JPH0244583A - データ伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、直流成分を伝送できない伝送路に適用される
データ伝送装置に関する。

（従来の技術） 磁気記録再生系のように直流成分の伝送ができない系を
介してデータ伝送を行なう場合、失われた直流成分に起
因するデータ諏別誤りが問題となる。このため、伝送す
るデータに変換を施して直流成分を抑圧することにより
誤りを減少させる方法がいくつか提案され、あるいは実
現されている。

■　特開昭５８−７５９５０　：これはディジタル化さ
れた映像信号のようにデータ間に相関がある場合に、ｎ
ビットをｎビットに変換する際のマツピングを工夫する
ことにより直流成分を抑圧している。最大の欠点は相関
のないデータに適用できないことである。

■　ディジタルオーディオテープレコーダに適用されて
いる８／１０変換方式等１ｍビットをｎビット（ｍ＜ｎ
）に変換し、その冗長度を生かして直流成分を抑圧する
方式：本方式はデータの統計的性質によらず直流成分抑
圧に効果があるが伝送ビットレートが窩くなるという欠
点がある。

■　テレビジョン学会技術報告ＩＣ：５８１−１０：本
方式は、映像信号をＤＰＣＭにより伝送する際に、差分
値の分布と相関を利用してマツピングを工夫し、直流成
分を抑圧する。この方式は、ＤＰＣＭ以外には適用でき
ない。

以上述べたように、従来の技術では、ビットレートを上
げることなく直流成分を抑圧するにはデータの統計的な
性質が予測可能でかつ利用可能なことが必要である。こ
のため、例えば磁気記録再生装置の応用範囲はきつく制
限されている。また、データの統計的性質によらず直流
成分を抑圧するためには伝送ビットレートを通常１０％
程度以上」二げなければならず、例えば磁気テープの使
用効率を下げている。

（発明が解決しようとする課題） 従来の技術では、データの統計的な性質が予測可能であ
って、かつ、分布、相関等が所定の性質であるときのみ
ビットレートを上げずに直流分を抑圧して伝送すること
が可能であった。しかし、データの統計的性質が不明で
ある場合又は予測できても利用できない場合には、直流
成分抑圧のため通常ｌＯ％程度以上ビットレートを上げ
なければならなかった。

このため、例えばａ低テープの使用効率を下げないよう
にするには、データに対しきつい制限が必要であり、装
置の応用範囲を著しく狭くしていた。

本発明はかかる点に鑑み、データの性質によらずにビッ
トレートの増大を極めて低くおさえながら直流成分の抑
圧を可能とすることを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明のデータ伝送装置では、送信側において。

ワード単位に符号化された誤り訂正符号の１符号語を情
報ブロックとす、る。次に、この情報ブロックに属する
各ワードに対して法２加算したときにブロック内のビッ
ト１の個数とビットＯの個数の差が十分小さくなるよう
な１ワードの制御ワードを求める。同時にビット１の個
数とビットＯの個数の差である誤差データを求め、次の
情報ブロックの処理に際して考慮する。情報ブロックに
属する各ワードは１ワードの制御ワードが法２加算され
て伝送ブロックとされる。なお、上記誤差データは、外
部から好ましいタイミングにおいて所望のデータとする
ことができるようにされる。

受信側においては、受信ブロックからジントロＡが求め
られる。次に、式（υのＱで規定されろ位置の消失誤り
を含めて上記シンドロームに基づいて復号を行なう。た
だし式■のαは有限体ＧＦ（２ｍ）上の原始元である。

α！＝Σαｋ　　　　　ω束 に畢Ｏ 上記の復号により、伝送路上で発生した誤りが所定個数
以下であると判定されるときには正しい訂正が可能であ
るので訂正を行なう。同時に、弐〇のＱで規定される位
置の消失誤りの大きさが送信側で各ワードに法２加算さ
れた制御ワードであるとみなすことができるので再び各
ワードに法２加算することにより、元の情報ブロックが
再現される。

なお、上記悲で規定される位置が受信ブロック内に該当
しないようにするため、■の条件の下で２’−１＞ｆｌ
≧ｎ　　　　　　　■ となることが必要十分である。

（作　用） このように本発明では、制御ワードを情報ブロックの各
ワードに法２加算してビット１の個数とビットＯの個数
との差を十分小さくすることにより直流成分が抑圧され
る。また法２加算された制御ワードは受信側で伝送した
ワードには概当しない特定の位置に発生した消失誤りと
して求めることができる。したがって伝送路上で発生し
た誤りに対する検出訂正能力を保ったまま直流成分を抑
圧するには、用いる誤り訂正符号の符号間距離を１だけ
ふやせばよくこれは例えばリードソロモン符号の場合パ
リティワードを１ワードふやすことに相当する。したが
ってビットレートの上昇は極めて小さくしかもデータの
性質に依存しない効率のよい直流成分抑圧効果が得られ
る。

（実施例） 以下５本発明の一実施例を図面、数式に基づいて詳しく
説明する。

第１図は本発明の一実施例であるデータ伝送装置の送信
回路のブロック図である。端子１を介して入力されるデ
ータビットはｍ×ｋビットで構成される入力ブロックに
区切られた形態とされている。誤り訂正符号化回路２は
上記入力ブロックをｍビットで構成されるワードを単位
として誤り訂正符号化を行なう。本実施例では、誤り訂
正符号として、有限体０Ｆ（２”）上で構成されるリー
ドソロモン符号が適用される。１人カブロックを構成す
るｍ　Ｘ　ｋビットは、第２図に示す如く、２次元平面
上に並べられ、縦方向に＋Ｉ（、−んだｍビットが１ワ
ードを構成する。各ワードに対して、左がら順にＷ□９
ｗ２．〜＋Ｗｋと名称が与えられる。誤り訂正符号化回
路２は第２図に示すにワードに、第３図に示すとおり、
（ｎ−ｋ）個のパリティワードＰｌＩ　Ｐ２１〜＋Ｐｎ
−ｋを付加して情報ブロックを形成する。パリティワー
ドＰ１＋　Ｐ□、〜Ｐｎ−にはαをＧＦ（２″′）上の
原始元としたとき例えば■式をみたすように決められる
。

Ｎ　１（ｉ）算出回路６は、集合５（ｉ）（ｉ＝１〜ｍ
）に含まれるビット１の数を算出しその値をＮ工（ｉ）
（ｉ＝１〜ｍ）として、信号線７により制御回路ｌＯに
供給する。制御回路１０は、記憶回路８の保持している
１つ前の情報ブロックに関して求められた誤差データＥ
ＲＩ１．も信号線９により・うける。ＥＲＲ−０は、１
つ前の情報ブロックまでの間の、（ビット１の個数）−
（ビットＯの個数）をあられす。

制御回路１０は、次の演算を行なう。

第３図において、横方向に並んだｎビットを１つの集合
とし上から順に５（１）、　５（２）、〜、Ｓ（ｍ）と
する。誤り訂正符号化回路２は第３図に示した情報ブロ
ックを出力信号３として、　Ｎ、（ｉ）算出回路４ｔＮ
ｔ（ｉ）算出回路６．記憶回路１２に送る６ＮＯ（１）
算出回路４は、集合５（ｉ）（ｉ＝１〜ｍ）に含まれる
ビットＯの数を算出しその値をＮ、　（ｉ）　（ｉ＝１
〜ｍ）として、信号線５により制御回路１０に供給する
。

（イ）式で示されるＡは、現在の情報ブロックまでで（
ビット１の個数）−（ビット０の個数）二〇　を達成す
るために、現在の情報ブロックがもつべきビット１の個
数を示している６ 次に制御回路１０は、 Ｆ（ｘｔ＋〜＋　Ｘｎ＋） ＝Σ（（１−ｘｔ）Ｎｔ（ｉ）＋ｘｔ−Ｎｏ（ｔ））　
　Ａ　　　　■０式で表わされる関数Ｆの絶対値ＩＦ＋
を最小にするｘ４（ｉ　＝　１〜ｍ）を求める。ただし
ｘｉ（ｉ＝１〜ｍ）はすべてＯ又は１とされている。求
まったｘｌ（ｉ　＝　１〜ｍ）により構成される次のワ
ードｗｅＴ＋、を制御ワードとして、 信号線１１を介して出力する。また、関数Ｆの値そのも
のは誤差データＥＲＲとして４７７号線１Ｇを介して出
力する。

記憶回路１２は、信号線３かへ信号線１１に至る間の遅
延量を補償するために必要とされている。記憶回路１２
の出力は信号線１３を介して法２加箕器１４に供給さｈ
る。一方、制御ワードＷ。ＴＬは信号線１１を介して法
２加０？Ｗ１．４に供給される。法２加算器１４は出力
として伝送ブロックを得て、端子１５に出力する。誤差
データＥＲＲは信号線１６及びセレクタ１７及び信号線
２０を介して記憶回路８に供給される。そして、次の情
報ブロックの制御ワードＷ　ＣＴ　＋、及び誤差データ
ＥＲＲの演算に際して参照される。

なお、端子１８を介してセレクタ１７に供給されるセレ
クト信号により端子１９を介して入力される初期設定デ
ータを記憶回路８に供給することも可能とされている。

第４図は、本発明の一実施例であるデータ伝送装置の受
信回路のブロック図である。

端子３０を介して入力される受信ブロックはワードｗ＋
　＋　Ｗ２　ｒ〜、Ｗニ、ｐ；、〜＊　ｐ’ｎ−ｋによ
り構成されており、シンドローム生成回路３１及び記憶
回路３２に供給される。シンドローム生成回路３１は０
式で定義されるシンドローム５１（Ｃ１〜ｎ−ｋ）を計
算する。

次に復号化回路３３の動作を数式により示す。送信側で
法２加算された制御ワードＷｃＴＬの値をＣとする。

（ｉ）　　伝送路上で発生した誤りが０個の場合シンド
ロームＳ　１（ｉ＝１　＝ｎ−ｋ）は、（８）式の通で
りである。

Ｃ＝Ｓ、・　α−１ （ｌｌ）＊ となる。

（ｉｉ）　　伝送路上で発生した誤りが１個の場合受信
ブロックのｗ；から数えてｊ番目のワードに大きさＥの
誤りがおこったとすると、ここで αｉ＝Σｃｔｋ ｋ＝口 ■）京 とおいて（１０）式を得る。

（１２）式より したがって、 （１４）式で求まったα”ＩＥにより、ゆえに、Ｃ１は
既知の量であるから、 となる。

（ｉｉｉ）　　伝送路上で発生した誤りが２個の場合受
信ブロックのｗ：　から数えて＋１１番目と、１２番目
のワードに大きさがそれぞれＥ工とＥ２の誤りがおこっ
たとすると、 （１６）式より （１７）式から、αｎ−ｊ＋とαｎ−ｊｚを２根する２
次方程式を導くことができる。これを（１８）式に示す
。

（Ｔ、・Ｔ、＋Ｔ：）Ｘ”＋（Ｔ、・Ｔ４＋Ｔ、・Ｔ、
）Ｘ＋Ｔ、・Ｔ４＋Ｔ：　＝　。

（１８）’ （１８）式の解 Ｘ：。ｎ−ｊ＊　　。ｎ−ｊス により、（１７）式を用いて、 Ｔ２＋α０−ｊ２・Ｔ１ ＝α１−ｊ１（αｎ−ｊ１＋α０−ｊ２）（α１−ｊ１
＋α１）ＥｌＴ、＋αｎ−１・Ｔ１ ＝　αｎ−Ｊ２（αｎ−Ｊ２＋αｎ−Ｊｌ）（αｎ−Ｊ
２＋ａｍりＥ２を得る。また、これらのＥ□、Ｅ２を用
いて、が得られる。

以上（ｉ）〜（ｉｉｉ）に示したのは、１ワードの消失
誤り訂正を伴なう、２ワードまでの誤り訂正方法であり
、公知の技術である。なお本発明においては。

とされており、かつ、 ２″′−１＞　Ｑ≧ｎ　　　　　　■ とされている。この結果、受信ブロックのＷ；から数え
てｊ番目のワードに誤りが発生した場合（ｊ＝Ｌ〜ｎ）
。

α　≠α　　　　　　　　　（２２）＊となり、上記（
ｉ）〜（ｉｉｉ　）の議論から明らかなように、伝送路
上で発生した誤りと送信側で法２加算された制御ワード
とを明確に区別できる。

本発明を適用することにより復号の際には１ワードの消
失誤り訂正をする必要が生じる。したがって、伝送路上
の誤りに対する誤り検出訂正能力を保ったまま本発明を
適用するには、用いる誤り訂正符号の符号間距離を１だ
け増大させる必要がある。リードソロモン符号の場合こ
れは１ワードに相当し１通常はごく小さな冗長度増加に
なるだけである。

復号化回路３３は、求められた制御ワードを信号線３４
を介して法２加算器３６に入力させると共に、求められ
た伝送路上で発生した誤りを信号線３５を介して法２加
算器３６に入力させる。法２加算器３６の出力は、法２
加算器３７に加えられ、記憶回路３２によりタイミング
の調整された受信ブロックに加算される。端子３８から
は、送信側で法２加算された制御ワードを除去し、伝送
路上で発生した誤りへの対策が施された情報ブロックが
出力される。

なお、上記実施例では符号としてリードソロモン符号を
例示したが、他の符号にも適用可能であり、その他要旨
を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、制御ワードを情報ブロックの各ワード
に法２加算してビット１の個数とビットＯの個数との差
を十分小さくすることにより直流成分が抑圧される。ま
た、法２加算された制御ワ−ドは、受信側で、伝送した
ワードには概当しない特定の位置に発生した消失誤りと
して求めることができる。したがって、伝送路上で発生
した誤りに対する検出訂正能力を保ったまま直流成分を
抑圧するには、用いる誤り訂正符号の符号間距離を１だ
けふやせばよく、例えばリードソロモン符号では、パリ
ティワードが１つ多い符号を採用すればよい。

したがってビットレートの上昇はきわめて小さく、しか
もデータの性質に依存しない効率のよい直流成分抑圧効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるデータ伝送装置の送信
回路のブロック図、第２図は１人カブロックを構成する
ｍ　Ｘ　ｋビットの構成図、第３図は情報ブロックの構
成図、第４図は本発明の一実施例であるデータ伝送装置
の受信回路のブロック図である。 ２・・・誤り訂正符号化回路 ４・・・Ｎｎ（ｉ）算出回路 ６・・・Ｎ１（ｉ）算出回路 １０・・・制御回路 １４、３６．３７・・・法２加算器 １７・・・セレクタ ３３・・・復号化回路 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　松山光之 Ｗ４Ｗ２　　　　／−一一一− Ｗ炙 第２ 第１図 第３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 送信時において、ｍ×ｋビットのデータビットからなる
   入力ブロックをｍビットで構成されるワード単位で誤り
   訂正符号化して（ｎ−ｋ）ワードのパリテイワードを付
   加し情報ブロックを構成する手段と、 前記情報ブロックに属するｎワードの第ｉ（ｉ＝１〜ｍ
   ）番目のビットに含まれるビット０の個数ＮＧ（ｉ）（
   ｉ＝１〜ｍ）及びビット１の個数Ｎ＿１（ｉ）（ｉ＝１
   〜ｍ）を求める手段と、 前記Ｎ＿０（ｉ）とＮ＿１（ｉ）（ｉ＝１〜ｍ）及び１
   つ前の情報ブロックに対して得られた所定ビット数より
   なる誤差データにより、１ワードの制御ワードと新たな
   誤差データを生成する手段と、 前記１つ前の情報ブロックに対して得られた所定ビット
   数よりなる誤差データに強制的に所望のデータを設定す
   る手段と、 上記制御ワードを上記情報ブロックに属する各ワードに
   法２加算し伝送ブロックを構成する手段と、 受信時において、受信ブロックからシンドロームを求め
   る手段と、 前記シンドロームにより、条件（Ａ）のｌで規定される
   位置の消失誤りを含めて復号する手段と、上記ｌで規定
   される位置の誤りの大きさを受信ブロック内の各ワード
   に法２加算する手段とをもち、 ｍとｎが、有限体ＧＦ（２＾ｍ）上の原始元α及び正の
   整数ｌに対して、条件（Ａ）をみたす正の整数であるこ
   とを特徴とするデータ伝送装置。 ▲数式、化学式、表等があります▼のとき２＾ｍ−１＞
   ｌ≧ｎ（Ａ）＾＊（式の番号につけられた＊印は、四則
   演算が有限体の上で定義されていることを示す。）