JPH0653841A - Bch符号誤り訂正復号回路 - Google Patents

Bch符号誤り訂正復号回路

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JPH0653841A
JPH0653841A JP10039592A JP10039592A JPH0653841A JP H0653841 A JPH0653841 A JP H0653841A JP 10039592 A JP10039592 A JP 10039592A JP 10039592 A JP10039592 A JP 10039592A JP H0653841 A JPH0653841 A JP H0653841A
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JP
Japan
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error
code
circuit
syndrome
polynomial
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JP10039592A
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English (en)
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Yasuhiko Okuhara
靖彦 奥原
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NEC Home Electronics Ltd
NEC Corp
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NEC Home Electronics Ltd
Nippon Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 読み出し専用メモリを用いたBCH符号誤り
訂正復号回路について読み出し専用メモリの容量の低減
により、回路の小規模化(ゲートアレイ化)、高信頼
化、経済化を図る。 【構成】 BCH符号を受信し伝送されてきた誤り訂正
符号を遅延するデータ遅延回路(4)と、伝送されてき
た符号の各ビットの総和の偶数・奇数を判定する偶数奇
数判定回路(3)及びシンドローム演算回路(1)から
成るシンドローム演算手段(1,3)と、この演算され
たシンドロームをアドレスとして予めメモリに書き込ま
れたデータにより誤り位置の検出を行う位置検出手段
(ROM2)と、この検出された誤り位置の情報とデー
タ遅延回路(4)に格納されたデータにより誤り訂正を
行う誤り訂正手段(5)とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、衛星を用いたデータ放
送受信機内などに設置されるBCH符号を用いた誤り訂
正復号回路に関する。
【0002】
【従来の技術】BCH符号は、ボーゼ(Bose)、カ
ウドフリ(Chaudhuri)、ホッケンヘム(Ho
cquenghem)により考案された符号であり、t
重誤りを訂正できる高度な誤り訂正能力を持つ符号を構
成することができる多重誤り訂正巡回符号の代表的なも
のである。
【0003】衛星放送のサービスとして予定されている
データ放送において、サービスの種類を識別する部分に
(16,5)BCH誤り訂正符号が用いられている。こ
の(16,5)BCH誤り訂正符号は、3ビット以下の
すべての誤りの訂正が可能であり、4ビットの誤り検出
能力を有する符号である。
【0004】復号に関しては、従来は伝送されてくる誤
り訂正符号のビット数に対応する入力を持つメモリを用
いて、全ての誤り訂正符号のパターンを格納した読み出
し専用メモリテーブルによる変換を行いて誤り訂正を行
っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のBCH符号誤り訂正復号回路では、大容量の読み出
し専用メモリ(64KWORD×8BIT)が必要とな
り、回路の小規模化などに不都合という問題点がある。
【0006】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
もので、読み出し専用メモリの容量を小さくして、回路
の小規模化(ゲートアレイ化)、信頼性および経済性の
向上を図ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のBCH符号誤り訂正復号回路は、M個(M
は正の整数)の1次多項式の積で得られる生成多項式か
ら生成され、N個(NはMよりも大きい正の整数)のシ
ンボルで構成された符号長NのBCH符号を受信し、そ
の伝送されてくる誤り訂正符号を遅延するデータ遅延回
路と、伝送さてきた符号の各ビットの総和が偶数か奇数
かを判断する偶数奇数判定手段と、偶数奇数判定手段が
判断した結果と、伝送されてくる符号を生成多項式で除
算し、この剰余よりシンドロームを求めるシンドローム
演算手段と、予めメモリに書き込まれたデータにより、
誤り位置の検出を行う誤り位置検出手段と、誤り位置検
出手段が検出した誤り位置の情報と、データ遅延回路に
格納されたデータにより、誤り訂正を行う誤り訂正手段
とを設けるように構成されている。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0009】図1は本発明の一実施例を示すブロック図
である。
【0010】図1においてBCH符号誤り訂正復号回路
は、シンドローム演算回路1と、誤り位置検出用の読み
出し専用メモリ2と、偶数奇数判定回路3と、データ遅
延回路4と、誤り訂正回路5とを有する。
【0011】一般にBCH符号においては、N個のビッ
トが1符号ブロックを構成し、この1符号ブロック中に
M個の検査用ビットと、NーM個の情報ビットとが含ま
れている。本実施例では衛星放送のサービスとして予定
されているデータ放送において、サービスの種類を識別
する部分に用いられるN=16、M=11である(1
6,5)BCH符号について説明する。
【0012】この(16,5)BCH誤り訂正符号の生
成多項式G(X)は、 G(X)=X10+X8+X5+X4+X2+X+1 であり、多項式 b114+b213+・・・・・b510 を生成多項式G(X)で除した剰余の多項式を b69+b78+・・・・・b15X とする。このときb1〜b15までが偶パリティとなるよ
うにb16の値を定める。たがって、伝送されてくる検査
ビットは、以下のようになる。
【0013】数1のa0〜a4は、a0はb1の値であり、
1はb2の値であり、a2はb3の値であり、a3はb4
値であり、a4はb5の値である。
【0014】また、b16はb1〜b15までの総和が偶数
であれば“0”となり、奇数であれば“1”となる。
【0015】ここでBCH符号について簡単に説明する
と、BCH符号は、原始多項式の根をαとすると、この
根αの連続した累乗α、α2、・・・・、α2t-1、α2t
を根とする生成多項式を用いて作られる符号である。実
際に衛星放送のサービスとして予定されているデータ放
送で使用する(16,5)のBCH符号は、(15,
5)BCH符号の変形であり(15,5)BCH符号に
パリティチェックの多項式(X+1)を加えたものであ
る。即ち、(16,5)BCH符号は、(15,5)B
CH符号の3ビットの誤り訂正に加えて4ビットの誤り
訂正を可能としたものである。次に、(15,5)BC
H符号について説明する。
【0016】この原始多項式の剰余は、16個の元を持
つ有限体であり、根αは15の周期を持つ。また、この
16個の中から任意の2つの元Aと元Bとを選び、この
二つの元の和で指定される元A+Bおよび2つの元の積
で指定される元ABのいずれももとの16個の中の1つ
の元になると仮定して各々を次のように定義できる。元
Aおよび元Bを符号ベクトルの形で表示し、各桁(各次
元)ごとの排他的論理和をとった結果生ずる符号ベクト
ルをA+Bと定義する。和の演算がこのように定義され
るために2個の同じ元の和は常に“0”(各次元の成分
がすべて“0”の符号ベクトル)となり、また、和の逆
算としての差の演算は和の演算と同じになる。積につい
ては、下記の元Aおよび元Bを例にとって示すと、これ
をXの多項式表現で表すと、
【0017】 A=1+X3+X4 B=X2+X3 この多項式の積ABは AB=X2+X5+X6+X3+X6+X7 =X2+X3+X5+(X6+X6)+X7 となる。ここでXの同じ累乗の項は、符号ベクトルの同
じ桁(次元)に対応するので、上述の排他的論理和の規
則を適用して整理すると、 AB=X2+X3+X5+X7 となる。この多項式はXの4乗以上の項(すなわちX5
およびX7)を含むので、ある既約多項式を定めて、こ
れを用いて以下のように定義する。
【0018】f(X)=X4+X+1 と定義すると、このf(X)を用いて前記ABの多項式
を割算し、その結果生ずる剰余を作る。こうすると、剰
余は必ずXの3次またはそれ以下の次数の多項式となる
ので、これに対応する符号ベクトルが存在する。これを
積ABと定義する。上述のABの多項式をf(X)で除
した商は、X3 +X+1となり、剰余は1となる。この
演算においても前述の排他的論理和の規則が適用されて
いて、引き算と足し算は同じである。これより AB=1 となる。
【0019】以上のように16個の各元の間で、和およ
び積が定義され、またその逆算としての差および商も定
義され、16個の元の中で4則演算が矛盾なく行われ
る。
【0020】また、元0を除くすべての元(αの累乗で
表することのできる元)は、それぞれ最小多項式をもっ
ている。
【0021】この元を系列で表すと、αの系列、α3
系列、α5 の系列α7 の系列、α15の系列に分類でき
る。このそれぞれの系列は、同じ最小多項式をもってい
る。
【0022】このαの系列であるα、α2、α4、α8
最小多項式は =(X−α)・(X−α2)・(X−α4)・(X−α8) =(X+α)・(X+α2)・(X+α4)・(X+α8) =X4+AX3+BX2+CX+D である。
【0023】各々の係数は、 A=α+α2+α4+α8 =α+α2+(α+1)+(α2+1) =2α2+2α+2 =0 B=α・α2+α・α4+α・α8+α2・α4+α2・α8+α4・α8 =α3+α5+α9+α6+α10+α12 =α3(α2+α)+(α3+α)+(α3+α2)+(α2+α+1) +(α3+α2+α+1) =4α3+4α2+4α+2 =0 である。
【0024】同様にC、Dを求めると、C=1、D=1
となるので、α、α2 、α4 、α8の最小多項式は、 X4+0・X3+0・X2+1・X+1・1 =X4+X+1 となる。
【0025】同様にα3の系列であるα3、α6、α12
α9の最小多項式は、 X4+X3+X2+X+1 である。
【0026】α5の系列であるα5、α10の最小多項式
は、 X2+X+1 である。
【0027】α7の系列であるα7、α14、α13、α11
最小多項式は X4+X3+1 である。
【0028】α15の最小多項式は、 X+1 となる。(15,5)BCH符号は3ビット訂正であ
り、α2 を根として持つため、αの連続する累乗α、α
2、α3、α4、α5、α6が根となる。したがって生成多
項式は、 (X4+X+1)(X4+X3+X2+X+1)(X2+X+1) =X10+X8+X5+X4+X2+X+1 となる。このBCH符号は上記3つ(X4 +X+1)、
(X4 +X3 +X2 +X+1)、(X2+X+1)の検
査列を有する。この検査列は、α、α3、α5の系列であ
り、それぞれのシンドロームビットをS1、S2、S3と
するとシンドロームビットは次のようになる。
【0029】 S3=(α14514+(α13513+(α12512+ ・・・・・・・+(α)51+(α050 S2=(α14314+(α13313+(α12312+ ・・・・・・・+(α)31+(α030 S1= α1414+α1313+α1212+α1111+・・・αe1 +α0 0 ここでe0〜e14は、それぞれのビットに対応する誤り
パターンである。
【0030】3つの誤りビットの位置を表す元をα1
αj、αkとすると誤り位置方程式は、 S(x)=(X−α1)(X−αj)(X−αk) =X3+AX2+BX+C となる。この誤り位置方程式の係数A、B、Cをシンド
ロームビットS1、S2、S3で表せれば、元を代入する
ことにより根を求めることができる。この根が求まれ
ば、この誤りビットを反転して訂正すれば良い。
【0031】ここで第7ビット(e8)、第10ビット
(e5)、第11ビット(e4)が誤った場合を例にとっ
てみると、シンドロームビットは、 S3=(α85+(α55+(α45 S2=(α83+(α53+(α43 S1=α8+α5+α4 となる。また、誤り方程式にこれらの元を代入すると0
となる。 S(α8)=(α83+A(α52+B(α4)+C=0 S(α5)=(α53+A(α52+B(α5)+C=0 S(α4)=(α43+A(α42+B(α4)+C=0
【0032】したがって、 S(α8)+S(α5)+S(α4)=0 {(α83+(α53+(α43}+ A{(α82+(α52+(α42} +B{(α8)+(α5)+(α4)}+3C=0 (α82+(α52+(α42 ={(α8)+(α5)+(α4)}2=S12 なので、 S2+S12A+S1B+C=0 (α8)・S(α8)+(α5)・S(α5)+(α4)・S(α4)=0 {(α84+(α54+(α44} +A{(α83+(α53+(α43} +B{(α82+(α52+(α42} +C{(α8)+(α5)+(α4)}=0 (α84+(α54+(α44 ={(α82+(α52+(α422=S14 となる。
【0033】この関係を用いて S14+S2A+S12B+S1C=0 (α82・S(α8)+(α52・(α5)+(α42・S(α4)=0 {(α85+(α55+(α45} +A{(α84+(α54+(α44} +B{(α83+(α53+(α43} +C{(α82+(α52+(α42}=0 S3+S14A+S2B+S12C=0 を得る。
【0034】上述の式をまとめると、 S12A+S1B+C=S2 ・・・(1) S2A+S1+S1C=S14 ・・・(2) S14A+S2B+S12C=S3・・・(3) となる。
【0035】したがって、S1、S2、S3が求まれば、
(1)〜(3)式にシンドロームビットS1、S2、S3
を代入することによって誤り位置方程式の係数A、B、
Cが求まる。この係数を S(x)=X3+AX2+BX+C に代入することによって誤り位置方程式ができる。この
誤り位置方程式に元を順番に代入することによって、根
が求まり誤りビット位置がわかる。
【0036】したがって、シンドロームビットS1、S
2、S3がわかれば誤り位置が求まる。伝送されてきた値
を生成多項式で割った剰余は以下に示すようになる。
【0037】伝送されてくる誤り訂正符号は、誤りがな
ければ生成多項式で割り切れる符号であり、誤りが何ら
かの都合により発生した場合には、上記の式に示すよう
な様々なビットの誤り方に応じた剰余となる。
【0038】ここでe14はb1に対応する誤りパター
ン、e13はb2に対応する誤りパターンであり、以下同
様にe12〜e1はb3〜b14に対応する誤りパターンであ
り、e0はb15に対応する誤りパターンである。
【0039】即ち、誤りが発生した場合には、その誤り
のビットに対応した誤りパターンの値e0〜e14
“1”となり、剰余が発生する。b1〜b15が各々単一
で誤った場合の誤りのパターンを以下に示す。また、誤
りが2ビットまたは3ビット発生した場合の誤りパター
ンは、単一で発生する誤りのパターンの誤りビット同士
の排他的論理和をとったものとなる。
【0040】 b1 =[ 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 ] b2 =[ 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 ] b3 =[ 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 ] b4 =[ 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 ] b5 =[ 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 ] b6 =[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 ] b7 =[ 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 ] b8 =[ 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 ] b9 =[ 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 ] b10=[ 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 ] b11=[ 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 ] b12=[ 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 ] b13=[ 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 ] b14=[ 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 ] b15=[ 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ]
【0041】本実施例は、このシンドロームを用いて、
読み出し専用メモリにてデータの変換を行うことにより
誤り位置を求めて訂正する方法を採用している。
【0042】以下この構成および動作を図1に示す本発
明の実施例により説明する。
【0043】送信側から送信されてくるN個のシンボル
を有する送信符号は、図1に示す回路において、受信デ
ータ入力としてbN-1、bN-2・・・b2、b1、b0の順
でシンドローム演算回路1に入力され、このシンドロー
ム演算回路1すなわち生成多項式による除算回路によっ
て演算される。
【0044】これと同時に、送信側から送信されてくる
N個のシンボルを有する送信符号は、偶数奇数判定回路
3に入力され、全体のビットの総和が偶数であるか奇数
であるかが判定される。
【0045】シンドローム演算回路1により得られたシ
ンドローム、および偶数奇数判定回路3の出力(全体の
ビットの総和が偶数であれば“0”奇数であれば
“1”)は読み出し専用メモリ2にアドレスとして入力
され、誤りビットの位置が算出される。この読み出し専
用メモリ2は一種の変換回路であって、アドレスとして
入力されたシンドロームのメモリロケーションに、各誤
りに対応した誤り位置データが固定データとして記憶さ
れており、シンドロームがアドレスとして入力されるこ
とによって誤りビットの位置が出力される。誤りが3ビ
ットを超えて4ビットになると、この読み出し専用メモ
リ2の出力である誤り訂正判定(可能か不可能かを判定
する)を示すビットが有効となる。
【0046】このように出力された誤り位置データとデ
ータ遅延回路4によって遅延された受信データを誤り訂
正回路5に入力する。この誤り訂正回路5でmod2の
加算を行うことによって、誤りビットの位置を訂正(ビ
ット反転)する。このように3ビットまでの誤りの訂正
を行い、誤りが4ビットある場合は、読み出し専用メモ
リ2より誤りの訂正が不可能であることを知らせる。
【0047】以上説明したように、本発明によれば、N
個のシンボルで1個の符号をなすBCH訂正符号内で生
じた3ビットの誤りを訂正する方式において、検査用の
シンボルの数M個まですべてのシンドロームの情報を有
効に利用し、かつ簡潔な回路構成により目的を達成する
信頼性の高い復号方法を提供することができる。これに
より回路規模、信頼性、経済性の向上を達成できる。
【0048】また、符号内に3ビットを超える4ビット
の誤りを検出した場合には、エラーフラグを送出し、符
号内に誤りがあることを知らせる。
【0049】ここで参考までに検査ビットとシンドロー
ムの関係を示す。誤り多項式 E(x)=e1414+e1313+e1212+e1111+e1010+e99 +e88+e77+e66+e55+e44+e33 +e22 +e11+e0 上述したように、(15,5)BCH符号は多項式 b114+b213+b312+b411+b510 を生成多項式 X10+X8+X5+X4+X2+X1+1 で除した剰余の多項式を b69+b78+・・・・・+b15X とするものなので、伝送されてくる検査ビットは以下に
示すようになる。
【0050】これをまとめると、送出されてくる検査ビ
ットb6〜b15は、次のようになる。 b6 = a1 +a3+a47 =a0 +a2+a38 = a2+a3+a49 = a1+a2+a310=a0+a1+a211=a0 +a3+a412= a1+a2 +a413=a0+a1 +a314=a0+a1+a2+a3+a415=a0 +a2 +a4
【0051】したがってb1が誤ったときの値をS1、b
2が誤ったときの値をS2、b3が誤ったときの値をS3、
4が誤ったときの値をS4、b5が誤ったときの値をS5
ととると、この値は以下のように表せる。
【0052】したがって、検査ビットはシンドロームと
一致する。
【0053】
【発明の効果】以上のように、本発明のBCH符号誤り
訂正復号回路によれば、誤り訂正符号を生成多項式で除
算し、その剰余からシンドロームパターンを求め、その
値をアドレスとしてシンドロームパターンを格納してい
る読み出し専用メモリのテーブルを引くことによって誤
りビットの位置を検出するようにしたので、読み出し専
用メモリの容量を小さくして、回路の小規模化(ゲート
アレイ化)、信頼性および経済性の向上を図ることが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるBCH符号誤り訂正復号回路の一
実施例を示すブロック結線図である。
【符号の説明】
1 シンドローム演算回路 2 読み出し専用メモリ 3 偶数奇数判定回路 4 データ遅延回路 5 誤り訂正回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 M個(Mは正の整数)の1次多項式の積
    で得られる生成多項式から生成され、N個(NはMより
    も大きい正の整数)のシンボルで構成された符号長Nの
    BCH符号を受信し、その伝送されてくる誤り訂正符号
    を遅延するデータ遅延回路と、 伝送されてきた符号の各ビットの総和が偶数か奇数かを
    判定する偶数奇数判定回路及び伝送されてくる符号を生
    成多項式で除算しこの剰余よりシンドロームを求めるシ
    ンドローム演算回路から成るシンドローム演算手段と、 この演算手段が演算したシンドロームをアドレスとして
    予めメモリに書き込まれたデータに基づき誤り位置の検
    出を行う誤り位置検出手段と、 前記誤り位置検出手段が検出した誤り位置の情報と、前
    記データ遅延回路に格納されたデータにより、誤り訂正
    を行う誤り訂正手段とを具備することを特徴とするBC
    H符号誤り訂正復号回路。
JP10039592A 1992-03-26 1992-03-26 Bch符号誤り訂正復号回路 Pending JPH0653841A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6012158A (en) * 1996-09-17 2000-01-04 Uniden Corporation Decoding apparatus and decoding method

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US6012158A (en) * 1996-09-17 2000-01-04 Uniden Corporation Decoding apparatus and decoding method

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