JPS6041833A - 同期方法及び同期回路 - 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】 本発明は特許請求の範囲第１項の導入部に記載の、デー
タ伝送系のデータ受信装置をデータ送信装置と同期させ
る方法に関するものである。

データ送信装置とデータ受信装置とを有するデータ伝送
系では伝送チャネルを介して送信装置と受信装置との間
でメツセージを交換できる。これらのメツセージはワー
ドｔｔｔｔ造を有し、例えば、線形ブロックコードのリ
ンクされたコードワードから成る。ブロックコードとは
コードワードの長さが等しく、符号化すべき記号（又は
ソースワード）の系列が等しい長さのブロックに分割さ
れているコードのことである。一つのコードワードがデ
ータ送信装置の記号又はワードに割振られる。線形のブ
ロックコードではコードワードを線形に組合わせても各
々一つのコードワードとなる。

コードワードをリンクさせ、連続した系列として伝送チ
ャネルを介して送信する時は、この系列を受信側で分層
し、複数個のコードワードを形成する８髪がある。即ち
、ワード同期をとらねばならない。そしてワード同期が
失なわれた時は２個の順次のコードワードに由来するコ
ード要素の組合せを複合器に加える。而してコードワー
ドのストックからのコードワードが割振れない時は復号
が不可能である。

Ｆ、　Ｊ、　Ｆｕｒｒｅｒの［Ｆｅｈｌｅｒｋｏｒｒｉ
ｇｉｅｒｅｎｄｅ　Ｂｌｏｃｋ−〇ｏｄｉｅｒｕｎｇ　
ｆｉｉｒ　ｄｉｅ　Ｄａｔｅｎｉｉｂｅｒｔｒａｇｕｎ
ｇ　Ｊ（Ｂｉｒｋｈａｅｕｓｅｒ社）　ｔ　１９８１年
、第２３８〜２５０頁には同期サンプル、二進ブレフイ
クスを具えるコード、分離可能なコード及び同期可能な
コードを用いて順次に送られてくるコードワードのワー
ド同期をとる方法が記載されている。この同期方法は、
符号化方法の符号化の選択と同じく選ばれ、伝送チャネ
ルの特性に依存する。同期の目的には予しめ定められた
長さのビット系列であり、受信者に知られている固定サ
ンプル（例えば、ＩＳＯａａｏ９−ｘ９７９）である同
期サンフルを用いることができる。しかし、メツセージ
の開始時に同期サンプルを挿入′７、これをメツセージ
内で予しめ定められた距離をおいて繰返すと、データ伝
送チャネルの実効データ速度が下がる。

ワード同期の別の方法がＰｅｔｅｒｓｏｎ／Ｗｅｌｄｏ
ｎの「ｇｒｒｏｒ　−Ｏｏｒｒｅｃｔｉｎｇ　Ｃｏｄｅ
ｓ　Ｊ　（第２版、　１９７２年）、特にその第８７４
〜８９０頁に開示されている。而してこの方法では順次
に送られるコードワードの全てに一つの同じ保獲ワード
をリンクさせ、これによりメツセージのコードワードの
ビット単位でのずれを認識できるようにしている。この
保護ワードはコードワードではなく、送信側で加えられ
、受信側で差引かれる。第８７９頁には一例として二進
符号に対するコードワード１を「１」に等しく選び、こ
の結果コードワードの各最後のビットを反転させること
が記載されている。コードワードが１個又は複・数個の
位置ずれと、符号化命令が侵犯されるため、受信側でこ
のビットのずれを認識でき、多くは訂正もできる。

例えば、無線伝送系の無線伝送チャネルのように、混信
を受け、誤リバーストを有するチャネルを介して伝送す
る場合のように、ランダムに生起する誤りを認識したり
、訂正することができるようにするためには、送信に先
立って個々のコードワードをビット単位でインタリーブ
する。メツセージのコードワードの第１のビット、コー
ドワードの第２のビット等々でコードワードの最後のビ
ット迄を互に結合してビット順次でのインターリーブを
行なう（Ｂ、　Ｄｏｒｓｃｈ　ｒＰｅｒｆｏｒｍａｎｃ
ｅ　ａｎｄＬｉｍｉｔｓ　ｏｆ　Ｃｏｄｉｎｇ　ｆｏｒ
　Ｓｉｍｐｌｅ　Ｔｉｍｅ　ＶａｒｙｉｎｇＣｈａｎｎ
ｅｌｓ　Ｊ　１９８０年、ディジタル通信についての国
際ｆニー　ＩＪ　７　ヒセミナ、　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎ
ｇｓ　ＩＥＥＥカタログ第８０ＣＨ１５２１−４，第０
１．１頁左欄）。

本発明はビット単位でインクリーブされたコードワード
の誤同期は受信側でインクリーブされたコードワードの
系列の変化として現われることを認識し、この認識に基
づいてなされたものであるｂ本発明の目的はメツセージ
のワードの、ｔ’ＪＩｌの変化を認識できるワード同期
の方法を提供するにある。

本発明によれば、この目的が前記Ｐｅｔｅｒｓｏｎ／Ｗ
ｅｌｄｏｎの著書から既知の冒頭に述べたタイプのワー
ド同期の方法において、特許請求の範囲第１項の特徴部
により達成される。

線形ブロックコードのコードワードがビット単位でイン
タリーブされ、乱れた伝送チャネルを介して伝送される
場合は、元の順序と比較してメツセージのコードワード
の順序が変化することがある。しかし、メツセージ内の
位置の特性であるコードワード又は保護ワード若しくは
検査ワードを具えるワードをリンクさせることにより、
この順序の変化を明確に認識することができる。予しめ
定められた符号化命令を考慮に入れれば、保設ワード又
は検査ワードの選択は容易である。また乱れた伝送チャ
ネルを介してコードワードを伝送する際にコードワード
内に誤りバーストが生ずることがある。しかし、コード
ワードをビット単位でインタリーブすれば、誤りバース
トをいくつかのコードワードに分散させることができ、
ワードが験りの確率及び誤りが残る確率がコードワード
をブロック系列で伝送する場合に比較して小さくなる。

本発明の好適な実施例は実施態様項に記載しである。

線形の組織符号を用いれば保故又は検査ワードの長さを
コードワード又はワードの検査部に限ることができる。

これは簡単な手段及び簡単な方法で本発明方法を実施す
るための送信側及び受信側の回路のコスト及び設計の苦
労を下げる。

検査ワード及び保護ワードは夫々受信側及び送信側で蓄
えておく。二重伝送系の場合は、保護ワードを検査ワー
ドと同時に用いれば、必要な記憶容量を５０％迄小さく
することができる。また保薄ワードと検査ワードとを線
形符号のコードワードであるように選び、例えば、生成
行列を蓄えておけば、８蟹な記憶容量を更に小さくする
ことができる。

ビット系列のモジュロ２加算によりコードワードに保護
ワード又は検査ワード付きのワードをリンクさせること
は容易で、回路コストが低くなる利点を有する。

図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図に示すデータ伝送系では・データ送信装置１が伝
送チャネル２を介してデータ受信袋Ｎ８に接続されてい
る。送信側には符号器４と、加算回路６と、変更された
コードワードＯ′Ｌをビット単位でインクリーブするた
めの第１の回路８とを設ける。受信側には伝送チャネル
２を経て送られてきた変更されたコードワードＣ′ＩＪ
をディンタリーブするための第２の回路９と、減算回路
７と、復号器５とを設ける。符号化命令に従ってデータ
送信装置１により生じた記号（データ）又はワードにコ
ードワードＯＬが割当てられる。加算回路６では各コー
ドワードＣＬにメツセージＮ内での位置の特性である保
護ワードＷＬがリンクさぜられる。この保護ワードＷ１
．はメモリ１ｏに蓄えておく。このようにして形成され
た変更コードワードＱ／Ｌはビット単位でインタリーブ
され、送信され、受信側で再びディンタリーブされる。

ディンタリーブ処理後に生ずるワードＯＫは減算回路７
でメツセージＭ内での位置の特性である検査ワードＷＫ
にリンクさせら、れる。この検査ワードｗＫは　。

メモリ１１に蓄えておく。

データ送信装置１とデータ受信装置８とが互に同期して
いる時は、減算回路７の出力側に現われるコードワード
ＯＫは送信側のコードワードＣＬと同じである。このコ
ードワードＯＫは復号器５でワード又はデータに変換さ
れ、メツセージ評価のためデータ受信装置８に加えられ
る。見かけ上のブロック同期ではデータ受信装置３での
メツセージ評価を誤る可能性がある。

無線伝送系では無線加入者の番号がメツセージＭとして
伝送チャネル２を介して移動加入者局（データ送信装置
１）と固定無線局（データ受信装置８）との間で伝送さ
れる。移動加入者局１から固定無線局３への方向では、
メツセージＭが、例えは、１０個のコードワードを含み
、逆の方向では８個のコードワードを含む。メツセージ
評価を誤ると、例えば、呼びの課金を間違った勘定に入
れてしまうことになる。

第２図は表の形で変更コードワードＣＩＬのビットＪｌ
ｉ位でのインタリーブと、ワードＯＫを生ずるビット単
位でのデインタリーブとを示す。例えば、変更コードワ
ードＣ′Ｌが２ビット位置ずれているＪ：つ；’ｃ　時
Ｃ間３８つた同期が行なわれると、コートワードの交換
が起こる。この表は１６個の符号単位から成るメツセー
ジＭを示しているが、このメツセージには４個の位置を
有する４個のコードワード（Ｃ′Ｌ、ＯＫ）が割当てら
れている。送信され且つ受信されるメツセージＭのピッ
）系列ノｚｅ個の位置が表の頭に示されている。表の左
側の憫には変更コードワード（ＪとワードｃＫがメツセ
ージノ４内での順序に従って配置されている。２ビット
位置だけ同期が間違っているため、送信されたワードの
順序（Ｃ’ｚ　＋　Ｃ’２　ｓ　Ｇ’ｓ　ｒ　Ｏ’４　
）が入れ換ってくる。即ち、コードワードｃＫは異なる
順序△　△　△　△ （Ｏａ、　０４．　Ｏ□、Ｃ２）で受信される。表内の
コード単位に指標をっけ、例えば’　”２．４のように
すると、この特定のコード単位に関して第２の変更コー
ドワードｃＩＬの第４の位置にこのコード単位が含まれ
ることが明らかとなる。受信されたメツセージＭ内の第
１５と第１６のビット位置にあるバラ印（×）はこれら
のコード単位に関し送信、されたメンセージＭのコード
単位に属しないコード単位が含まれていることを示す。

２ビット位置だけずれているとワードＣＫの順序に２位
置だけの変化が生ずる。

第３図はｆビット位置のずれに依存する受信されたワー
ドＯＫの順序を示す。メツセージＭは４個のコードワー
ドＣＬ又は４個のワードＯＫを具える。

表の左欄は８ビット位置迄のずれを示し、符号はずれの
方向を示す。負の符号の場合はコードワードＯＬ（又は
変更されたコードワードｃ／ＴＪ）の送信された順序と
比較して遅れて受信され、正の符号の場合は早すぎて受
信されたことを示す。

同期が間違っているため、受信されたワードｃＫは送信
されたコードワードＯＬに対し巡回的に変化し、最後又
は最初のｆ個のワードＯＫに付加的なずれが生ずる。第
８図の表ではこの付加的なずれが生じているワードＯＫ
を番号に星印を付して示しである。

同期が正しくとれていないためメツセージＭが間違って
評価される確率は非常に高い。特に２〜８ビット位置だ
けずれている場合にそうである。

線形符号では各ワードＯＫにおけるビットのずれのため
コードワードのストックからの一つのコードワードであ
る二進サンプルが生ずることができる。

本発明によれば、同期の誤りを８識するために、送らる
べきコードワードＣの系列にラベルをっける。各コード
ワードはリンキング命令０ｎ＝ＣＬ■Ｗ。

に従って保護ワードｗＬにリンクさせられる。リンキン
グ命令としてはビット毎のモジュロ２の加算を用いると
好適である。

ビット毎のインタリーブと、送信と、ディンタリーブと
の後、リンキング命令 ＣＫ＝ＣＫ■ＷＫ に従って受信されたワードｃＫに検査ワード鮮をリンク
させる。これもモジュ四２加算とすると好適である。受
信側にはリンキング命令 に従って形成されたキーワードＷＫＬが得られる。

データ受信装置８が同期がとれた状態にある時は、送信
された変更コードワードＣ′Ｌの系列が受信されたワー
ドＯＫの系列に対応する。即ちに＝Ｌである。この場合
送信側で保護ワードｗＬを加えることにより惹起された
符号の損傷は受信側で検査ワードＷＫを繰り返し加える
ことにより除去される。

誤り訂正を伴なう線形符号の間違った同期を一義的に認
識するために、保護ワードＷＬ又は検査ワードＷＫを、
キーワードＷＫＬが二次のクラスに割当てられ、デコー
ディングに使用されないように選ぶ必要がある。この二
次のクラスは、例えハ、シンドロームを形成することに
より定めることができる。

２個の誤り迄訂正できる生成多項式がｇ　（Ｘ）　＝　
Ｘ８＋Ｘ７＋Ｘ’　＋　Ｘ’　＋Ｘ”　＋　Ｘ　＋１で
ある線形の組織（１６，８，５）ブロック符号の場合、
第４図は選択された保護ワードＷ、（これは検査ワード
ＷＫと同じである）を示す１０個のコードワードを有す
るメツセージＭを示す。関連する保護ワードＷ。

のビットサンプルの十進表示ＺＬとその位置を表の左欄
に示す。

次に保護ワードＷＬ又は検査ワードＷＫがリンクさせら
れた時ハミング距離が各コードワードの訂正された誤り
の＠ｅよりも大きいキーワード”ＫＬが得られるように
ビットサンプルを選択する。保護ワードＷＬ又は検査ワ
ードＷＫのビットサンプルはに＼Ｌの場合に生ずるキー
ワードＷＫＬがコードワードのストックからのコードワ
ードでないように選ぶ必要がある請求めるビットサンプ
ルは異する二次クラスＮｔからの要素でなければならな
いことを示すことができる。目ざす目的はに＼Ｌの場合
に生ずるキーワードＷＫＬが復号化で使用されない二次
のクラス内に位置するようにめるビット竺ンブルを選ぶ
ことである。

同期が誤っている場合はＷＥ、のビットサンプルとＷＫ
のビットサンプルとが一致しない。送信側で保護ワード
ＷＬのビットサンプルを一つに加え合わせることにより
生ずるコードの破壊の他に、受信側で検査ワードＷＫの
ビットサンプルを加えることによる別のコードの破壊が
ある。このようにしてワードＷＫ内で無効にされる二進
位置（コード要素）の和は訂正可能な誤りの数ｅを越え
る。

第５図は２個の誤り訂正能力を有する（ｅ＝２）線形の
組織（１６，８，５）ブロックコードの場合の、第４図
の保護ワードＷＬ又は検査ワードＷＫのビットサンプル
をリンクさせることにより得られるキーワードＷＫＬの
マトリックス（行列）を示す。特定された二次のクラス
状態からビットサンプルとして、１６個のビットサンプ
ルを有する副蓄積区域をカバーするクオドラポール（ｑ
ｕａａｒａｐｏｌｅ　）（２５＋＋＋、１ａｓ、２ｏｚ
）を定めること力（できる。これらの１６個のビットサ
ンプルから第４図の表に示した１０個のサンプルを選ぶ
。第５図の表はこれらの１０個のビットサンプルの可能
な組合せの全てを示す。

組合せ時に得られ、十進表示１１１及び１１８を有する
キーワードＷＫＬは最小距離が２に等しいコードに対す
る二次のクラスＮｔの要素である。

例えば、間違った同期に基づいて、十進数２５を有する
キーワードＷＫＬが十進数１１１を有する検査ワードｗ
Ｌと組合せられる。ビットが７個の位置ずれる結果得ら
れ、十進数１１８を有するキー’７−）’　ＷＫＬは２
個の誤りを含むだけであるから、誤りを訂正することが
できる。このような二次のクラスＮｔのキーワードＷＫ
Ｌには第５図で負の符号を付しである。このようなキー
ワードＷＫＬは７以上のビット位置ずれた場合にたけ生
じ、このようなずれが起こる確率は非常に小さい。

結果として本発明方法によれば間違った同期が認識され
ない確率は小さくなる。これと共にこのようす誤同期に
よりメツセージ（一層高いプロトコルレベルのメツセー
ジＭ）が損傷されることが回避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はデータ伝送系のブロック図、 第２図は誤同期により損傷されたメツセージを示す説明
図、 第８図はｆ個のピット位置のずれに依存するコードワー
ドの位置の変化を示す説明図、第４図は予じめ定められ
たコードに対し選ばれた保護ワード又は検査ワードを示
す説明図、第５図は保護ワードを検査ワードにリンクさ
せること【こより誤同期の場合に得られるキーワードの
全てを示す説明図である。 １・・・データ送信装置　２・・・伝送チャネル８・・
・データ受信装置　４・・・符号器５・・・復号器　６
・・・加算回路 ７・・・減算回路 ８・・・インタリーブ用の第１の回路 ９・・・デインタリープ用の第２の回路１０．１１・・
・メモリ ー２（

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　データ伝送系のデータ受信装置をデータ送信装置と
   同期させる方法であって、コードワードを保護ワードに
   リンクさせたことにより形成される線形ブロックコード
   の順次にリンクさせられ、変更されたコードワードから
   成るメツセージをデータ送信装置とデータ受信装置との
   間の伝送チャネルを介して伝送する同期方法において・
   保護ワード（ｗＬ）がメツセージ（Ｍ）内のコードワー
   ド（ＯＬ）の位置を特徴づｔブ、このようにして変更さ
   れたコードワード（ＣＬ）をビット順次【こインタリー
   ブし、伝送し、再びディンタリーブし、ディンタリープ
   後各ワード（Ｃ，）をメツセージ（Ｍ）内の位置を特徴
   づける検査ワード（ｗＫ）にリンクさせることを特徴と
   する同期方法。 ム　保護ワード（Ｗ、）又は受信ワード（ＧＫ）を有す
   る線形の組織符号のコードワード（ＯＬ）の検査部をメ
   ツセージ（Ｍ）内の位置を特徴づけ、コードワード（Ｏ
   Ｌ）又はワード（Ｏｉ）の検査部の長さに等しいワード
   長を有する検査ワード（ＷＫ）と組合わせることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の同期方法。 ＆　コードワード（ＯＬ）に保護ワード（Ｗ、）を組合
   わせること及びワード（ＣＫ）に検査ワード（ＷＫ）を
   組合わせることをビット単位でモジュロ２加ｐ処理によ
   り行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第
   ２項記載の同期方法。 ４　異なる検査ワード（ＷＫ）が同時に保護ワード（Ｗ
   、）であり、保股ワード（ＷＬ）を検査ワード（ＷＫ）
   に組合わせることにより形成されるキーワード（ＷＫＬ
   ）が復号化の目的に使用されない二次のクラス内に位置
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項
   に記載の同期方法。 氏　異なる保護ワード（ＷＬ）と検査ワード（ＷＫ）と
   を線形符号のコードワードであるように選ぶごとを特徴
   とする特許請求の範囲第４項記載の同期方法。 ａ　データ伝送系のデータ送信装置（１）にデータ受信
   装置（８）を同期させる回路であって、データ伝送系が
   伝送チャネル（２）を有し、この伝送チャネルを介して
   線形ブロック符号の順次にリンクさせられ、変更させら
   れたコードワード（Ｃ′Ｌ）から成るメツセージ（Ｍ）
   が伝送され、この変更コードワード（Ｃ′Ｌ）がデータ
   伝送装置（１）に接続されている勾号器（４）の出力側
   に現われる゛コードワード（０，）をデータ送信装置（
   １）の場所に置かれている加算回路（６）により保護ワ
   ード（ＷＬ）にリンクさせることにより形成される同期
   回路において、メツセージ（Ｍ）内でのコードワード（
   （３Ｌ）の位置を特徴づける複数個の保護ワード（Ｗ、
   ）をデータ送信装置（１）の場所にあるメモリに蓄わえ
   、データ送信装置（１）の場所に加算回路（６）と伝送
   チャネル（２）に接続され、ビット順次にインタリーブ
   された変更コードワード（０’Ｌ　）を伝送チャネル（
   ２）に供給する第１の装置（８）を設け、受信された変
   更コードワード（０’、　）をデータ受信装置（８）の
   場所に置かれ、伝送チャネル（２）に接続されている第
   ２の装置（９）により再びデインタリーブし、メツセー
   ジ（Ｍ）内での第２の装置１Ｙ（９）の出力側に生ずる
   各ワードの位置を特徴づける複数個の検査ワード（ＷＫ
   、＞をデータ受信装置（３）の場所に置かれたメモＩＪ
   　（１１）に蓄え、データ受信装＠（８）の場所に第２
   の装置（９）とメモリ（１１）とに接続され、加えられ
   たワード（ＣＫ）と検査ワード（ＷＫ）とをインタリー
   ブし、データ受信装置（８）に接続された復号器（５）
   の出力側に現われるコードワード（ＯＫ）を与える減算
   回路（７）を設け、減算回路（７）の出力側のコードワ
   ード（ＣＫ）が符号器（４）の出力側のコードワード（
   Ｃ０）と等しい時データ送信装ＪＲ（１）とデータ受信
   装置（８）が同期状態にあるように構成したことを特徴
   とする同期回路。