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技術 復号化装置、プログラム、及び情報伝送システム

出願人 富士ゼロックス株式会社
発明者 浜田勉
出願日 2016年3月11日 (5年4ヶ月経過) 出願番号 2016-048425
公開日 2017年9月14日 (3年10ヶ月経過) 公開番号 2017-163476
状態 特許登録済
技術分野 符号誤り検出・訂正 エラーの検出、防止
主要キーワード デシリアライザー シリアライザー シングルビットエラー エンコードアルゴリズム 自己同期 ビット数変換 伝送元 パラレル形式
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (12)

課題

ビット誤り訂正符号を用いて、nビットのブロックの送信データに対するxa+xb+1の多項式演算されるデスクランブリングにより拡散するビット誤り訂正されるようにする。

解決手段

受信部140が、xa+xb+1の多項式でスクランブリングされた送信データを受信し、(n−8)ビット(n<a)の送信データに対し、x8+x6+x4+x3+1の巡回符号生成多項式に応じて計算された誤り訂正符号が付与されたブロックに対するスクランブリングにより得られたデータを受信する。誤り検出部156が、シンドロームとビットの誤り位置の番号とが予め対応付けられたテーブルから、計算されたシンドロームに対応する誤りパターンに応じて、受信データの誤り位置を算出する。訂正部158が、誤り検出部156によって算出された誤り位置の受信データを訂正する。

概要

背景

特許文献1には、パケットベースデジタル通信システムのための前方誤り訂正(FEC)符号を生成する方法であって、(a)既約多項式から生成されるハミング符号H(x)=X10+X3+1に基づく第1の符号化アルゴリズムを第1のデータワードに適用し、ビットインターリーブパリティ(BIP)符号B(x)=X6+1に基づく第2の符号化アルゴリズムを前記第1のデータワードに適用することと、(b)前記第1のデータワードについて第1のチェックビットシーケンスを生成することと、(c)前記第1のチェックビット・シーケンスを前記データワードに付加することと、(d)ステップ(c)の結果を、ソースノードにおいてスクランブル処理を行うことと、(e)ステップ(d)の結果を、データ送信リンク上で前記ソース・ノードから宛先ノードに送信することと、(f)前記宛先ノードにおいて、送信された前記データワードにデスクランブル処理を行い、前記第1のチェックビット・シーケンスを前記送信されたステップ(e)の結果から分離し、前記宛先ノードにおいて記憶することと、(g)送信された前記データワードに基づいて第2のチェックビット・シーケンスを生成することと、(h)シンドロームを作るために前記第1のチェックビット・シーケンスを前記第2のチェックビット・シーケンスとビットごとに比較することであって、前記シンドロームは、第2の符号化アルゴリズム・シンドロームと連結された第1の符号化アルゴリズム・シンドロームの形で存在する、ことと、(i)受信された前記データワードが第1のビット誤りを含むかどうかを判定することと、(j)前記第1の符号化アルゴリズム・シンドロームによって前記第1のビット誤りを訂正し、前記第2の符号化アルゴリズム・シンドロームによって第1及び第2の複製ビット誤りを訂正することと、を含む方法が開示されている。

特許文献2には、自己同期スクランブラ及びデスクランブラを用いて、シリアライザー又はデシリアライザーとして動作する、パケット・ベースのデジタル通信システムのためのフォワードエラー訂正を生成する方法であって、第1のエンコードアルゴリズムを第1の符号語に適用し、第2のエンコードアルゴリズムを第1の符号語に適用し、第1の符号語のための第1のチェックビット・シーケンスを生成し、チェックビット・シーケンスを第1の符号語へ付与し、伝送元において第1の符号語をスクランブルし、伝送元から伝送先への伝送路において第1の符号語を伝送し、伝送先において伝送された第1の符号語をデスクランブリングし、伝送された第1の符号語に基づいて、第2のチェックビット・シーケンスを生成し、第1のチェックビット・シーケンスと第2のチェックビット・シーケンスとを比較し、1ビットエラーが受信した第1の符号語に含まれているか否かを決定し、1ビットエラーを訂正し、第1及び第2の複製されたビットエラーを訂正する方法が開示されている。

特許文献3には、エラー検出又はエラー訂正コードデータセットに適用された後にデータがスクランブルされる状況において、短縮されたシングルビットエラー訂正又はダブルビット検出コードを用いて、デジタル通信システムにおけるランダムビットエラーを検出及び訂正する方法であって、完全に限定されたデータセット対する乗算エラーの全ての組み合わせについて固有のシンドロームを得て、当該データセットの末端で発生する乗算エラーと次のデータセットとの重複の組み合わせについて固有のシンドローム得て、次のデータセットの訂正を可能にする、末端の固有のシンドロームのタイプを記憶し、末端のタイプ毎に少なくとも固有であるデータセットの先頭において発生する、乗算エラーの全ての組み合わせに対するシンドロームを得る方法が開示されている。

特許文献4には、データパケット誤りを訂正する方法であって、第1のパケットに第1のエラーが存在するか否かを決定するためのシンドロームを計算し、第1のパケットに第1のエラーが存在する場合に第1のエラーを訂正し、第2のエラーが第1のエラーの乗算エラーである場合において、第2のパケットに第2のエラーが存在するか否かを決定し、第2のエラーを訂正する方法が開示されている。

概要

8ビットの誤り訂正符号を用いて、nビットのブロックの送信データに対するxa+xb+1の多項式で演算されるデスクランブリングにより拡散するビット誤りが訂正されるようにする。受信部140が、xa+xb+1の多項式でスクランブリングされた送信データを受信し、(n−8)ビット(n<a)の送信データに対し、x8+x6+x4+x3+1の巡回符号生成多項式に応じて計算された誤り訂正符号が付与されたブロックに対するスクランブリングにより得られたデータを受信する。誤り検出部156が、シンドロームとビットの誤り位置の番号とが予め対応付けられたテーブルから、計算されたシンドロームに対応する誤りパターンに応じて、受信データの誤り位置を算出する。訂正部158が、誤り検出部156によって算出された誤り位置の受信データを訂正する。

目的

本発明の目的は、8ビットの誤り訂正符号を用いて、nビットのブロックの送信データに対するxa+xb+1の多項式で演算されるデスクランブリングにより拡散するビット誤りが訂正される復号化装置プログラム、及び情報伝送システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

xa+xb+1の多項式(a,bは整数、a>b、a≠2b)でスクランブリングされた送信データを受信する復号化装置において、(n−8)ビット(n<a)の前記送信データに対し、x8+x6+x4+x3+1の巡回符号生成多項式に応じて計算された誤り訂正符号が付与されたブロックに対するスクランブリングにより得られたデータを受信する受信手段と、シンドロームとビットの誤り位置の番号とが予め対応付けられたテーブルであり、2ビットの誤り位置p(p≦n)と誤り位置p+bを表す前記ビットの誤り位置の番号P1に対応するシンドロームが、1ビットの誤り位置pに対応するシンドロームと1ビットの誤り位置p+bに対応するシンドロームとの排他的論理和で表され、2ビットの誤り位置pと誤り位置p+(a−b)を表す前記ビットの誤り位置の番号P2に対応するシンドロームが、1ビットの誤り位置pに対応するシンドロームと1ビットの誤り位置p+(a−b)に対応するシンドロームとの排他的論理和で表され、かつ、前記ビットの誤り位置の番号P1及び前記ビットの誤り位置の番号P2が、以下の式に示す条件を満たすように前記シンドロームとビットの誤り位置の番号とが対応付けられた前記テーブルから、前記データに対するデスクランブリングにより得られた受信データに付与された前記誤り訂正符号及び前記受信データから演算された誤り訂正符号に応じて計算されたシンドロームに対応する前記誤りパターンに応じて前記受信データの誤り位置を算出する誤り検出手段と、前記誤り検出手段によって算出された前記誤り位置の前記受信データを訂正する訂正手段と、を備えた復号化装置。P1,P2>n,かつ、|P1−P2|>n

請求項2

前記誤り検出手段は、前記シンドロームが前記テーブルに含まれるビットの誤り位置の番号と対応していない場合に、前記データの訂正不能の誤りを検出する請求項1に記載の復号化装置。

請求項3

前記x8+x6+x4+x3+1の巡回符号生成多項式に応じて計算された誤り訂正符号を前記送信データに付与し、前記送信データに対してスクランブリングを行うことにより前記データを得る変換手段、及び前記変換手段によって得られた前記データを送信する送信手段を備えた符号化装置と、請求項1又は請求項2に記載の復号化装置と、を備えた情報伝送システム

請求項4

コンピュータを、請求項1又は請求項2に記載の復号化装置を構成する各手段として機能させるためのプログラム

技術分野

0001

本発明は、復号化装置プログラム、及び情報伝送システムに関する。

背景技術

0002

特許文献1には、パケットベースデジタル通信システムのための前方誤り訂正(FEC)符号を生成する方法であって、(a)既約多項式から生成されるハミング符号H(x)=X10+X3+1に基づく第1の符号化アルゴリズムを第1のデータワードに適用し、ビットインターリーブパリティ(BIP)符号B(x)=X6+1に基づく第2の符号化アルゴリズムを前記第1のデータワードに適用することと、(b)前記第1のデータワードについて第1のチェックビットシーケンスを生成することと、(c)前記第1のチェックビット・シーケンスを前記データワードに付加することと、(d)ステップ(c)の結果を、ソースノードにおいてスクランブル処理を行うことと、(e)ステップ(d)の結果を、データ送信リンク上で前記ソース・ノードから宛先ノードに送信することと、(f)前記宛先ノードにおいて、送信された前記データワードにデスクランブル処理を行い、前記第1のチェックビット・シーケンスを前記送信されたステップ(e)の結果から分離し、前記宛先ノードにおいて記憶することと、(g)送信された前記データワードに基づいて第2のチェックビット・シーケンスを生成することと、(h)シンドロームを作るために前記第1のチェックビット・シーケンスを前記第2のチェックビット・シーケンスとビットごとに比較することであって、前記シンドロームは、第2の符号化アルゴリズム・シンドロームと連結された第1の符号化アルゴリズム・シンドロームの形で存在する、ことと、(i)受信された前記データワードが第1のビット誤りを含むかどうかを判定することと、(j)前記第1の符号化アルゴリズム・シンドロームによって前記第1のビット誤りを訂正し、前記第2の符号化アルゴリズム・シンドロームによって第1及び第2の複製ビット誤りを訂正することと、を含む方法が開示されている。

0003

特許文献2には、自己同期スクランブラ及びデスクランブラを用いて、シリアライザー又はデシリアライザーとして動作する、パケット・ベースのデジタル通信システムのためのフォワードエラー訂正を生成する方法であって、第1のエンコードアルゴリズムを第1の符号語に適用し、第2のエンコードアルゴリズムを第1の符号語に適用し、第1の符号語のための第1のチェックビット・シーケンスを生成し、チェックビット・シーケンスを第1の符号語へ付与し、伝送元において第1の符号語をスクランブルし、伝送元から伝送先への伝送路において第1の符号語を伝送し、伝送先において伝送された第1の符号語をデスクランブリングし、伝送された第1の符号語に基づいて、第2のチェックビット・シーケンスを生成し、第1のチェックビット・シーケンスと第2のチェックビット・シーケンスとを比較し、1ビットエラーが受信した第1の符号語に含まれているか否かを決定し、1ビットエラーを訂正し、第1及び第2の複製されたビットエラーを訂正する方法が開示されている。

0004

特許文献3には、エラー検出又はエラー訂正コードデータセットに適用された後にデータがスクランブルされる状況において、短縮されたシングルビットエラー訂正又はダブルビット検出コードを用いて、デジタル通信システムにおけるランダムビットエラーを検出及び訂正する方法であって、完全に限定されたデータセット対する乗算エラーの全ての組み合わせについて固有のシンドロームを得て、当該データセットの末端で発生する乗算エラーと次のデータセットとの重複の組み合わせについて固有のシンドローム得て、次のデータセットの訂正を可能にする、末端の固有のシンドロームのタイプを記憶し、末端のタイプ毎に少なくとも固有であるデータセットの先頭において発生する、乗算エラーの全ての組み合わせに対するシンドロームを得る方法が開示されている。

0005

特許文献4には、データパケット誤りを訂正する方法であって、第1のパケットに第1のエラーが存在するか否かを決定するためのシンドロームを計算し、第1のパケットに第1のエラーが存在する場合に第1のエラーを訂正し、第2のエラーが第1のエラーの乗算エラーである場合において、第2のパケットに第2のエラーが存在するか否かを決定し、第2のエラーを訂正する方法が開示されている。

先行技術

0006

特許第5106538号公報
米国特許第7996747号明細書
米国特許第7284184号明細書
米国特許第8055984号明細書

発明が解決しようとする課題

0007

本発明の目的は、8ビットの誤り訂正符号を用いて、nビットのブロックの送信データに対するxa+xb+1の多項式で演算されるデスクランブリングにより拡散するビット誤りが訂正される復号化装置、プログラム、及び情報伝送システムを提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

請求項1に係る発明は、xa+xb+1の多項式(a,bは整数、a>b、a≠2b)でスクランブリングされた送信データを受信する復号化装置において、(n−8)ビット(n<a)の前記送信データに対し、x8+x6+x4+x3+1の巡回符号生成多項式に応じて計算された誤り訂正符号が付与されたブロックに対するスクランブリングにより得られたデータを受信する受信手段と、シンドロームとビットの誤り位置の番号とが予め対応付けられたテーブルであり、2ビットの誤り位置p(p≦n)と誤り位置p+bを表す前記ビットの誤り位置の番号P1に対応するシンドロームが、1ビットの誤り位置pに対応するシンドロームと1ビットの誤り位置p+bに対応するシンドロームとの排他的論理和で表され、2ビットの誤り位置pと誤り位置p+(a−b)を表す前記ビットの誤り位置の番号P2に対応するシンドロームが、1ビットの誤り位置pに対応するシンドロームと1ビットの誤り位置p+(a−b)に対応するシンドロームとの排他的論理和で表され、かつ、前記ビットの誤り位置の番号P1及び前記ビットの誤り位置の番号P2が、以下の式に示す条件を満たすように前記シンドロームとビットの誤り位置の番号とが対応付けられた前記テーブルから、前記データに対するデスクランブリングにより得られた受信データに付与された前記誤り訂正符号及び前記受信データから演算された誤り訂正符号に応じて計算されたシンドロームに対応する前記誤りパターンに応じて前記受信データの誤り位置を算出する誤り検出手段と、前記誤り検出手段によって算出された前記誤り位置の前記受信データを訂正する訂正手段と、を備えた復号化装置である。
P1,P2>n,かつ、|P1−P2|>n

0009

請求項2に係る発明は、前記誤り検出手段は、前記シンドロームが前記テーブルに含まれるビットの誤り位置の番号と対応していない場合に、前記データの訂正不能の誤りを検出する請求項1に記載の復号化装置である。

0010

請求項3に係る発明は、前記x8+x6+x4+x3+1の巡回符号生成多項式に応じて計算された誤り訂正符号を前記送信データに付与し、前記送信データに対してスクランブリングを行うことにより前記データを得る変換手段、及び前記変換手段によって得られた前記データを送信する送信手段を備えた符号化装置と、請求項1又は請求項2に記載の復号化装置と、を備えた情報伝送システムである。

0011

請求項6に係る発明は、コンピュータを、請求項1又は請求項2に記載の復号化装置を構成する各手段として機能させるためのプログラムである。

発明の効果

0012

請求項1に係る発明によれば、8ビットの誤り訂正符号を用いて、nビットのブロックの送信データに対するxa+xb+1の多項式で演算されるデスクランブリングにより拡散するビット誤りが訂正される。

0013

請求項2に係る発明によれば、訂正不能の誤りが検出される。

0014

請求項3に係る発明によれば、8ビットの誤り訂正符号を用いて、nビットのブロックの送信データに対するxa+xb+1の多項式で演算されるデスクランブリングにより拡散するビット誤りが訂正される。

0015

請求項4に係る発明によれば、8ビットの誤り訂正符号を用いて、nビットのブロックの送信データに対するxa+xb+1の多項式で演算されるデスクランブリングにより拡散するビット誤りが訂正される。

図面の簡単な説明

0016

本発明の実施の形態に係る情報伝送システムの構成の一例を示す概略図である。
本発明の実施の形態に係る符号化装置の構成の一例を示すブロック図である。
FECブロックの一例を説明するための説明図である。
誤り訂正符号とFECブロックとを説明するための説明図である。
本発明の実施の形態に係る復号化装置の構成の一例を示すブロック図である。
シンドロームの計算を説明するための説明図である。
誤りパターンを説明するための説明図である。
シンドロームと誤り位置とを説明するための説明図である。
シンドロームと誤り位置の番号とが対応付けられたテーブルの一例を説明するための説明図である。
本発明の実施の形態に係る符号化装置によって実行される符号化処理ルーチンの内容を表す図である。
本発明の実施の形態に係る復号化装置によって実行される復号化処理ルーチンの内容を表す図である。

実施例

0017

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下では、2つの装置間でシリアル伝送にて情報の送受信を行う情報伝送システムに本発明を適用した場合について説明する。

0018

<情報伝送システム>
まず、本発明の実施の形態に係る情報伝送システムの概略構成について説明する。図1は本発明の実施の形態に係る情報伝送システムの構成の一例を示す概略図である。図1に示すように、情報伝送システム10は、情報を送信する符号化装置12と情報を受信する復号化装置14とを備えている。

0019

符号化装置12と復号化装置14とは、伝送路16で接続されている。伝送路16は、符号化装置12から復号化装置14へ情報をシリアル伝送するための伝送路である。

0020

(符号化装置)
次に、符号化装置12の構成について説明する。図2は符号化装置の構成の一例を示すブロック図である。図2に示すように、符号化装置12は、データ受付部120、変換部122、及び送信部132を備えている。符号化装置12は、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit)、ゲートアレイなどの回路(IC:Integrated Circuit)により実装される。また、符号化装置12が備える上記各機能部は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、及びROM(Read Only Memory)等を備えたコンピュータにより実現し、CPUが、ROMに記憶されているプログラムを実行することにより、各機能部における各機能が実行されるように構成してもよい。

0021

データ受付部120は、パラレル形式の送信データを受け付ける。本実施の形態では、1008ビットのパラレル形式の送信データを用いる場合を例に説明する。

0022

変換部122は、データ受付部120によって受け付けたパラレル形式の送信データを取得する。そして、変換部122は、取得した送信データに誤り訂正符号(ECC:error correcting code)を付与し、符号が付与された送信データを符号化する。図2に示すように、変換部122は、ECC演算部124、スクランブラ部126、64B66B符号化部128、及びパラレルシリアル(P/S)変換部130を備えている。

0023

ECC演算部124は、データ受付部120によって受け付けたパラレル形式の送信データと、予め設定された巡回符号生成多項式とに応じて、送信データに付与する誤り訂正符号を計算する。図3に、本実施の形態における送信データと誤り訂正符号の一例を示す。図3に示すように、後述するスクランブラ部126によって誤り訂正符号が送信データに付与される。

0024

図4に、誤り訂正符号の生成を説明するための説明図を示す。本実施の形態では、図4(A)に示すように、48bit(6Byte)の送信データから、誤り訂正符号(8bit)が計算される。また、残りの8bitをダミービット、例えば、“00000000”とし、計64bit(8Byte)をFECブロックとする。なお、48bit(6Byte)の送信データはブロックの一例である。

0025

ECC演算部124は、図4(B)に示すように、送信データのビット列を、以下の式(1)に示す8次の巡回符号生成多項式G(x)で割った余りを、誤り訂正符号として計算する。

0026

0027

図4(B)では、48ビットの送信データがECC演算部124に入力されることを表している。具体的には、ECC演算部124は、以下の式(2)に従って、誤り訂正符号を計算する。

0028

0029

上記式(2)は48ビット入力の誤り訂正符号の算出式を表し、Axxが送信データ入力のxx番目のビット、Cxが誤り訂正符号の出力のx番目のビットを表す。また、ここで「+」はXOR演算を表す。

0030

スクランブラ部126は、ECC演算部124によって計算された誤り訂正符号を、データ受付部120によって受け付けた送信データに付加し、誤り訂正符号が付加された送信データを、xa+xb+1の多項式(a,bは整数、a>b、a≠2b)を用いてスクランブル処理する。

0031

本実施の形態では、送信データのビット数と誤り訂正符号のビット数との和であるnは、上記多項式の指数a未満である(n<a)。本実施形態では、誤り訂正符号が8ビットであるため、送信データはn−8ビットとなる。

0032

例えば、スクランブラ部126は、以下の式(3)に従って、誤り訂正符号が付加された送信データをスクランブル処理する。以下の式(3)は、多項式の指数aが58、bが39である場合を示す。

0033

0034

64B66B符号化部128は、スクランブラ部126によってスクランブル処理が行われた送信データを、予め定められた符号化方式に従って符号化し、ビット数を変換する。本実施の形態では、64B66B符号化方式によってビット数変換符号化を行う場合を例に説明する。

0035

パラレルシリアル(P/S)変換部130は、64B66B符号化部128によって変換された66バイトのパラレル形式のデータを、P/S(Parallel to Serial)変換により、シリアルのビット列に変換する。本実施の形態では、送信データ(64ビット)に、ダミービット(8ビット)、及び誤り訂正符号(8ビット)を付加したFECブロックを順次64B66B変換した後、パラレル-シリアル変換して、後述する送信部132によってデータとして送信する。

0036

送信部132は、パラレルシリアル(P/S)変換部130によって変換されたシリアル形式のデータを伝送路16へ出力する。送信部132に光電変換部(図示せず)を接続し、電気出力光出力に変換しても良い。この場合、伝送路16は光ファイバ等で構成される。

0037

(復号化装置)
次に、復号化装置14の構成について説明する。図5は復号化装置の構成の一例を示すブロック図である。図5に示すように、復号化装置14は、受信部140、シリアルパラレル(S/P)変換部142、64B66B復号化部144、デスクランブラ部146、エラー訂正部148、エラー出力部160、及びデータ出力部162を備えている。復号化装置14は、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit)、ゲートアレイなどの回路(IC:Integrated Circuit)により実装される。また、復号化装置14が備える上記各機能部は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、及びROM(Read Only Memory)等を備えたコンピュータにより実現し、CPUが、ROMに記憶されているプログラムを実行することにより、各機能部における各機能が実行されるように構成してもよい。

0038

受信部140は、符号化装置12によって伝送路16を介して送信されたシリアル形式のデータを受信する。光出力を受信する場合は、光電変換部(図示せず)を接続し、光出力を電気出力に変換したものをシリアル形式のデータとして受信する。

0039

シリアルパラレル(S/P)変換部142は、受信部140によって受信したシリアル形式のデータをパラレル形式のデータに変換する。

0040

64B66B復号化部144は、シリアルパラレル(S/P)変換部142によって得られたパラレル形式のデータを、64B66B符号化方式に従ってビット数変換復号化を行い、受信データ及び誤り訂正符号として出力する。

0041

デスクランブラ部146は、64B66B復号化部144によって復号化された受信データ及び誤り訂正符号を、デスクランブル処理する。なお、デスクランブラ処理は、上記式(3)に示す多項式基づき実行される。また、デスクランブラ部146は、得られた受信データと誤り訂正符号とを、後述するバッファ150に格納する。

0042

エラー訂正部148は、バッファ150と、ECC部151と、誤り検出部156と、訂正部158とを備えている。

0043

バッファ150には、デスクランブラ部146によって得られた、受信データ及び誤り訂正符号が格納される。

0044

ECC部151は、バッファ150に格納された受信データ及び誤り訂正符号から、シンドロームを算出する。ECC部151は、ECC演算部152と、ECC比較部154とを備える。

0045

ECC演算部152は、バッファ150に格納された受信データを取得し、取得した受信データと上記式(1)に示した巡回符号生成多項式G(x)とに基づいて、誤り訂正符号を計算する。具体的には、ECC演算部152は、ECC演算部124と同様に、受信データのビット列を、上記式(1)に示す8次の巡回符号生成多項式G(x)で割った余りを誤り訂正符号として計算する。

0046

ECC比較部154は、バッファ150に格納された誤り訂正符号と、ECC演算部152によって計算された誤り訂正符号とから、シンドロームを算出する。

0047

図6に、ECC部151の処理の一例を説明するための説明図を示す。例えば、ECC部151は、図6に示すように、バッファ150に格納された誤り訂正符号C[7:0]と、バッファ150に格納された誤り訂正符号C[7:0]と、バッファ150に格納された受信データA[47:0]とから、シンドロームS[7:0]を算出する。シンドロームの算出式は、以下の式(4)によって表される。

0048

0049

上記式(4)では、Axxが受信データ入力のxx番目のビット、Cxが誤り訂正符号のx番目のビット、Sxがシンドロームの出力のx番目のビットを表す。また、ここで「+」はXOR演算を表す。シンドロームSxの全てのビットが0の場合には、ビット誤りなしと判定され、シンドロームSxのビットが0とは異なる場合には、後述する誤り検出部156によってビットの誤り位置が特定される。

0050

誤り検出部156は、ECC比較部154によって算出されたシンドロームと、シンドロームとビットの誤り位置とが予め対応付けられたテーブルとから、シンドロームに対応する誤りパターンに応じて、ビットの誤り位置を検出する。

0051

具体的には、誤り検出部156は、ECC比較部154によって算出されたシンドロームがすべて0でない場合には、伝送路上でのビット誤りを検出する。そして、誤り検出部156は、誤りパターンを特定する。

0052

図7に、伝送路上で1ビット誤りが発生した場合の誤りパターンの例を示す。図7に示すように、伝送路上での1ビット誤りはデスクランブルにより他のビットに拡散され、1ビット誤りが2ビット以下の誤りとなる。なお、図7に示すFECブロックは、ダミービットを除いたものを表す。

0053

図7に示すように、誤りパターン1については、FECブロック内で誤りが1ビットであり、シンドロームに対応する誤り位置の番号Pは0〜55となり、そのまま誤り位置pを表す。P番目の誤り位置の番号に対応するシンドロームをαpと表示しており、シンドロームに対応する誤り位置の番号Pと実際のビットの誤り位置pとは一致する。なお、ビットの誤り位置の番号Pについては後に詳しく説明する。

0054

一方、誤りパターン2〜3については、シンドロームに対応する誤り位置の番号Pと誤り位置pとが一致していないため、シンドロームに対応する誤り位置の番号Pから、誤り位置pを求める。なお、誤り位置pは、送信データ及び誤り訂正符号のビット数n以下である(p≦n)。

0055

例えば、誤りパターン2については、シンドロームに対応する誤り位置の番号Pは94〜149の範囲となり、データのビット数64よりも大きい数となるため、シンドロームに対応する誤り位置の番号Pと、誤り位置pとが一致しない。ここで、誤りパターン2については、FECブロック内に誤りが2ビットあり、シンドロームがαp+94である場合には、誤り位置がpとp+39となる。なお、スクランブル処理に用いる多項式がxa+xb+1である場合、ビットの誤り位置は「p」と「p+b」となる。

0056

また、誤りパターン3については、シンドロームに対応する誤り位置の番号Pは178〜233の範囲となり、FECブロック内に誤りが2ビットあり、シンドロームがαp+178である場合には、誤り位置がpとp+19となる。なお、スクランブル処理に用いる多項式がxa+xb+1である場合、ビットの誤り位置は「p」と「p+(a−b)」となる。

0057

以上をまとめると、各誤りパターンにおけるビットの誤り位置は、以下に示すようになる。

0058

誤りパターン1:誤り位置はp
誤りパターン2:誤り位置はpとp+39
誤りパターン3:誤り位置はpとp+19

0059

本実施の形態では、上記誤りパターンに応じて、シンドロームとビットの誤り位置の番号とが予め対応付けられる。

0060

ここで、シンドロームとビットの誤り位置の番号との対応付けについて説明する。

0061

例えば、誤りパターンが誤りパターン2である場合、2ビットの誤り位置pと誤り位置p+39を表すビットの誤り位置の番号P1に対応するシンドロームが、1ビットの誤り位置pに対応するシンドロームと1ビットの誤り位置p+39に対応するシンドロームとの排他的論理和で表される。

0062

また、誤りパターンが誤りパターン3である場合、2ビットの誤り位置pと誤り位置p+19を表すビットの誤り位置の番号P2に対応するシンドロームが、1ビットの誤り位置pに対応するシンドロームと1ビットの誤り位置p+19に対応するシンドロームとの排他的論理和で表される。

0063

従って、ビットの誤り位置の番号P1及びビットの誤り位置の番号P2が、以下の式に示す条件を満たすようにシンドロームとビットの誤り位置の番号とがテーブルにおいて対応付けられる。

0064

P1,P2>n,かつ、|P1−P2|>n

0065

図8に、2ビットの誤り位置pと誤り位置p+19を表すビットの誤り位置の番号Pに対応するシンドロームと、実際のビットの誤り位置p及びp+19との関係を説明するための図を示す。

0066

図8に示すように、誤りパターンが誤りパターン3である場合に、10ビット目と29ビット目においてエラーが発生したとき、シンドロームは、誤り位置の番号P=188ビット目のビット列となる。誤り位置の番号Pの値が188であるため、αp+178(p:178〜233)に基づいて、誤りパターンは誤りパターン3であると判定される。そして、誤りパターンに応じて、実際の誤り位置pが計算される(188−178=10)。また、もう一方の誤り位置p+19が計算される(10+19=29)。そして、計算された10ビット目と29ビット目が、後述する訂正部158によって訂正される。

0067

図9に、シンドロームとビットの誤り位置の番号とが予め対応付けられたテーブルの一例を示す。図9に示すテーブルでは、8ビットのシンドロームを表す255個のバイトアドレスと、誤り位置の番号Pとが予め対応付けられている。図9に示すテーブルのバイトアドレスSは、2進数のシンドロームの値を10進数で表したものである。

0068

例えば、図9に示すように、算出されたシンドロームが「10111001」である場合、シンドローム「1100100100101」は、図9のバイトアドレス「185」で表わされるため、誤り位置の番号Pは「188」であることがわかる。

0069

図9に示すように、誤り位置の番号Pが0〜55である場合、誤りパターンは誤りパターン1に対応し、訂正部158によって誤り位置pが訂正される。また、誤り位置の番号Pが94〜149である場合、誤りパターンは誤りパターン2に対応し、誤り位置(p−94)と誤り位置(p−94+39)とが訂正部158によって訂正される。また、誤り位置の番号Pが178〜223である場合、誤りパターンは誤りパターン3に対応し、誤り位置(p−178)と誤り位置(p−178+19)とが訂正部158によって訂正される。また、誤り位置の番号Pが、0〜55、94〜149、178〜223とは異なる場合、訂正不能エラーであると判定される。

0070

従って、誤り検出部156は、シンドロームとビットの誤り位置の番号とが予め対応付けられたテーブルと、ECC比較部154によって算出されたシンドロームに対応する誤りパターンとに応じて、受信データのビットの誤り位置を特定し、訂正部158へ出力する。

0071

また、誤り検出部156は、ECC比較部154によって算出されたシンドロームが8ビットで表わされる255パターンのテーブルに存在しない場合には、伝送路上での2ビット以上の誤りを検出し、伝送路上での2ビット以上の誤りを表す情報をエラー出力部160へ出力する。

0072

訂正部158は、バッファ150に格納された受信データ及び誤り検出部156によって出力された誤り位置に対応するビットを反転し、受信データのビット誤りを訂正する。

0073

エラー出力部160は、誤り検出部156によって伝送路上での2ビット以上の誤りを表す情報が出力された場合に、伝送路上での2ビット以上の誤りを表す情報を訂正不能エラーとして出力する。

0074

データ出力部162は、エラー無しの場合も含めてエラー訂正終了後に、バッファ150に格納された受信データを順次出力する。

0075

<情報伝送システムの動作>
次に、情報伝送システム10の動作について説明する。上記の通り、情報伝送システム10の動作は、符号化装置12側の処理と復号化装置14側の処理とを含む。

0076

<符号化装置側の処理>
まず、符号化装置12側で実行される処理について説明する。
図10は符号化装置12によって実行される符号化処理ルーチンの手順の一例を示すフローチャートである。符号化装置12は、符号化対象のパラレル形式のデータが入力されると、図10に示す符号化処理ルーチンを実行する。

0077

ステップS100において、データ受付部120はパラレル形式の送信データを受け付ける。

0078

ステップS102において、ECC演算部124は、ECC演算部124は、データ受付部120によって受け付けたパラレル形式の送信データと、上記式(1)に示す8次の巡回符号生成多項式とに応じて、送信データに付与する誤り訂正符号を計算する。

0079

ステップS104において、スクランブラ部126は、上記ステップS102で計算された誤り訂正符号を、上記ステップS100で受け付けた送信データに付加し、上記式(3)に従って、誤り訂正符号が付加された送信データをスクランブル処理する。

0080

ステップS106において、64B66B符号化部128は、上記ステップS104でスクランブル処理が行われた送信データを、64B66B符号化方式に従って符号化し、ビット数を変換する。

0081

ステップS108において、パラレルシリアル変換部(P/S)130は、上記ステップS106で変換されたパラレル形式のデータを、シリアルのビット列に変換する。

0082

ステップS110において、送信部132は、上記ステップS108で変換されたシリアル形式のデータを伝送路16へ出力して、符号化処理ルーチンを終了する。

0083

<復号化装置側の処理>
次に、復号化装置14側で実行される処理について説明する。
図11は復号化装置14によって実行される復号化処理ルーチンの手順の一例を示すフローチャートである。復号化装置14は、復号化対象のデータを受信すると、図11に示す復号化処理ルーチンを実行する。

0084

ステップS200において、受信部140は、符号化装置12によって伝送路16を介して送信されたシリアル形式のデータを受信する。

0085

ステップS202において、シリアルパラレル(S/P)変換部142は、上記ステップS200で受信したシリアル形式のデータをパラレル形式のデータに変換する。

0086

ステップS204において、64B66B復号化部144は、上記ステップS202で得られたパラレル形式のデータを、64B66B符号化方式に従ってビット数変換復号化を行い、受信データ及び誤り訂正符号として出力する。

0087

ステップS206において、デスクランブラ部146は、上記ステップS204で復号化された受信データ及び誤り訂正符号を、デスクランブル処理する。また、デスクランブラ部146は、復号された受信データと誤り訂正符号とを、バッファ150に格納する。

0088

ステップS208において、ECC演算部152は、バッファ150に格納された受信データを取得し、取得した受信データと上記式(1)に示した8次の巡回符号生成多項式G(x)とに基づいて、誤り訂正符号を計算する。

0089

ステップS210において、ECC比較部154は、バッファ150に格納された誤り訂正符号と、上記ステップS208で計算された誤り訂正符号とに基づいて、シンドロームを算出する。

0090

ステップS212において、誤り検出部156は、上記ステップS210で算出されたシンドロームと、シンドロームとビットの誤り位置に対応する番号とが予め対応付けられたテーブルとから、上記ステップS210で算出されたシンドロームが予め設定されたバイトアドレスに対応しているか否かを判定する。算出されたシンドロームが予め設定されたバイトアドレスに対応している場合には、ステップS214へ進む。一方、算出されたシンドロームが予め設定されたバイトアドレスに対応していない場合には、ステップS220へ進む。

0091

ステップS214において、誤り検出部156は、シンドロームの番号Pとシンドロームを表すワードアドレスとが予め対応付けられているテーブルと、上記ステップS210で算出されたシンドロームとから、算出されたシンドロームの番号Pに応じて誤りパターンを特定する。

0092

ステップS216において、誤り検出部156は、上記ステップS214で特定された誤りパターンに応じて、実際のビットの誤り位置を特定し、訂正部158へ出力する。

0093

ステップS218において、訂正部158は、バッファ150に格納された受信データ及び上記ステップS216で出力された誤り位置に対応するビットを反転し、受信データのビット誤りを訂正する。

0094

ステップS220において、データ出力部162は、バッファ150に格納された受信データを出力して、復号化処理ルーチンを終了する。

0095

ステップS222において、誤り検出部156は、伝送路上での2ビット以上の誤りを検出し、伝送路上での2ビット以上の誤りを表す情報を出力する。

0096

ステップS224において、エラー出力部160は、上記ステップS222で出力された2ビット以上の誤りを表す情報を訂正不能エラーとして出力して、復号化処理ルーチンを終了する。

0097

なお、上記の実施の形態で説明した情報伝送システムの構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内においてその構成を変更してもよいことは言うまでもない。例えば、符号化装置と復号化装置とを有する情報伝送システムとして説明したが、符号化手段と復号化手段とを兼ね備える装置とし、装置間でシリアル伝送を行う情報伝送システムとしてもよい。また、ビット数変換も64B66Bのみでなく、他のビット数変換も可能である。

0098

また、上記の実施の形態では、スクランブラ処理に用いる多項式xa+xb+1の一例として、上記式(3)を用いる場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、ある特定のaとbとの組み合わせであってもよい。

0099

例えば、多項式x57+xb+1を用いてスクランブラ処理を行う場合、指数bの値として、b=9,10,12,19,38,45,47,48が用いられる。

0100

また、多項式x58+xb+1を用いてスクランブラ処理を行う場合、指数bの値として、b=8,10,19,24,34,39,48,50が用いられる。

0101

また、多項式x59+xb+1を用いてスクランブラ処理を行う場合、指数bの値として、b=8,14,55,51が用いられる。

0102

また、多項式x60+xb+1を用いてスクランブラ処理を行う場合、指数bの値として、b=13,15,45,47が用いられる。

0103

また、多項式x61+xb+1を用いてスクランブラ処理を行う場合、指数bの値として、b=13,48が用いられる。

0104

また、多項式x62+xb+1を用いてスクランブラ処理を行う場合、指数bの値として、b=9,12,21,41,50,53が用いられる。

0105

また、多項式x63+xb+1を用いてスクランブラ処理を行う場合、指数bの値として、b=12,21,42,51が用いられる。

0106

また、多項式x64+xb+1を用いてスクランブラ処理を行う場合、指数bの値として、b=14,19,45,50が用いられる。

0107

本発明を通信手段により提供することはもちろん、CDROM等の記録媒体に格納して提供することも可能である。

0108

10情報伝送システム
12符号化装置
14復号化装置
16伝送路
120 データ受付部
122 変換部
124ECC演算部
126スクランブラ部
128 64B66B符号化部
130 P/S変換部
132 送信部
140 受信部
142 S/P変換
144 64B66B復号化部
146デスクランブラ部
148エラー訂正部
150バッファ
151 ECC部
152 ECC演算部
154 ECC比較部
156誤り検出部
158訂正部
160エラー出力部
162データ出力部

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