後述 する生成行列生成器 (規則変換手段）により生成された生成行列 GFを用いるように してもよい。なお、復号器 22はパケット復元手段を構成している。
[0016] 受信装置 2の再生器 23は復号器 22により復号された k個の情報パケットに含まれ て!/、るデータを再生する処理を実施する。 図 2はこの発明の実施の形態 1による通信システムの処理内容を示すフローチヤ一 トである。
[0017] 次に動作について説明する。
この実施の形態 1では、復号保証消失数の明確な代数的符号に基づ!/、て消失訂 正符号を構成する。例えば、 BCH符号に基づいて非組織型の消失訂正符号を構成 して、符号化処理ゃ復号処理を実施する例を説明する。
以降の説明では、複数のパケットについてパケット単位の消失訂正方法を説明する 力 処理は各パケットについて同一のビット位置毎に並列に符号化復号処理を行うも のとする。
[0018] この実施の形態 1では、送信装置 1の非組織型符号化器 12及び受信装置 2の復号 器 22には、事前に非組織型の消失訂正符号の生成行歹 IJGFが保持されているものと するが、非組織型の消失訂正符号の生成行列 GFは、以下に示すような方法で構成 すること力 Sでさる。
なお、非組織型の消失訂正符号の生成行列 GFを生成する生成行列生成器 (規則 変換手段）は、送信装置 1の非組織型符号化器 12及び受信装置 2の復号器 22に搭 載するようにしてもよいし、送信装置 1及び受信装置 2の外部に設けるようにしてもよ い。
[0019] 例えば、生成行列生成器が代数的符号である BCH符号を用いて、（符号長 n,情 報長 k) = (7, 4)の消失訂正符号を構成する場合の生成行列 Gは、下記の式（1)の ようになる。
[数 1]
( 1 0 0 0、
0 1 0 0
0 0
G 0 0 ( 1 )
1 1
0 1
1 1
：の生成行列 Gを用いて、情報ノ 号化する場合、 7ノ 意する。なお、式（2)はフルランク行列 Fの一例であり、非組織型の消失訂正符号を 構成できるが、この場合には、順序が入れ替わるだけで、情報
号化パケットに含まれるため十分ではなレ、。
[数 2]
0 0 1 0、
1 0 0 0
( 2
0 0 0 1
0 1 0 0
[0021] フルランク行列 Fを作る手段として、 BCH符号の生成行歹 IJGを用いる方法がある。 B CH符号の生成行歹 IJGから連続する k行を抽出して構成した行列は、フルランク行列 になる。
しかし、（n, k)の生成行列 Gに対して、同じ生成行列 Gから連続する k行を抽出す ると、多項式計算から明らかなように、生成行列 Gの行が巡回しただけになる。
そこで、消失訂正符号を構成するために用いている (n, k)の BCH符号の生成行 列ではなぐ他の生成多項式で構成する (η' , k' )の BCH符号を短縮して生成行列 を構成して、 k X kの行列を抽出する。
[0022] ここでは、 (n, k) = (7, 4)の消失訂正符号を構成するので、 （n, k) = (15, 5)の B CH符号を短縮し、下記の（14, 4)の生成行列の下 10行から連続する 4行を抽出す
[数 3]
Figure imgf000010_0001
[0023] そして、式（3)の生成行列から抽出した行を式（1)の生成行列 Gに掛け合わせるこ とにより、消失訂正符号の生成行列 GFを生成すると、下記の式 (4)に示すように、消 失訂正符号の生成行列 GFの全ての行において、 1が 2つ以上存在することになり、 情報パケットそのものが符号化パケットになることはない。
[数 4]
Figure imgf000010_0002
[0024] 上記のように、消失訂正符号の生成行列 GFの行重みが 2以上になるようにフルラ ンク行歹 IJFを選択することで、非組織型で BCH符号に基づく消失訂正符号の生成行 歹 IJGFを構成すること力 Sできる。
上記の例以外にも、 (n, k) = (31 , 26)の BCH符号を短縮して（9, 4)、 (n, k) = ( 31 , 21)の BCH符号を短縮して（14, 4)など、（n, k)の BCH符号に基づいて消失 訂正符号を構成する場合には、（η' , k' )となる短縮符号を用いて、フルランク行歹 IJF を構成すること力できる。
このように、 BCH符号を短縮して、フルランク行歹 IJFを生成する組み合わせは多数 ある。また、このようにして求めたフルランク行列 Fに、式（4)のようにデータを並べ替 える行列を掛け合わせることで、フルランク行列 Fの組み合わせは k倍に増える。
[0025] ここまでは、 BCH符号の生成多項式を用いて、フルランク行列 Fを作成する方法に ついて述べたが、必ずしも多項式に基づいて構成する必要はなぐ生成行列 GFの 各行の重みが 2以上となれば、フルランク行歹 IJFをランダムに構成してもよい。ランダ ムに構成する場合の組み合わせは、 k X k行列の各要素力 又は" 0"の 2パターン であるので、 2kxk個の組み合わせが存在する。
[0026] 生成行列生成器は、上記のようにして、非組織型の消失訂正符号の生成行列 GF を生成すると、その生成行歹 IJGFを送信装置 1の非組織型符号化器 12及び受信装 置 2の復号器 22に与える。
送信装置 1の情報パケット生成器 11は、送信対象のデータを入力すると (ステップ ST1)、送信対象のデータを k個の一定サイズのパケットに成型することにより、 k個の 情報パケットを生成し、 k個の情報パケットを非組織型符号化器 12に出力する (ステ ップ ST2)。
[0027] 送信装置 1の非組織型符号化器 12は、情報パケット生成器 11から k個の情報パケ ットを受けると、生成行列生成器から与えられている非組織型の消失訂正符号の生 成行歹 l]GFを用いて、 k個の情報パケットを符号化し、 n個の符号化パケットをパケット 送信器 13に出力する（ステップ ST3)。
即ち、非組織型符号化器 12は、例えば、（n, k) = (7, 4)の消失訂正符号の生成 行歹 IJGFが与えられている場合、情報パケット生成器 11から情報パケット u= (u , u ,
1 2 u , u )を受けると、下記に示すような符号化パケット Vをパケット送信器 13に出力する
3 4
=u +u ) mod 2
1 1 3
(v =u +u +u ) mod 2
2 1 2 4
(v =u +u ) mod 2
3 1 2
(v =u +u +u ) mod 2
4 1 2 3
(v =u +u +u ) mod 2
5 1 3 4
(v =u +u +u +u ) mod 2
6 1 2 3 4 (v =u +u ) mod 2
7 1 4
なお、いずれの符号化パケットも情報パケットそのものではなぐ積和演算した結果 が符号化パケットになる。
[0028] 送信装置 1のパケット送信器 13は、非組織型符号化器 12から n個の符号化バケツ ト Vを受けると、パケット番号を符号化パケット Vに割り振る処理を実施する（ステップ S T4)。例えば、 Vであれば、 "1 "のパケット番号を割り振るようにする。
1
また、パケット送信器 13は、受信装置 2がパケットデータの誤りを判断する際に使用 する CRCビットを符号化パケット Vに付加し (ステップ ST5)、通信路を介して、その符 号化パケット Vを受信装置 2に送信する (ステップ ST6)。
[0029] 受信装置 2のパケット受信器 21は、送信装置 1から送信された符号化パケット Vを受 信すると (ステップ ST7)、その符号化パケット Vに対する CRC検査を実施する (ステツ プ ST8)。
パケット受信器 21は、 CRC検査を実施して、その検査を満たさない符号化パケット Vは通信路で消失したものと判断して、その検査を満たして!/、る r個の符号化パケット Vを復号器 22に出力する。
即ち、パケット受信器 21は、送信装置 1から送信された n個の符号化パケット Vのう ち、 n— r個の符号化パケット Vが通信路で消失したものと判断し、 CRC検査を満たし ている r個の符号化パケット Vを復号器 22に出力する。
[0030] 受信装置 2の復号器 22は、非組織型符号化器 12に保持されている消失訂正符号 の生成行歹 IJGFと同一の生成行歹 IJGFを保持しており、パケット受信器 21から r個の符 号化パケット Vを受けると、その符号化パケット Vのパケット番号を参照する。符号化パ ケット Vのパケット番号を参照すれば、送信装置 1が符号化パケット v= (V , V , V , · ·
1 2 3
· )を生成する際に積和演算を行った組み合わせが分かる。
復号器 22は、生成行歹 IJGFから r個の符号化パケット Vのパケット番号に対応する行 (生成規則）を抽出して、その行からなる行列 G'を生成する。
復号器 22は、 r個の符号化パケット Vのパケット番号に対応する行からなる行列 G' を生成すると、その行列 G'と r個の符号化パケット Vに対してガウス消去法を実施する ことにより、下三角行列を得て、 k個の情報パケットを復元する（ステップ ST9)。 [0031] 例えば、遮蔽などが原因で、通信路で符号化 V， Vが消失し、符号化 ト V , V , V , Vが正常に受信された場合、符号化 V , V , V , V 番号
1 3 5 6
を参照して、生成行列 GFから符号化 V , V , V , Vに対応する行を抽出し、そ の行からなる行列 G'を生成する。
そして、下記に示すように、その行列 G'と 4個の符号化 Vに対してガウス消 去法を実施する。
[数 5]
1 0 0) V ( \ 1 0 0、 ' v3
1 0 1 0 一— VI 0 1 1 0
→ (ガウス消 Vl + V3
i法〉 = mod 2
1 0 1 1 0 0 1 1
、1 1 1 Λメ 、0 0 0 K 、V, + V
[0032] これにより、三角行列が生成され、情報 u = (u , u , u , u )は、 4個の符号 化 v = (V , V , V , V )から次式のように復元することができる c
v3 + + 6
V5 + V
v, + v3 + v5 + v6
Figure imgf000013_0001
V + v„ ここでは、 2個の符号化パケット v , Vを消失している例を示している力 符号化ノ
2 4
ットの消失が発生していない場合も、同様の方法で情報パケット u = (u , U , U , U )
1 2 3 4 を復元すること力 Sできる。
[0033] 受信装置 2の再生器 23は、復号器 22から k個の情報パケットを受けると、 k個の情 報パケットに含まれて!/、るデータを再生する (ステップ ST10)。
[0034] 以上で明らかなように、この実施の形態 1によれば、送信側では、非組織型符号化 器 12が非組織型の消失訂正符号の生成行歹 l]GFを用いて、情報パケット生成器 11 により生成された k個の情報パケットを符号化して、パケット送信器 13が非組織型符 号化器 12により符号化された n個の符号化パケットを送信する一方、受信側では、復 号器 22が非組織型符号化器 12に保持されている生成行歹 IJGFと同一の生成行列 G Fから通信路で消失されずに受信された符号化パケットに対応する生成規則を抽出 し、その生成規則と上記符号化パケットを用いて、通信路で消失された符号化バケツ トを復元するように構成したので、非組織型の消失訂正符号を使用する場合でも、大 きな復号保証消失数を保証することができる効果を奏する。
[0035] 即ち、この実施の形態 1によれば、復号保証消失数が明確な代数的符号に基づく 消失訂正符号を構成する際、フルランク行歹 IJFを用いて、代数的符号である BCH符 号の生成行列 Gを非組織型の消失訂正符号の生成行列 GFに変換し、その生成行 歹 IJGFを用いて、情報パケット生成器 11により生成された k個の情報パケットを符号化 するので、符号化パケットに情報パケットそのものが現れることがない。
特に、 BCH符号は BCH限界を満たす誤り訂正符号であり、ある符号長 nと情報長 kの組み合わせに対して、最小距離を最大にすることができることから、 BCH符号に 基づいて構成することで、（n, k)の組み合わせを持つ消失訂正符号の復号保証消 失数を最も大きくすること力できる。
また、 BCH符号の生成行列 Gの大きさと、非組織型の消失訂正符号の生成行列 G Fの大きさは等しいので、従来の通信システムに対しては、 BCH符号の生成行列 G を非組織型の消失訂正符号の生成行歹 IJGFに置き換えだけの変更だけで適用する こと力 Sでさる。
また、非組織型の符号構成となるため、符号化パケットに情報データがそのまま現 れることがないため、符号化パケットから情報データを読み取るには符号化規則を推 測する必要がり、特にフルランク行歹 IJFをランダムに生成した場合には、 Fの組み合わ せは多数あることから、情報データを読み取ることは困難になる。
[0036] 実施の形態 2.
図 3はこの発明の実施の形態 2による通信システムを示す構成図であり、図におい て、図 1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
送信装置 1の変換器 14は事前にフルランク行歹 IJFを保持しており、そのフルランク 行列 Fを用いて、情報パケット生成器 11により生成された k個の情報パケットを変換 する処理を実施する。
ここでは、変換器 14が予めフルランク行歹 IJFを保持しているものについて示した力 変換器 14が必ずしも事前にフルランク行歹 IJFを保持している必要はなぐ例えば、一 定の規則に基づいて生成するようにしてもよい（フルランク行列 Fの生成例は、上記 実施の形態 1を参照）。なお、変換器 14はパケット変換手段を構成している。
送信装置 1の組織型符号化器 15は予め組織型の消失訂正符号の生成行列 Gを保 持しており、その生成行歹 IJGを用いて、変換器 14により変換された k個の情報バケツ トを符号化する処理を実施する。
ここでは、組織型符号化器 15が予め組織型の消失訂正符号の生成行列 Gを保持 しているものについて示した力 S、組織型符号化器 15が必ずしも事前に生成行歹 IJGを 保持している必要はなぐ例えば、一定の規則に基づいて生成するようにしてもよい。 なお、組織型符号化器 15はパケット符号化手段を構成している。
[0037] 受信装置 2の復号器 24は組織型符号化器 15に保持されている組織型の消失訂 正符号の生成行列 Gと同一の生成行列 Gを保持しており、その生成行列 Gからパケ ット受信器 21により受信された符号化パケットに対応する行 (生成規則）を抽出し、そ の生成規則と上記符号化パケットを用いて、通信路で消失された符号化パケットを復 元し、 k個の情報パケットを復号する。
ここでは、復号器 24が事前に生成行歹 IJGを保持しているものについて示した力 復 号器 24が必ずしも事前に生成行歹 IJGを保持している必要はなぐ例えば、一定の規 則に基づいて生成するようにしてもよい。なお、復号器 24はパケット復元手段を構成 している。
受信装置 2の逆変換器 25は予めフルランク行列 Fの逆行列 F—1を保持しており、フ ルランク行列 Fの逆行列 F—1を用いて、復号器 24により復号された k個の情報パケット を逆変換する処理を実施する。
ここでは、逆変換器 25が予めフルランク行列 Fの逆行列 F—1を保持しているものにつ いて示した力 S、逆変換器 25が必ずしも事前にフルランク行列 Fの逆行列 F—1を保持し ている必要はなぐ例えば、一定の規則に基づいて生成するようにしてもよい。なお、 逆変換器 25は逆変換手段を構成している。
図 4はこの発明の実施の形態 2による通信システムの処理内容を示すフローチヤ一 トでめる。
[0038] 次に動作について説明する。この実施の形態 2では、復号保証消失数の明確な代 数的符号に基づいて消失訂正符号を構成する。以降の説明では、複数のパケットに つ!/、てパケット単位の消失訂正方法を説明する力 処理は各パケットにつ!/、て同一 のビット位置毎に並列に符号化復号処理を行うものとする。
この実施の形態 2では、事前に送信装置 1の組織型符号化器 15及び受信装置 2の 復号器 24が組織型の消失訂正符号の生成行歹 IJGを保持しているものとする。
また、送信装置 1の変換器 14が上記実施の形態 1と同様の方法で得られるフルラ ンク行列 Fを保持し、受信装置 2の逆変換器 25がフルランク行列 Fの逆行列 F—1を保 持しているものとする。
[0039] 送信装置 1の情報パケット生成器 11は、送信対象のデータを入力すると (ステップ ST1)、上記実施の形態 1と同様に、送信対象のデータを k個の一定サイズのパケット に成型することにより、 k個の情報パケットを生成し、 k個の情報パケットを変換器 14 に出力する (ステップ ST2)。
[0040] 送信装置 1の変換器 14は、情報パケット生成器 11から k個の情報パケットを受ける と、フルランク行歹 IJFを用いて、 k個の情報パケットを変換する（ステップ ST11)。 即ち、変換器 14は、例えば、（符号長 n,情報長 k)の符号化を行う場合には、 k X k のフルランク行歹 IJFを用いて、 k個の情報パケットを変換する。
例えば、（n, k) = (7, 4)であるとき、フルランク行列 Fとして、式（4)に示されている フルランク行列 Fを用いる場合、情報パケット u= (u , u , u , u )をフルランク行列 F
1 2 3 4
で変換すると、変換後の情報パケット U ' = (U ' , U ' , U ' , U ' )は、下記のようになる
1 2 3 4
〇
u =u +u ) mod 2
1 1 3
u =u +u +u ) mod 2
2 1 2 4
(u ' =u +u ) mod 2
3 1 2
(u ， =u +u +u ) mod 2
4 1 2 3
[0041] 送信装置 1の組織型符号化器 15は、予め組織型の消失訂正符号の生成行列 Gを 保持しており、変換器 14から変換後の情報パケット u' = (u ' , u ' , u ' , u ' )を受け
1 2 3 4 ると、その生成行歹 IJGを用いて、変換後の情報パケット u' = (u ' , u ' , u ' , u ' )を符
1 2 3 4 号化する（ステップ ST12)。 即ち、組織型符号化器 15は、例えば、式 (4)に示すような組織型の消失訂正符号 の生成行列 Gが与えられて!/、る場合、下記に示すような符号化パケット Vをパケット送 信器 13に出力する。
=u +u ) mod 2
1 1 3
(v =u +u +u ) mod 2
2 1 2 4
(v =u +u ) mod 2
3 1 2
(v =u +u +u ) mod 2
4 1 2 3
(v =u +u +u ) mod 2
5 1 3 4
(v =u +u +u +u ) mod 2
6 1 2 3 4
(v =u +u ) mod 2
7 1 4
なお、いずれの符号化パケットにも情報パケットそのものが現れないように、フルラ ンク行列 Fが構成されて!/、る。
[0042] 送信装置 1のパケット送信器 13は、組織型符号化器 15から n個の符号化パケット V を受けると、上記実施の形態 1と同様に、パケット番号を符号化パケット Vに割り振る処 理を実施する（ステップ ST4)。例えば、 Vであれば、 "1 "のパケット番号を割り振るよ
1
うにする。
また、パケット送信器 13は、受信装置 2がパケットデータの誤りを判断する際に使用 する CRCビットを符号化パケット Vに付加し (ステップ ST5)、通信路を介して、その符 号化パケット Vを受信装置 2に送信する (ステップ ST6)。
[0043] 受信装置 2のパケット受信器 21は、送信装置 1から送信された符号化パケット Vを受 信すると (ステップ ST7)、上記実施の形態 1と同様に、その符号化パケット Vに対する CRC検査を実施する（ステップ ST8)。
パケット受信器 21は、 CRC検査を実施して、その検査を満たさない符号化パケット Vは通信路で消失したと判断して、その検査を満たして!/、る r個の符号化パケット Vを 復号器 22に出力する。
即ち、パケット受信器 21は、送信装置 1から送信された n個の符号化パケット Vのう ち、 n— r個の符号化パケット Vが通信路で消失したものと判断し、 CRC検査を満たし ている r個の符号化パケット Vを復号器 22に出力する。 [0044] 受信装置 2の復号器 24は、組織型符号化器 15に保持されている組織型の消失訂 正符号の生成行列 Gと同一の生成行歹 IJGを保持しており、パケット受信器 21から r個 の符号化パケット Vを受けると、その符号化パケット Vのパケット番号を参照する。 復号器 24は、生成行歹 IJGから r個の符号化パケット Vのパケット番号に対応する行（ 生成規則）を抽出して、その行からなる行列 G 'を生成する。
復号器 24は、 r個の符号化パケット Vのパケット番号に対応する行からなる行列 G ' を生成すると、その行列 G 'と r個の符号化パケット Vに対してガウス消去法を実施する ことにより、下三角行列を得て、 k個の情報パケットを復元する（ステップ ST13)。
[0045] 例えば、遮蔽などが原因で、通信路で符号化パケット V , Vが消失し、符号化バケツ ト V , V , V , Vが正常に受信された場合、符号化パケット V , V , V , Vのパケット番号 を参照して、生成行列 Gから符号化パケット V , V , V , Vに対応する行を抽出し、そ の行からなる行列 G 'を生成する。
そして、下記に示すように、その行列 G 'と 4個の符号化パケット Vに対してガウス消 去法を実施する。
[数 7]
、
Figure imgf000018_0001
[0046] これにより、三角行列が生成され、変換後の情報パケット u ' = (u，， u ，， u，， u ' ) は、 4個の符号化パケット ν = (V , V , V , V )から次式のように復元することができる。
[数 8]
Figure imgf000018_0002
[0047] 受信装置 2の逆変換器 25は、復号器 24から k個の情報パケット u を受けると、下記 に示すようなフルランク行列 Fの逆行列 F—1を用いて、 k個の情報パケット u 'を逆変換 する（ステップ ST14)。 0 1 Γ
1 0 0 1
F =
0 0 1 1
0 1 1 0 これにより、情報パケット u， u = m , u , u , u )を復元すること力 Sできる
4
[数 10]
, 'ヽ V + Vr + V
" +"4 v, +v3 + v5 + v6
Figure imgf000019_0001
Vt
受信装置 2の再生器 23は、逆変換器 25から k個の情報パケットを受けると、 k個の 情報パケットに含まれてレ、るデータを再生する (ステップ ST10)。
[0048] 以上で明らかなように、この実施の形態 2によれば、送信側では、フルランク行列 F を用いて、情報パケット生成器 1 1により生成された k個の情報パケットを変換する変 換器 14と、組織型の消失訂正符号の生成行列 Gを用いて、変換器 14により変換さ れた k個の情報パケットを符号化する組織型符号化器 15とを設け、受信側では、組 織型符号化器 15に保持されている生成行列 Gと同一の生成行歹 IJGを保持しており、 その生成行歹 IJG力もパケット受信器 25により受信された符号化パケットに対応する生 成規則を抽出し、その生成規則と上記符号化パケットを用いて、通信路で消失され たパケットを復元する復号器 24と、フルランク行列 Fの逆行列 F—1を用いて、復号器 2 4により復号された k個の情報パケットを変換する逆変換器 25とを設けるように構成し たので、上記実施の形態 1と同様に、大きな復号保証消失数を保証することができる 効果を奏する。
[0049] 即ち、この実施の形態 2によれば、復号保証消失数が明確な代数的符号に基づく 消失訂正符号を構成する際、フルランク行歹 IJFを用いて、情報パケット生成器 1 1によ り生成された k個の情報パケットを変換するようにしているので、組織型符号化器 15 が組織型の消失訂正符号の生成行列 Gを用いて、その情報パケットを符号化しても 、その符号化パケットに情報パケットそのものが現れることがなレ、。
このため、受信側では、フルランク行列 Fの逆行列 F—1を用いて、符号化パケットの 復号後に逆変換すればよぐ BCH符号のように、高い復号性能と復号保証消失数を 保ったまま、非組織型の消失訂正符号を構成することができる。特に、 BCH符号は B CH限界を満たす誤り訂正符号であり、ある符号長 nと情報長 kの組み合わせに対し て、最小距離を最大にすることができることから、 BCH符号に基づいて構成すること で、（n, k)の組み合わせを持つ消失訂正符号の復号保証消失数を最も大きくするこ と力 Sできる。
また、従来の通信システムに対して、符号化ゃ復号に用いる生成行列 Gは変えず に、符号化前の変換処理と、復号後の逆変換処理を追加するだけでよぐ従来の通 信システムに対して簡単に適用することができる。
また、非組織型の符号構成となるため、符号化パケットに情報データがそのまま現 れることがないため、符号化パケットから情報データを読み取るには符号化規則を推 測する必要があり、特にフルランク行歹 IJFをランダムに生成した場合には、 Fの組み合 わせは多数あることから、情報データを読み取ることは困難になる。
[0050] 実施の形態 3.
図 5はこの発明の実施の形態 3によるパケット生成装置及びパケット復元装置を示 す構成図であり、図において、パケット生成装置 3は分散保持対象のデータを含む複 数個のパケットを生成して複数個のパケットを符号化し、符号化後の複数個のバケツ トを複数のパケット保持器 4に分散するなどの処理を実施する。
パケット保持器 4はパケット生成装置 1により符号化されたパケットを保持する記憶 装置である。
パケット復元装置 5は複数のパケット保持器 4のうち、いずれかのパケット保持器 4に 故障や盗難などが発生してパケットを消失したとき、その消失したパケットを復元する などの処理を実施する。
[0051] パケット生成装置 3の情報パケット生成器 31は図 1の情報パケット生成器 11と同様 の処理を実施する生成器であり、情報パケット生成器 31は分散保持対象のデータを k個の一定サイズのパケットに成型することにより、 k個の情報パケットを生成する処理 を実施する。なお、情報パケット生成器 31はパケット生成手段を構成している。
パケット生成装置 3の非組織型符号化器 32は図 1の非組織型符号化器 12と同様 の処理を実施する符号化器である。非組織型符号化器 32は非組織型の消失訂正 符号の生成行列 GF (生成規則）を保持しており、その生成行列 GFを用いて、情報 パケット生成器 31により生成された k個の情報パケットを符号化し、 n個の符号化パケ ットをパケット分散器 33に出力する処理を実施する。
ここでは、非組織型符号化器 32が事前に非組織型の消失訂正符号の生成行列 G Fを保持しているものについて示した力 S、非組織型符号化器 32が必ずしも事前に生 成行列 GFを保持している必要はなぐ例えば、生成行列生成器 (規則変換手段）に より生成された生成行歹 IJGFを用いるようにしてもよい。なお、非組織型符号化器 32 はパケット符号化手段を構成してレ、る。
[0052] パケット生成装置 3のパケット分散器 33は非組織型符号化器 32から出力された n 個の符号化パケットを複数のパケット保持器 4に分散する処理を実施する。また、 Λ ケット分散器 33は n個の符号化パケットを複数のパケット保持器 4に分散する際、図 1 のパケット送信器 13と同様に、非組織型符号化器 22から出力された符号化パケット にパケット番号を割り振る処理を実施する。なお、パケット分散器 33はパケット分散手 段を構成している。
[0053] パケット復元装置 5のパケット収集器 41は複数のパケット保持器 4に保持されている n個のパケットのうち、消失されずに保持されている r個のパケットを収集する処理を 実施する。なお、パケット収集器 41はパケット収集手段を構成している。
パケット復元装置 5の復号器 42は図 1の復号器 22と同様の処理を実施する復号器 であり、復号器 42は非組織型符号化器 32に保持されている消失訂正符号の生成行 歹 IJGFと同一の生成行列 GFを保持しており、その生成行列 GFから r個の符号化パケ ットに対応する行（生成規則）を抽出して、その行からなる行列 G'を生成し、その行 列 G'と r個の符号化パケットを用いて、消失されたパケットを復元して、 k個の情報パ ケットを復号する処理を実施する。
ここでは、復号器 42が事前に生成行歹 IJGFを保持しているものについて示したが、 復号器 42が必ずしも事前に生成行歹 IJGFを保持している必要はなぐ例えば、生成 行列生成器 (規則変換手段）により生成された生成行歹 IJGFを用いるようにしてもょレ、 。なお、復号器 42はパケット復元手段を構成している。
[0054] パケット復元装置 5の再生器 43は図 1の再生器 23と同様に、復号器 42により復号 された k個の情報パケットに含まれているデータを再生する処理を実施する。
図 6はこの発明の実施の形態 3によるパケット生成装置及びパケット復元装置の処 理内容を示すフローチャートである。
[0055] 次に動作について説明する。この実施の形態 3では、復号保証消失数の明確な代 数的符号に基づいて消失訂正符号を構成する。以降の説明では、複数のパケットに つ!/、てパケット単位の消失訂正方法を説明する力 処理は各パケットにつ!/、て同一 のビット位置毎に並列に符号化復号処理を行うものとする。
上記実施の形態 1では、送信装置 1と受信装置 2から構成されている通信システム につ!/、て示したが、パケット生成装置 3が複数個の符号化パケットを分散して複数の パケット保持器 4に保存し、パケット復元装置 5が複数のパケット保持器 4に保存され ている複数個の符号化パケットを復号して再生するようにしてもよい。
ただし、パケット復元装置 5は、複数のパケット保持器 4のうち、いずれかのパケット 保持器 4に故障や盗難などが発生してパケットを消失した場合、消失せずに残って いるパケットを用いて、その消失したパケットを復元するなどの処理を実施する。
[0056] 以下、パケット生成装置 3及びパケット復元装置 5の処理内容を具体的に説明する 力 この実施の形態 3では、非組織型符号化器 32及び復号器 42が、上記実施の形 態 1と同様に、 BCH符号に基づく非組織型の消失訂正符号の生成行歹 l]GF (例えば 、式（4)の生成行列 GF)を用いるものとする。
[0057] 生成行列生成器は、上記実施の形態 1と同様にして、非組織型の消失訂正符号の 生成行歹 IJGFを生成すると、その生成行歹 IJGFをパケット生成装置 3の非組織型符号 化器 32及びパケット復元装置 5の復号器 42に与える。
なお、生成行列生成器 (規則変換手段）は、パケット生成装置 3の非組織型符号化 器 32及びパケット復元装置 5の復号器 42に搭載するようにしてもよいし、パケット生 成装置 3及びパケット復元装置 5の外部に設けるようにしてもよい。
パケット生成装置 3の情報パケット生成器 31は、分散保持対象のデータを入力する と（ステップ ST21)、分散保持対象のデータを k個の一定サイズのパケットに成型す ることにより、 k個の情報パケットを生成し、 k個の情報パケットを非組織型符号化器 3 2に出力する（ステップ ST22)。
[0058] パケット生成装置 3の非組織型符号化器 32は、情報パケット生成器 31から k個の情 報パケットを受けると、生成行列生成器から与えられている非組織型の消失訂正符 号の生成行列 GFを用いて、 k個の情報パケットを符号化し、 n個の符号化パケットを パケット分散器 33に出力する（ステップ ST23)。
即ち、非組織型符号化器 32は、例えば、（n, k) = (7, 4)の消失訂正符号の生成 行歹 IJGFが与えられている場合、情報パケット生成器 31から情報パケット u= (u , u ,
1 2 u , u )を受けると、下記に示すような符号化パケット Vをパケット分散器 33に出力する
3 4
〇
=u +u ) mod 2
1 1 3
(v =u +u +u ) mod 2
2 1 2 4
(v =u +u ) mod 2
3 1 2
(v =u +u +u ) mod 2
4 1 2 3
(v =u +u +u ) mod 2
5 1 3 4
(v =u +u +u +u ) mod 2
6 1 2 3 4
(v =u +u ) mod 2
7 1 4
なお、いずれの符号化パケットも情報パケットそのものではなぐ積和演算した結果 が符号化パケットになる。
[0059] パケット生成装置 3のパケット分散器 33は、非組織型符号化器 32から n個の符号 化パケット Vを受けると、パケット番号を符号化パケット Vに割り振る処理を実施する (ス テツプ ST24)。例えば、 Vであれば、 " 1"のパケット番号を割り振るようにする。
1
パケット分散器 33は、上記のようにして、パケット番号を符号化パケット Vに割り振る と、その符号化パケット Vを複数のパケット保持器 4に分散する処理を実施する (ステツ プ ST25)。
例えば、 7個のパケット保持器 4が用意されている場合、パケット分散器 33が符号 化パケット ν= (ν , ν , ν , ν , ν , ν , ν )を 7個に分けて、 7個のパケット保持器 4が 1 個ずつパケットを保持するようにする。
なお、パケット分散器 33からパケット保持器 4に対するパケットの移動は、例えば、メ モリスティックなどの記憶媒体を介してもよいが、ネットワークを通じて伝送するように してもよい。
ここでは、各パケット保持器 4がパケットを 1個ずつ保持するものについて示している 力 S、各パケット保持器 4が複数個のパケットを保持するようにしてもよい。
[0060] パケット復元装置 5のパケット収集器 41は、複数のパケット保持器 4に保持されてい る n個のパケットのうち、消失されずに保持されている r個のパケットを収集する。
即ち、 n— r個のパケット保持器 4に故障や盗難が発生して、 n— r個のパケットを消 失して!/、る場合、パケット収集器 41に保持されて!/、る r個のパケットを収集するものと する。
ここでは、符号化パケット V , Vが消失し、符号化パケット V , V , V , Vが収集される
2 4 1 3 5 6
ものとする。
[0061] パケット復元装置 5の復号器 42は、非組織型符号化器 32に保持されている消失訂 正符号の生成行歹 IJGFと同一の生成行歹 IJGFを保持しており、パケット収集器 41から r 個の符号化パケット Vを受けると、その符号化パケット Vのパケット番号を参照する。符 号化パケット Vのパケット番号を参照すれば、パケット生成装置 3が符号化パケット v = (V , V , V , · · · )を生成する際に積和演算を行った組み合わせが分かる。
1 2 3
復号器 42は、生成行歹 IJGFから r個の符号化パケット Vのパケット番号に対応する行 (生成規則）を抽出して、その行からなる行列 G'を生成する。
復号器 42は、 r個の符号化パケット Vのパケット番号に対応する行からなる行列 G' を生成すると、その行列 G'と r個の符号化パケット Vに対してガウス消去法を実施する ことにより、下三角行列を得て、 k個の情報パケットを復元する（ステップ ST26)。
[0062] 具体的には、例えば、符号化パケット V , Vが消失し、符号化パケット V , V , V , V
2 4 1 3 5 6 が収集された場合、符号化パケット V , V , V , Vのパケット番号を参照して、生成行
1 3 5 6
歹 IJGFから符号化パケット V , V , V , Vに対応する行を抽出し、その行からなる行列 G
1 3 5 6
'を生成する。
そして、下記に示すように、その行列 G'と 4個の符号化パケット Vに対してガウス消 去法を実施する。
[数 11]
' 3 λ
mod 2
Figure imgf000025_0001
'， +リ.
[0063] これにより、三角行列が生成され、情報 u = (u , u , u , u )は、 4個の符号
(V , V , V , V )から次式のように復元することができる c
Figure imgf000025_0002
v3 + v5 + v6
V5 + V6 ノ V, + V,
[0064] ここでは、 2個の符号化パケット V , Vを消失している例を示している力 符号化ノ
2 4
ットの消失が発生していない場合も、同様の方法で情報パケット u = (u , U , U , U )
1 2 3 4 を復元すること力 Sできる。
なお、消失した符号化パケットを保持していたパケット保持器 4を復旧する場合、非 組織型符号化器 32が復号器 42により復号された情報パケットを再度符号化し、当該 パケット保持器 4が非組織型符号化器 32により再度符号化されたパケット (パケット番 号を含む）を保持するようにすればよい。したがって、全てのパケット保持器 4を更新 する必要はない。
パケット復元装置 5の再生器 43は、復号器 42から k個の情報パケットを受けると、 k 個の情報パケットに含まれているデータを再生する（ステップ ST27)。
[0065] 以上で明らかなように、この実施の形態 3によれば、非組織型符号化器 32が非組 織型の消失訂正符号の生成行列 GFを用いて、情報パケット生成器 31により生成さ れた k個の情報パケットを符号化して、パケット分散器 33が非組織型符号化器 32に より符号化された n個の符号化パケットを複数のパケット保持器 4に分散する一方、パ ケット収集器 41が複数のパケット保持器 4に保持されている n個のパケットのうち、消 失されずに保持されて!/、る r個のパケットを収集し、復号器 42が非組織型符号化器 3 2に保持されている生成行列 GFと同一の生成行列 GFから消失されずに収集された 符号化パケットに対応する生成規則を抽出し、その生成規則と上記符号化パケットを 用いて、消失された符号化パケットを復元するように構成したので、非組織型の消失 訂正符号を使用する場合でも、大きな復号保証消失数を保証することができる効果 を奏する。
[0066] また、この実施の形態 3によれば、復号保証消失数が明確になるだけでなぐ非組 織型の消失訂正符号の生成行列 GFを用いて!/、るため、パケット保持器 4の盗難等 が発生しても、符号化規則が非公開であれば、そのパケット保持器 4に保持されてい る符号化パケットから情報パケットが容易に判別されず、情報の保護を図ることができ る。また、代数的符号の持つ復号性能を維持することもできる。特に、 BCH符号は B CH限界を満たす誤り訂正符号であり、ある符号長 nと情報長 kの組み合わせに対し て、最小距離を最大にすることができることから、 BCH符号に基づいて構成すること で、（n, k)の組み合わせを持つ消失訂正符号の復号保証消失数を最も大きくするこ と力 Sできる。
[0067] 実施の形態 4.
図 7はこの発明の実施の形態 4によるパケット生成装置及びパケット復元装置を示 す構成図であり、図において、図 5と同一符号は同一または相当部分を示すので説 明を省略する。
パケット生成装置 3の変換器 34は図 3の変換器 14と同様の処理を実施する変換器 であり、変換器 34は予めフルランク行歹 l]Fを保持しており、そのフルランク行列 Fを用 いて、情報パケット生成器 31により生成された k個の情報パケットを変換する処理を 実施する。
ここでは、変換器 34が予めフルランク行歹 IJFを保持しているものについて示した力 変換器 34が必ずしも事前にフルランク行歹 IJFを保持している必要はなぐ例えば、一 定の規則に基づいて生成するようにしてもよい。なお、変換器 34はパケット変換手段 を構成している。
パケット生成装置 3の組織型符号化器 35は図 3の組織型符号化器 15と同様の処 理を実施する符号化器であり、組織型符号化器 35は予め組織型の消失訂正符号の 生成行歹 IJGを保持しており、その生成行歹 IJGを用いて、変換器 34により変換された k 個の情報パケットを符号化する処理を実施する。
ここでは、組織型符号化器 35が事前に組織型の消失訂正符号の生成行歹 IJGを保 持しているものについて示した力 S、組織型符号化器 35が必ずしも事前に生成行列 G を保持している必要はなぐ例えば、一定の規則に基づいて生成するようにしてもよ い。なお、組織型符号化器 35はパケット符号化手段を構成している。
[0068] パケット復元装置 5の復号器 44は図 3の復号器 24と同様の処理を実施する復号器 であり、復号器 44は組織型符号化器 35に保持されて!/、る組織型の消失訂正符号の 生成行列 Gと同一の生成行列 Gを保持しており、その生成行列 Gからパケット収集器 41により収集された符号化パケットに対応する行 (生成規則）を抽出し、その生成規 貝 IJと上記符号化パケットを用いて、消失された符号化パケットを復元し、 k個の情報パ ケットを復号する処理を実施する。
ここでは、復号器 44が事前に生成行歹 IJGを保持しているものについて示した力 復 号器 44が必ずしも事前に生成行歹 IJGを保持している必要はなぐ例えば、一定の規 則に基づいて生成するようにしてもよい。なお、復号器 44はパケット復元手段を構成 している。
パケット復元装置 5の逆変換器 45は図 3の逆変換器 25と同様の処理を実施する逆 変換器であり、逆変換器 45は予めフルランク行列 Fの逆行列 F—1を保持しており、フ ルランク行列 Fの逆行列 F—1を用いて、復号器 44により復号された k個の情報パケット を逆変換する処理を実施する。
ここでは、逆変換器 45が予めフルランク行列 Fの逆行列 F—1を保持しているものにつ いて示した力 逆変換器 45が必ずしも事前にフルランク行列 Fの逆行列 F—1を保持し ている必要はなぐ例えば、一定の規則に基づいて生成するようにしてもよい。なお、 逆変換器 45は逆変換手段を構成している。
図 8はこの発明の実施の形態 4によるパケット生成装置及びパケット復元装置の処 理内容を示すフローチャートである。
[0069] 次に動作につ!/、て説明する。この実施の形態 4では、復号保証消失数の明確な代 数的符号に基づいて消失訂正符号を構成する。以降の説明では、複数のパケットに つ!/、てパケット単位の消失訂正方法を説明する力 処理は各パケットにつ!/、て同一 のビット位置毎に並列に符号化復号処理を行うものとする。
この実施の形態 4では、事前にパケット生成装置 3の組織型符号化器 35及びパケ ット復元装置 5の復号器 44が組織型の消失訂正符号の生成行列 G (例えば、式（1) の生成行列 G)を保持して!/、るものとする。
また、パケット生成装置 3の変換器 34が上記実施の形態 1と同様の方法で得られる フルランク行列 Fを保持し、パケット復元装置 5の逆変換器 45がフルランク行列 Fの逆 行列 F—1を保持して!/ヽるものとする。
[0070] パケット生成装置 3の情報パケット生成器 31は、分散保持対象のデータを入力する と（ステップ ST21)、上記実施の形態 3と同様に、分散保持対象のデータを k個の一 定サイズのパケットに成型することにより、 k個の情報パケットを生成し、 k個の情報パ ケットを変換器 34に出力する（ステップ ST22)。
[0071] パケット生成装置 3の変換器 34は、情報パケット生成器 31から k個の情報パケット を受けると、フルランク行歹 IJFを用いて、 k個の情報パケットを変換する（ステップ ST3
D o
即ち、変換器 34は、例えば、（符号長 n,情報長 k)の符号化を行う場合には、 k X k のフルランク行歹 IJFを用いて、 k個の情報パケットを変換する。
例えば、（n, k) = (7, 4)であるとき、フルランク行列 Fとして、式（4)に示されている フルランク行列 Fを用いる場合、情報パケット u= (u , u , u , u )をフルランク行列 F
1 2 3 4
で変換すると、変換後の情報パケット U ' = (U ' , U ' , U ' , U ' )は、下記のようになる
1 2 3 4
〇
u =u +u ) mod 2
1 1 3
u =u +u +u ) mod 2
2 1 2 4
(u ' =u +u ) mod 2
3 1 2
(u， =u +u +u ) mod 2
4 1 2 3
[0072] パケット生成装置 3の組織型符号化器 35は、予め組織型の消失訂正符号の生成 行列 Gを保持しており、変換器 34から変換後の情報パケット u = (u ' , u ' , u ' , u '
1 2 3 4
)を受けると、その生成行歹 IJGを用いて、変換後の情報パケット u = (u，， u，， u， , u ' )を符号化する（ステップ ST32)。
4
即ち、組織型符号化器 35は、例えば、式 (4)に示すような組織型の消失訂正符号 の生成行列 Gが与えられている場合、下記に示すような符号化パケット Vをパケット分 散器 33に出力する。
=u +u ) mod 2
1 1 3
(v =u +u +u ) mod 2
2 1 2 4
(v =u +u ) mod 2
3 1 2
(v =u +u +u ) mod 2
4 1 2 3
(v =u +u +u ) mod 2
5 1 3 4
(v =u +u +u +u ) mod 2
6 1 2 3 4
(v =u +u ) mod 2
7 1 4
なお、いずれの符号化パケットにも情報パケットそのものが現れないように、フルラ ンク行列 Fが構成されて!/、る。
[0073] パケット生成装置 3のパケット分散器 33は、組織型符号化器 35から n個の符号化パ ケット Vを受けると、上記実施の形態 3と同様に、パケット番号を符号化パケット Vに割り 振る処理を実施する（ステップ ST24)。例えば、 Vであれば、 "1"のパケット番号を割
1
り振るようにする。
パケット分散器 33は、上記のようにして、パケット番号を符号化パケット Vに割り振る と、その符号化パケット Vを複数のパケット保持器 4に分散する処理を実施する (ステツ プ ST25)。
[0074] パケット復元装置 5のパケット収集器 41は、複数のパケット保持器 4に保持されてい る n個のパケットのうち、消失されずに保持されている r個のパケットを収集する。 即ち、 n— r個のパケット保持器 4に故障や盗難が発生して、 n— r個のパケットを消 失して!/、る場合、パケット収集器 41に保持されて!/、る r個のパケットを収集するものと する。
ここでは、符号化パケット V , Vが消失し、符号化パケット V , V , V , Vが収集される
2 4 1 3 5 6
ものとする。
[0075] パケット復元装置 5の復号器 44は、組織型符号化器 35に保持されている組織型の 消失訂正符号の生成行列 Gと同一の生成行列 Gを保持しており、パケット収集器 41 から r個の符号化パケット Vを受けると、その符号化パケット Vのパケット番号を参照す 復号器 44は、生成行歹 IJGから r個の符号化パケット Vのパケット番号に対応する行（ 生成規則）を抽出して、その行からなる行列 G 'を生成する。
復号器 44は、 r個の符号化パケット Vのパケット番号に対応する行からなる行列 G ' を生成すると、その行列 G 'と r個の符号化パケット Vに対してガウス消去法を実施する ことにより、下三角行列を得て、 k個の情報パケットを復元する（ステップ ST33)。
[0076] 具体的には、例えば、符号化パケット V , Vが消失し、符号化パケット V , V , V , V
2 4 1 3 5 6 が収集された場合、符号化パケット V , V , V , Vのパケット番号を参照して、生成行
1 3 5 6
歹 IJGFから符号化パケット V , V , V , Vに対応する行を抽出し、その行からなる行列 G
1 3 5 6
'を生成する。
そして、下記に示すように、その行列 G 'と 4個の符号化パケット Vに対してガウス消 去法を実施する。
[数 13]
Ό 0 1 0、 ( \ 0 0 0、
1 0 0 0 ) ί V1 ]
0 ] 1 0
→ (ガウス消去法） =>
1 ] 1 0 0 0 1 0
、0 ] 1 し Λノ 、0 0 0 、リ 1 + 5 + V
[0077] これにより、三角行列が生成され、変換後の情報パケット u ' = (u，， u，， u，， u ' )
1 2 3 4 は、 4個の符号化パケット v = (V , V , V , V )から次式のように復元することができる。
1 3 5 6
[数 14]
Figure imgf000030_0001
[0078] パケット復元装置 5の逆変換器 45は、復号器 44から k個の情報パケット u 'を受ける と、上記実施の形態 2と同様に、下記に示すようなフルランク行列 Fの逆行列 F—1を用 V、て、 k個の情報パケット u 'を逆変換する（ステップ ST34)。 1 0 1 1
1 0 0 1
F'
0 0 1 1
0 1 1 0 これにより、情報パケット u ' : (u，， u，， u，， u ' )から情報ノ U = , U , U , u )を復元すること力 Sできる c
4
[数 16] v3 + v; + νή ヽ
u二
u +w4 ' v, + v3 + v5 + v6
Figure imgf000031_0001
受信装置 2の再生器 23は、逆変換器 25から k個の情報パケットを受けると、 k個の 情報パケットに含まれてレ、るデータを再生する (ステップ ST27)。
[0079] 以上で明らかなように、この実施の形態 4によれば、パケット生成装置 3には、フルラ ンク行歹 IJFを用いて、情報パケット生成器 31により生成された k個の情報パケットを変 換する変換器 34と、組織型の消失訂正符号の生成行列 Gを用いて、変換器 34によ り変換された k個の情報パケットを符号化する組織型符号化器 35とを設け、パケット 復元装置 5には、組織型符号化器 35に保持されている生成行列 Gと同一の生成行 歹 IJGを保持しており、その生成行歹 IJG力もパケット収集器 41により収集された符号化 パケットに対応する生成規則を抽出し、その生成規則と上記符号化パケットを用いて 、消失されたパケットを復元する復号器 44と、フルランク行列 Fの逆行列 F—1を用いて 、復号器 44により復号された k個の情報パケットを変換する逆変換器 45とを設けるよ うに構成したので、上記実施の形態 3と同様に、大きな復号保証消失数を保証するこ とができる効果を奏する。
[0080] 即ち、この実施の形態 4によれば、復号保証消失数が明確な代数的符号に基づく 消失訂正符号を構成する際、フルランク行歹 IJFを用いて、情報パケット生成器 31によ り生成された k個の情報パケットを変換するようにしているので、組織型符号化器 35 が組織型の消失訂正符号の生成行列 Gを用いて、その情報パケットを符号化しても 、その符号化パケットに情報パケットそのものが現れることがなぐ符号化規則が非公 開であれば、符号化パケットから情報パケットが容易に判別されず、情報の保護を図 ること力 Sでさる。
パケット復元装置 5では、フルランク行列 Fの逆行列 F—1を用いて、符号化パケットの 復号後に逆変換すればよぐ BCH符号のように、高い復号性能と復号保証消失数を 保ったまま、非組織型の消失訂正符号を構成することができる。特に、 BCH符号は B CH限界を満たす誤り訂正符号であり、ある符号長 nと情報長 kの組み合わせに対し て、最小距離を最大にすることができることから、 BCH符号に基づいて構成すること で、（n, k)の組み合わせを持つ消失訂正符号の復号保証消失数を最も大きくするこ と力 Sできる。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明に係る符号化器、復号器、送信装置、受信装置、通信シス テム、パケット生成装置およびパケット復元装置は、パケット復元手段が通信路で消 失されたパケットに対応する生成規則を抽出することで消失したパケットを復元するこ とができ、非組織型の消失訂正符号を使用する場合でも大きな復号保証消失数を保 証できる符号化器、復号器、送信装置、受信装置、通信システム、パケット生成装置 およびパケット復元装置としたので、ディジタル通信システムに用いるのに適している

Claims

請求の範囲
[1] フルランク行列を用いて、代数的符号の生成規則を非組織型の消失訂正符号の生 成規則に変換する規則変換手段と、上記規則変換手段により変換された非組織型 の消失訂正符号の生成規則を用いて、複数個のパケットを符号化するパケット符号 化手段とを備えた符号化器。
[2] フルランク行列を用いて、複数個のパケットを変換するパケット変換手段と、代数的 符号に基づく組織型の消失訂正符号の生成規則を用いて、上記パケット変換手段 により変換された複数個のパケットを符号化するパケット符号化手段とを備えた符号 化器。
[3] フルランク行列を用いて、代数的符号の生成規則を非組織型の消失訂正符号の生 成規則に変換する規則変換手段と、上記規則変換手段により変換された非組織型 の消失訂正符号の生成規則から複数個のパケットに対応する生成規則を抽出し、上 記生成規則と上記パケットを用いて、消失されたパケットを復元するパケット復元手段 とを備えた復号器。
[4] 代数的符号に基づく組織型の消失訂正符号の生成規則から複数個のパケットに対 応する生成規則を抽出し、上記生成規則と上記パケットを用いて、消失されたバケツ トを復元するパケット復元手段と、フルランク行列の逆行列を用いて、上記パケット復 元手段により復元されたパケットを逆変換する逆変換手段とを備えた復号器。
[5] 送信対象のデータを含む複数個のパケットを生成するパケット生成手段と、代数的 符号に基づく非組織型の消失訂正符号の生成規則を用いて、上記パケット生成手 段により生成された複数個のパケットを符号化するパケット符号化手段と、上記バケツ ト符号化手段により符号化された複数個のパケットを送信するパケット送信手段とを 備えた送信装置。
[6] 送信対象のデータを含む複数個のパケットを生成するパケット生成手段と、フルラ ンク行列を用いて、上記パケット生成手段により生成された複数個のパケットを変換 するパケット変換手段と、代数的符号に基づく組織型の消失訂正符号の生成規則を 用いて、上記パケット変換手段により変換された複数個のパケットを符号化するパケ ット符号化手段と、上記パケット符号化手段により符号化された複数個のパケットを送 信するパケット送信手段とを備えた送信装置。
[7] 送信装置により代数的符号に基づく非組織型の消失訂正符号の生成規則を用い て符号化されて、上記送信装置により送信された複数個のパケットのうち、通信路で 消失されずに到達したパケットを受信するパケット受信手段と、上記送信装置により 符号化される際に用いられる生成規則と同一の生成規則から上記パケット受信手段 により受信されたパケットに対応する生成規則を抽出し、上記生成規則と上記バケツ トを用いて、上記通信路で消失されたパケットを復元するパケット復元手段とを備えた 受信装置。
[8] 送信装置により代数的符号に基づく組織型の消失訂正符号の生成規則を用いて 符号化されて、上記送信装置により送信された複数個のパケットのうち、通信路で消 失されずに到達したパケットを受信するパケット受信手段と、上記送信装置により符 号化される際に用いられる生成規則と同一の生成規則から上記パケット受信手段に より受信されたパケットに対応する生成規則を抽出し、上記生成規則と上記パケット を用いて、上記通信路で消失されたパケットを復元するパケット復元手段と、フルラン ク行列の逆行列を用いて、上記パケット復元手段により復元されたパケットを逆変換 する逆変換手段とを備えた受信装置。
[9] 送信対象のデータを含む複数個のパケットを生成するパケット生成手段と、代数的 符号に基づく非組織型の消失訂正符号の生成規則を用いて、上記パケット生成手 段により生成された複数個のパケットを符号化するパケット符号化手段と、上記バケツ ト符号化手段により符号化された複数個のパケットを送信するパケット送信手段と、上 記パケット送信手段から送信された複数個のパケットのうち、通信路で消失されずに 到達したパケットを受信するパケット受信手段と、上記パケット符号化手段に用いられ る生成規則と同一の生成規則から上記パケット受信手段により受信されたパケットに 対応する生成規則を抽出し、上記生成規則と上記パケットを用いて、上記通信路で 消失されたパケットを復元するパケット復元手段とを備えた通信システム。
[10] フルランク行列を用いて、代数的符号の生成規則を非組織型の消失訂正符号の生 成規則に変換し、上記生成規則をパケット符号化手段及びパケット復元手段に与え る規則変換手段を設けたことを特徴とする請求項 9記載の通信システム。
[11] 送信対象のデータを含む複数個のパケットを生成するパケット生成手段と、フルラ ンク行列を用いて、上記パケット生成手段により生成された複数個のパケットを変換 するパケット変換手段と、代数的符号に基づく組織型の消失訂正符号の生成規則を 用いて、上記パケット変換手段により変換された複数個のパケットを符号化するパケ ット符号化手段と、上記パケット符号化手段により符号化された複数個のパケットを送 信するパケット送信手段と、上記パケット送信手段から送信された複数個のパケットの うち、通信路で消失されずに到達したパケットを受信するパケット受信手段と、上記パ ケット符号化手段に用いられる生成規則と同一の生成規則から上記パケット受信手 段により受信されたパケットに対応する生成規則を抽出し、上記生成規則と上記パケ ットを用いて、上記通信路で消失されたパケットを復元するパケット復元手段と、上記 フルランク行列の逆行列を用いて、上記パケット復元手段により復元されたパケットを 逆変換する逆変換手段とを備えた通信システム。
[12] 分散保持対象のデータを含む複数個のパケットを生成するパケット生成手段と、代 数的符号に基づく非組織型の消失訂正符号の生成規則を用いて、上記パケット生 成手段により生成された複数個のパケットを符号化するパケット符号化手段と、上記 パケット符号化手段により符号化された複数個のパケットを複数のパケット保持器に 分散するパケット分散手段とを備えたパケット生成装置。
[13] 分散保持対象のデータを含む複数個のパケットを生成するパケット生成手段と、フ ルランク行列を用いて、上記パケット生成手段により生成された複数個のパケットを変 換するパケット変換手段と、代数的符号に基づく組織型の消失訂正符号の生成規則 を用いて、上記パケット変換手段により変換された複数個のパケットを符号化するパ ケット符号化手段と、上記パケット符号化手段により符号化された複数個のパケットを 複数のパケット保持器に分散するパケット分散手段とを備えたパケット生成装置。
[14] パケット生成装置により代数的符号に基づく非組織型の消失訂正符号の生成規則 を用いて符号化されて、複数のパケット保持器に保持されている複数個のパケットの うち、消失されずに保持されているパケットを収集するパケット収集手段と、上記パケ ット生成装置により符号化される際に用いられる生成規則と同一の生成規則から上 記パケット収集手段により収集されたパケットに対応する生成規則を抽出し、上記生 成規則と上記パケットを用いて、消失されたパケットを復元するパケット復元手段とを 備えたパケット復元装置。
パケット生成装置により代数的符号に基づく組織型の消失訂正符号の生成規則を 用いて符号化されて、複数のパケット保持器に保持されている複数個のパケットのう ち、消失されずに保持されているパケットを収集するパケット収集手段と、上記バケツ ト生成装置により符号化される際に用いられる生成規則と同一の生成規則から上記 パケット収集手段により収集されたパケットに対応する生成規則を抽出し、上記生成 規則と上記パケットを用いて、消失されたパケットを復元するパケット復元手段と、フ ルランク行列の逆行列を用いて、上記パケット復元手段により復元されたパケットを逆 変換する逆変換手段とを備えたパケット復元装置。
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