(57)【要約】繰り返し硬判定順方向誤り訂正復号化用の装置を開示する。方法は、光信号を電気信号に変換するバイナリ受信機であって、前記電気信号が一連の情報シンボルと一連の冗長シンボルとを有し、この一連の冗長シンボルが、異なる順方向誤り訂正（ＦＥＣ）符号化方式により生成されるバイナリ受信機と、このバイナリ受信機に接続された第１の複数の復号器であって、これら複数の復号器が相互に接続され、複数の復号器の各々が、前記異なるＦＥＣ符号化方式に従って、前記一連の冗長シンボルを有する前記一連の情報シンボルを復号化する複数の復号器とを備える。
2005522139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
光信号を電気信号に変換するバイナリ受信機であって、前記電気信号が一連の情報シンボルと一連の冗長シンボルとを有し、前記一連の冗長シンボルが、異なる順方向誤り訂正（ＦＥＣ）符号化方式により生成されるバイナリ受信機と、
前記バイナリ受信機に接続された第１の複数の復号器であって、これら複数の復号器が相互に接続され、複数の復号器の各々が、前記異なるＦＥＣ符号化方式に従って、前記一連の冗長シンボルを有する前記一連の情報シンボルを復号化する複数の復号器と
を備える装置。
【請求項２】
前記複数の復号器が相互に連続的に接続されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記異なるＦＥＣ符号化方式が、異なるパラメータを用いる同じＦＥＣ符号化アルゴリズムである、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記異なるＦＥＣ符号化方式が、異なるＦＥＣ符号化アルゴリズムである、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記バイナリ受信機と接続されて前記電気信号をデシリアライズするデシリアライザを更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記複数の復号器の１つに接続された復号器／デラッパを更に備え、前記ユニットが、前記異なるＦＥＣ符号化方式に従って、前記一連の冗長シンボルを有する前記一連の情報シンボルを復号化し、前記一連の冗長シンボルを除去するようになされる、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記複数の復号器の１つに接続されたデラッパを更に備え、前記デラッパが、前記一連の冗長シンボルを除去するようになされる、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記複数の復号器の１つに接続された復号器／デラッパ／符号器／ラッパユニットを更に備え、前記復号器／デラッパ／符号器／ラッパユニットが、前記異なるＦＥＣ符号化方式に従って、前記一連の冗長シンボルを有する前記一連の情報シンボルを復号化し、前記一連の冗長シンボルを除去し、その他の組の情報シンボルを受信し、オーバーヘッドスペース及びオーバーヘッド情報を前記一連の冗長シンボルに加え、前記の組の情報シンボルを、前記異なるＦＥＣ符号化方式で符号化するようになされる、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記復号器／デラッパ／符号器／ラッパユニットに接続されたバイナリ送信機を更に備え、前記バイナリ送信機が、前記復号器／デラッパ／符号器／ラッパユニットから受信した電気信号を光信号に変換するようになされる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記復号器／デラッパ／符号器／ラッパユニットに接続されたシリアライザを更に備え、前記シリアライザが、前記復号器／デラッパ／符号器／ラッパユニットから受信した電気信号をシリアライズするようになされる、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
装置であって、
光信号を受信し、前記光信号を電気信号に変換するバイナリ受信機と、
前記バイナリ受信機に接続された繰り返し順方向誤り訂正（ＦＥＣ）復号器であって、前記繰り返しＦＥＣ復号器が、複数のインターリーブ符号群を有する一連のデータの各符号群を所定の回数だけ繰り返し復号化する繰り返しＦＥＣ復号器と、
前記繰り返しＦＥＣ復号器に接続されたデラッパであって、冗長シンボル及びオーバーヘッド情報を前記一連のデータから除去するデラッパと
を備える装置。
【請求項１２】
前記デラッパに接続され、オーバーヘッドスペース及びオーバーヘッド情報を前記装置から伝送すべきデータに加えるラッパを更に備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記デラッパに接続されたシリアライザを更に備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記シリアライザに接続された送信機を更に備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記デラッパに接続された符号器を更に備え、前記符号器が、当該装置から伝送すべきデータを符号化するようになされる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
装置であって、
複数のデータ再順序付け装置(data reorderer)と交互に接続された複数の順方向誤り訂正（ＦＥＣ）符号化方式復号器を有する第１復号器であって、前記複数のＦＥＣ符号化方式復号器の各々が、異なるＦＥＣ符号化方式に従ってデータを復号化し、前記複数のデータ再順序付け装置の各々が、前記複数のＦＥＣ符号化方式復号器の次のＦＥＣ符号化方式復号器に対するデータを配列する第１復号器と、
前記第１復号器に接続された第２復号器と
を備える装置。
【請求項１７】
前記第２復号器に接続されたデラッパを更に備え、前記デラッパが前記データから冗長シンボルを除去するようになされる、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記複数のデータ再順序付け装置の各々が、対応のディメンジョンに従って前記データを配列するようになされる、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１復号器に接続されたバイナリ受信機を更に備え、前記バイナリ受信機が光学式から電気式に信号を変換し、前記信号が一連の情報シンボルと第１及び第２組の冗長シンボルとを有する、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
装置であって、
第１復号器であって、
一連の符号語を含む一連のデータを受信する第１バッファと、
前記一連のデータを受信し、前記一連のデータに対する第１シンドロームを第１順方向誤り訂正（ＦＥＣ）符号化方式に従って計算する第１シンドローム計算ユニットと、
前記第１シンドローム計算ユニットに接続された第１誤りパターン計算ユニットであって、第１誤りパターンを前記第１シンドロームで計算し、前記第１バッファ内の一連のデータを更新し、第１値を計算する第１誤りパターン計算ユニットと、
前記第１バッファに接続された第２バッファであって、更新した一連のデータを受信する第２バッファと、
前記第１誤りパターン計算ユニットに接続された第２シンドローム計算ユニットであって、前記一連のデータを受信し、前記一連のデータに対する第２シンドロームを第２ＦＥＣ符号化方式に従って計算し、前記第１値を受信し、前記第１値で前記第２シンドロームを更新する第２シンドローム計算ユニットと、
前記第２シンドローム計算ユニット及び前記第２バッファに接続された第２誤りパターン計算ユニットであって、第２誤りパターンを計算し、前記第２バッファ内の一連のデータを更新する第２誤りパターン計算ユニットと
を有する第１復号器と、
前記第１復号器に接続された第２復号器であって、前記第１復号器から一連のデータを受信する第２復号器と
を備える装置。
【請求項２１】
前記第１復号器に接続されたバイナリ受信機を更に備え、前記バイナリ受信機が光学式から電気式に信号を変換し、前記信号が前記一連のデータを有する、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記第２復号器に接続されたデラッパを更に備え、前記デラッパが、前記一連のデータから冗長シンボルを除去するようになされる、請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
第２値を計算する前記第２誤りパターン計算ユニットと、
前記更新した一連のデータを前記第２バッファから受信する第３バッファと、
前記第１及び第２誤りパターン計算ユニットに接続された第３シンドローム計算ユニットであって、第３シンドロームを計算し、前記シンドロームを前記第２値で更新する第３シンドローム計算ユニットと、
前記第３シンドローム計算ユニットに接続された第３誤りパターン計算ユニットであって、前記一連のデータに対する第３誤りパターンを計算し、前記第３バッファ内の一連のデータを更新する第３誤りパターン計算ユニットと
を更に有する前記第１復号器を更に備える、請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
装置であって
前記第１及び第２誤りパターン計算ユニットに接続された第３バッファと、前記第２復号器の第３及び第４シンドローム計算ユニットとを更に備え、前記第３バッファが前記第１値及び第２値を受信し、前記第１値を前記第３シンドローム計算ユニットに送信し、前記第２値を前記第４シンドローム計算ユニットに送信するようになされる、請求項２０に記載の装置。
【請求項２５】
前記第１復号器の前記第１及び第２誤りパターン計算ユニットに接続された第３シンドローム計算ユニットであって、前記第１値及び第２値を受信する第３シンドローム計算ユニットと、
前記第１復号器の第１及び第２誤り計算ユニットに接続された第４シンドローム計算ユニットであって、前記第１値及び第２値を受信する第４シンドローム計算ユニットと
を有する前記第２復号器を備える、請求項２０に記載の装置。
【請求項２６】
装置であって、
一連のデータを有する信号を受信し、前記信号を光学式から電気式に変換するバイナリ受信機と、
前記バイナリ受信機に接続された第１復号器であって、複数の異なる順方向誤り訂正（ＦＥＣ）符号化方式に従って前記一連のデータを復号化する第１復号器と、
前記第１復号器と接続された第２復号器であって、前記複数の異なるＦＥＣ符号化方式に従って前記一連のデータを復号化する第２復号器と、
前記第２復号器に接続されたデラッパであって、前記一連のデータから冗長シンボルを除去するデラッパと、
第２の組のデータを有する第２信号を受信するラッパであって、第２の組のデータにオーバーヘッドスペース及びオーバーヘッド情報を加えるラッパと、
前記ラッパに接続された符号器であって、前記複数の異なるＦＥＣ符号化方式で前記第２の組のデータを符号化する符号器と、
前記符号器に接続されたバイナリ送信機であって、前記第２信号を電気式から光学式に変換するバイナリ送信機と
を備える装置。
【請求項２７】
前記第１及び第２復号器の各々が、複数のデータ再順序付け装置と交互に接続された複数のＦＥＣ符号化方式復号器を有し、各ＦＥＣ符号化方式復号器が、前記複数の異なるＦＥＣ符号化方式の別々のＦＥＣ符号化方式に従って前記一連のデータを復号化し、前記組のデータを前記複数のデータ再順序付け装置が配列するようになされる、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記第１及び第２復号器の各々が、
第１バッファと、
第１シンドローム計算ユニットと、
前記第１シンドローム計算ユニット及び第１バッファに接続された第１誤りパターン計算ユニットと、
前記第１バッファに接続された第２バッファと、
前記第１誤りパターン計算ユニットに接続された第２シンドローム計算ユニットと、
前記第２シンドローム計算ユニット及び第２バッファに接続された第２誤りパターン計算ユニットと
を備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
前記第１復号器の第１及び第２誤りパターン計算ユニットが前記第２復号器の第１及び第２シンドローム計算ユニットに接続されている、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記第１及び第２誤りパターン計算ユニットが、前記第２復号器の第１及び第２シンドローム計算ユニットと連結された第３バッファに接続されている、請求項２８に記載の装置。
【請求項３１】
前記バイナリ送信機及び符号器に接続されたシリアライザを更に備え、前記シリアライザが前記第２の組のデータをシリアライズするようになされる、請求項２６に記載の装置。
【請求項３２】
前記バイナリ受信機及び第１復号器に接続されたデシリアライザを更に備え、前記デシリアライザが前記の組のデータをデシリアライズするようになされる、請求項２６に記載の装置。
【請求項３３】
システムであって、
第１ネットワーク要素であって、
オーバーヘッドスペース及びオーバーヘッド情報を一連のデータに加えるラッパと、
前記ラッパに接続された符号器であって、複数の異なる順方向誤り訂正（ＦＥＣ）方式に従って前記一連のデータを符号化する符号器と、
前記符号器に接続されたバイナリ送信機であって、前記一連のデータを電気信号から光信号に変更するバイナリ送信機と
を有する第１ネットワーク要素と、
前記第１ネットワーク要素に接続された第２ネットワーク要素であって、
前記一連のデータを光信号から電気信号に変換するバイナリ受信機と、
前記バイナリ受信機に接続された第１復号器であって、前記複数の異なるＦＥＣ符号化方式に従って前記一連のデータを復号化する第１復号器と、
前記第１復号器に接続された第２復号器であって、前記複数の異なるＦＥＣ符号化方式に従って前記一連のデータを復号化する第２復号器と、
前記第２復号器に接続されたデラッパであって、前記一連のデータからオーバーヘッドスペース、オーバーヘッド情報及び冗長シンボルを除去するデラッパと
を有する第２ネットワーク要素と
を備えるシステム。
【請求項３４】
前記複数の異なるＦＥＣ符号化方式に従って第２の組のデータを復号化する第３復号器と、
前記第３復号器に接続された第４復号器であって、前記複数の異なるＦＥＣ符号化方式に従って前記第２の組のデータを復号化する第４復号器と
を有する前記第１ネットワーク要素を備える、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
オーバーヘッドスペース及びオーバーヘッド情報を第２の組のデータに加える第２ラッパと、
前記第２ラッパに接続された第２符号器であって、前記複数の異なる順方向誤り訂正（ＦＥＣ）方式に従って前記第２の組のデータを符号化する第２符号器と、
前記第２符号器に接続された第２バイナリ送信機であって、前記第２の組のデータをその他の電気信号からその他の光信号に変換する第２バイナリ送信機と
を有する前記第２ネットワーク要素を備える、請求項３３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信の分野に関する。特に、本発明は、通信における誤り訂正に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信ネットワークにおいて、送信システムにトランスポートされている間に生じる欠陥から伝送情報を保護するのに順方向誤り訂正（ＦＥＣ）が用いられている。代数的ブロック符号（例えば、リードソロモン符号）の場合、冗長シンボルを情報シンボルに加え、その後、シンボルのブロックを伝送する。破損したシンボルの数が、符号の特別な構成により与えられる特定の閾値を超えない限り、伝送を受信するネットワーク要素は伝送誤りを訂正する事が出来る。
【０００３】
代数的符号化に代わるものとして、繰り返し符号化が挙げられる。繰り返し符号化アルゴリズムは、伝送情報のストリームを訂正するために開発されており、この場合、伝送情報のストリームの受信シンボルの信頼性を表すスカラー情報が利用可能である。これら繰り返し符号化アルゴリズムは、軟判定アルゴリズムとも称される。
【０００４】
しかし、軟判定符号化技術は、高伝送率が受信シンボルに対する信頼性情報を生成する能力を妨げる光ネットワークにおいては一般に適用されない。更に、軟判定符号化アルゴリズムは、訂正後のビット誤りの確率が低い伝送情報のストリームに対して比較的劣った性能を有する傾向にあり、このことは光ネットワークにおいて生成する。
【０００５】
以下の説明と、本発明の実施形態を示すのに用いる添付図面とを参照することにより本発明を最も良く理解する事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下の説明において、本発明を充分に理解できるように多数の詳細な具体例を述べる。しかし、本発明は、これら詳細な具体例を用いなくとも実施できるものとする。その他に、本発明を不明瞭にしないため、周知の回路、構造体及び技術を詳細に記述していない。
【０００７】
図１Ａは、本発明の一実施形態における代表的なネットワーク要素を示した図である。図１において、ネットワーク要素１０１はネットワーク要素１０３と接続されている。後で詳細に説明するネットワーク要素１０１内のラッピング／符号化ユニット１０７はデータ１０５を受信する。このデータは一連の情報シンボルを含む。１またはそれ以上のビットは各情報シンボルを表す事が出来る。ラッピング／符号化ユニット１０７はオーバーヘッドスペースをデータ１０５に加える（ラッピングとも称する）。ラッピング／符号化ユニット１０７は、最初に、オーバーヘッドスペースの一部を管理情報で充填する。この管理情報は符号同期用のパターンを含む事が出来る。次に、ラッピング／符号化ユニット１０７は、データ１０５の情報シンボルから派生した冗長シンボルでデータ１０５内の残りのオーバーヘッドスペースを充填する。これら冗長シンボルは、後で詳細に説明するインターリーブ符号群の一部である。ラッピング／符号化ユニット１０７はラップデータ（ｗｒａｐｐｅｄ  ｄａｔａ）１０６を光送信機１０９に移動する。この光送信機１０９はラップデータ１０６を電気信号から光信号１０８に変換する。次に、光送信機１０９は光信号１０８をネットワーク要素１０１からネットワーク要素１０３に伝送する。本発明の一実施形態において、ラッピング／符号化ユニット１０７及び光送信機１０９は別々の装置である。本発明のその他の実施形態において、ラッピング／符号化ユニット１０７及び光送信機１０９は単一の装置である。
【０００８】
ネットワーク要素１０３内の光受信機１１１は、光信号１０８を受信する。この光受信機１１１は光信号１０８を電気信号、すなわち受信ラップデータ１１０に変換し、受信ラップデータ１１０をマルチ符号群繰り返し復号化ユニット１１３に移動する。ラップデータに障害がなければ、受信ラップデータ１１０はラップデータ１０６と同一である。実施形態を説明するため、受信ラップデータ１１０は、障害を有するラップデータ１０６であると仮定する。
【０００９】
マルチ符号群繰り返し復号化ユニット１１３は、付加された冗長シンボルを有する受信ラップデータ１１０を処理して処理ラップデータ１１２を生成する。マルチ符号群繰り返し復号化ユニット１１３は処理ラップデータ１１２をデラッピングユニット１１５に移動する。マルチ符号群繰り返し復号化ユニット１１３及びデラッピングユニット１１５については後で詳細に説明する。
【００１０】
デラッピングユニット１１５は管理情報と、前に冗長シンボルを有するオーバーヘッドスペースとを処理ラップデータ１１２から除去する。次に、デラッピングユニット１１５はデータ１１７を出力し、このデータ１１７は、訂正不可能な誤り群を有するデータ１１７内の記憶位置以外、元のデータ１０５と同一である。元のデータ１０５と、出力したデータ１１７との間の相違を出力誤り率とも称する。本発明の様々な実施形態は光受信機１１１、マルチ符号群繰り返し復号化ユニット１１３及びデラッピングユニット１１５を異なった様態で実施する事が出来る。また、光受信機１１１、マルチ符号群繰り返し復号化ユニット１１３及びデラッピングユニット１１５を単一の装置とする事が出来、あるいは、光受信機１１１及びマルチ符号群繰り返し復号化ユニット１１３を、デラッピングユニット１１５から分離された単一の装置とする事が出来、あるいは、マルチ符号群繰り返し復号化ユニット１１３及びデラッピングユニット１１５を、光受信機１１１から分離された単一の装置とする事が出来る。
【００１１】
インターリーブ符号群を有する光伝送データに硬判定ＦＥＣを適用することにより、出力ビット誤り率を減少させる。
【００１２】
図１Ｂには、本発明の一実施形態における、ＦＥＣに関連するオーバーヘッドの２５％が伝送中の代表的な信号に加算された３つの代表的な符号化方式の入力ビット誤り率（ＢＥＲｉ）対出力ビット誤り率（ＢＥＲｏ）を示す。ＢＥＲｉはシングルビット伝送誤りの確率であり、一方、ＢＥＲｏは、平均ホワイトガウスノイズモデルに基づいてデータを復号化した後、破壊されたシングルビットの確率である。「ＲＳ（２５５，２０５）」のラベルが付いた点線は、単段リードソロモン符号化方式の性能を示す。「単純な積復号化」のラベルが付いた破線は、最適化符号パラメータを用い、リードソロモンに基づく単純なブロック積符号化方式の性能を示す。実線は、２度の繰り返しで２つのインターリーブ符号群に対し、繰り返し硬判定復号化を実行する符号化方式の性能を示す。図１Ｂに示すように、インターリーブ符号群に繰り返し硬判定復号化を実行する符号化方式は、典型的に光伝送に生じる入力ＢＥＲにおいて、その他の代表的な符号化方式よりも性能が優れている。
【００１３】
図２は、本発明の一実施形態に従ってデータを符号化するのに用いる代表的なフローチャートである。ブロック２０１において、符号化方式が選択される。符号化方式の選択は、どの順方向誤り訂正（ＦＥＣ）符号化手順（例えば、ＢＣＨ符号化、リードソロモン符号化など）を用いるべきかを選択することや、符号化アルゴリズムと用いるべきパラメータを選択することを含む。本発明の一実施形態において、手順及びパラメータの組を予め規定する。本発明のその他の実施形態において、パラメータ及び符号化手順をメモリから取り出し、ユーザーはパラメータ及び符号化手順を選択し、符号化手順を一連の符号化アルゴリズムから無作為に選択し、そして、各符号化アルゴリズムは所定組のパラメータを有し、所定の符号化手順と用いるため、所定組のパラメータから一連のパラメータを無作為に選択し、ラッピング／符号化ユニット及び／または別個の記憶装置などに記憶された別々のパラメータ及び／または符号化手順からパラメータ及び／または符号化手順を選択する。
【００１４】
ブロック２０３において、データが受信される。ブロック２０５において、選択した符号化方式でデータを処理して第１符号群の一連の符号語（すなわち、冗長データを伴ったデータ）を生成する。符号群とは、特定の符号化手順と特定組のパラメータとで生成された全ての符号語を意味する。本発明の一実施形態において、異なるパラメータを用いた同じ符号化手順により別々の符号群を生成するが、本発明のその他の実施形態において、同じパラメータと、異なる符号化アルゴリズムとにより、あるいは、異なる符号化アルゴリズムと、異なる組のパラメータとにより別々の符号群を生成する。
【００１５】
ブロック２１１において、別の符号化方式が選択される。別の符号化方式は、少なくとも１つの様態において、先に選択した符号化方式とは異なる（例えば、異なるパラメータ、異なる符号化アルゴリズムなど）。
【００１６】
ブロック２１３において、選択した符号化方式をブロック２０５で処理した符号化データに適用することによって、次の符号群が生成される。ブロック２１５において、符号化が完了したかが判断される。符号化が完了しなければ、制御フローをブロック２１１に戻す。符号化が完了すれば、制御フローをブロック２１７に進める。
【００１７】
ブロック２１７において、符号化データが送信される。データのシンボルを符号化して、各シンボルが、各符号群の少なくとも１つの符号語の一部となるようにする。
【００１８】
図中のフローチャートは、本発明の特定の実施形態により実行される動作の特定順序を示すが、このような順序は一例であると理解すべきである（例えば、本発明のその他の実施形態は、異なる順序でいくつかの動作を実行したり、いくつかの動作を組み合わせたり、いくつかの動作を並列に実行したりする事が出来る）。例えば、パラメータの組を予め決定すれば、ブロック２０１及び／またはブロック２１１を実行しなくてもよい。更に、ブロック２０１以前にブロック２０３を実行して良い。本発明の別の実施形態において、ブロック２０１及びブロック２１１を順次、または並列に実行する。
【００１９】
各シンボルが、各符号群の少なくとも１つの符号語の一部となるようにするシンボルの符号化をマトリクスで示す事が出来る。図３Ａ〜３Ｃは、符号群のインターリーブを示す図である。
【００２０】
図３Ａは、本発明の一実施形態におけるマトリクス内の２つの符号群の代表的なインターリーブを示す図である。図３Ａにおいて、ラップデータ３０１は符号化手順３０５により処理される。符号化手順３０５は、マトリクス３０９内に行として配列された一連のｋ２個の符号語として示す第１符号群を生成する。第１符号群の各符号語はｎ１個のシンボルを含み、そのうちのｋ１個のシンボルは、保護すべき情報シンボルである。第１符号群の冗長シンボルを、行冗長シンボル３１１（各行に対するｎ１−ｋ１個の冗長シンボル）としてマトリクス３０９内に示す。第１符号群はマトリクス３０９の第１ディメンジョンに対応する。
【００２１】
次に、マトリクス３０９の第２ディメンジョンを符号化手順３０６により処理する。先に述べたように、本発明のその他の実施形態は、その他の符号化手順や、その他の符号化手順と他の組のパラメータなどでマトリクス３０９を処理できる。符号化手順３０６はマトリクス３１５を生成する。マトリクス３１５の列は、第２符号群の符号語である。第２符号群の符号語は、各符号語に対し、ｎ２，ｋ２個の情報シンボルとｎ２−ｋ２個の冗長シンボルとのブロック長を有し、これら冗長シンボルを列冗長シンボル３１３として示す。第２符号群はｎ１個の符号語（すなわち、マトリクス３１５内にｎ１個の列）を含む。第２符号群は、行冗長シンボル３１１と、行冗長シンボル３１１の訂正用の冗長シンボルとから成る符号語を含む。
【００２２】
図３Ｂは、本発明の一実施形態における図３Ａのマトリクス内の第３符号群との代表的なインターリーブを示す図である。図３Ｂにおいて、符号化手順３１６はマトリクス３１９を生成する。符号化手順３１９はマトリクス３０６の第３ディメンジョンを符号化して、第３符号群を有するマトリクス３１９を生成する。マトリクス３１９は第３ディメンジョンの冗長シンボル３１７を含む。第３ディメンジョンの冗長シンボル３１７は第３符号群の符号語の各対角線に対応する。
【００２３】
図３Ｃは、本発明の一実施形態における２つの符号群のその他の代表的なインターリーブを示す図である。図３Ｃには、２次元領域３２１としてインターリーブ符号群のストリームを生成する符号化手順１０５を示す。領域３２１は、行符号語及び列符号語を含む。図３Ａのマトリクス３１５とは異なり、領域３２１は各行に複数の符号語を含む。領域３２１において、第１符号群の符号語は、第２符号群の１つの符号語に対して整列していない。
【００２４】
複数の符号群がインターリーブすることによって、順方向誤り訂正が向上する。それぞれのＦＥＣ符号化方式は、伝送誤り分布に（例えば、符号語ごとの一定の誤り制限のような）厳しい制限を課す。インターリーブする複数の符号群は、繰り返し復号化がＦＥＣ符号化方式のこの制限を広範囲に克服できるようにし、その結果、特に平均ホワイトガウスノイズ（ＡＷＧＮ）モデルに対し、性能を大幅に向上させる。
【００２５】
図４は、本発明の一実施形態に従ってデータを復号化するのに用いるフローチャートである。ブロック４０１において、データが受信される。ブロック４０２において、最後の符号群（すなわち、伝送したネットワーク要素で符号化した最後の符号群）が処理される。ブロック４０３において、次の符号群（すなわち、伝送したネットワーク要素で最後の符号群より前に符号化した符号群）が処理される。ブロック４０５において、符号群の全てを復号化したか否かが判断される。符号群の全てを復号化していない場合、制御フローをブロック４０３に戻す。符号群の全てが復号化された場合、制御フローをブロック４０７に進める。
【００２６】
ブロック４０７において、全ての符号群を処理する間、いくつかの誤りが訂正されたか否かが判断される。いくつかの誤りが訂正された場合、制御フローをブロック４０７からブロック４０２に戻す。これ以上の誤りが訂正されなかった場合、ブロック４０９で、受信したデータから冗長シンボルが除去される。
【００２７】
図４において、複数の符号群のインターリーブによって、繰り返し復号化がどのようにして現在のＦＥＣ符号化方式の制限を克服し得るかを示す。例えば、符号化手順３０５，３０６が個々にｔ１，ｔ２個の伝送誤りを訂正すると仮定する。第１符号群の符号語における誤りの数がｔ１を超えれば、一般的に、符号語を訂正しなかった可能性がある。複数の符号群をインターリーブし、その後、繰り返し復号化するので、第２符号群で訂正した誤りによって、その後の繰り返しで第１符号群における訂正が場合によっては可能になる。言い換えれば、第１及び第２符号群の符号語の交点に存在する誤ったシンボルの訂正によって、第１符号群の符号語における誤りの数をｔ１未満に減少出来る。従って、この符号語は次の繰り返し期間で訂正可能になる。
【００２８】
先に指摘したように、図４で示す動作の順序は一例である。例えば、ブロック４０５を実行しなくてもよい。何故なら、符号群の数が既知であるからである。本発明のその他の実施形態において、ブロック４０７を別の様態で実行しても良い。誤り訂正の実行を観測する代わりに、一定数の繰り返し周期を与える事が出来る。更に、本発明の別の実施形態は、出力するデータ内に一定レベルの誤りが残存する事を許容しても良い。本発明の別の実施形態は、シングル符号群の処理（ブロック４０２，４０３）を、図５に示すパイプラインアーキテクチャーの形態で並列に実行できる。
【００２９】
図５は、本発明の一実施形態におけるネットワーク要素のラインカードの構成要素を示す図である。図５において、ラインカード５００は、ラップデータを光信号として受信する光受信機５０１を含む。この光受信機５０１は、光信号を電気信号に変換する。次に、光受信機５０１は、電気信号の形態のラップデータをデシリアライザ５０３に移動する。デシリアライザ５０３は、ラップデータを、繰り返し復号化用に配列する。次に、デシリアライザ５０３は、一連の任意数の繰り返し復号器５０５Ａ〜５０５Ｆにより処理するためにラップデータを移動する。各繰り返し復号器５０５Ａ〜５０５Ｆは、ラップデータの全ての符号群について少なくとも１回の繰り返し復号化を行う。繰り返し復号器５０５Ｆはラップデータを繰り返し復号器／デラッパ及び符号器／ラッパ５０９に移動する。この繰り返し復号器／デラッパ及び符号器／ラッパ５０９は、ラップデータの全ての符号群について少なくとももう１回の繰り返し復号化を行い、ラップデータをデラッピングする。その後、そのデータを繰り返し復号器／デラッパ及び符号器／ラッパ５０９が出力する。
【００３０】
また、繰り返し復号器／デラッパ及び符号器／ラッパ５０９は、伝送すべきデータを受信する。繰り返し復号器／デラッパ及び符号器／ラッパ５０９は、図１Ａに述べたように受信データをラップし、図１〜２に前述されたように受信データを符号化する。その後、繰り返し復号器／デラッパ及び符号器／ラッパ５０９は、符号化ラップデータをシリアライザ５１１に移動する。シリアライザ５１１は、符号化ラップデータを伝送用に配列する。次に、シリアライザ５１１は、直列化ラップデータを光送信機５１３に移動する。光送信機５１３は直列化ラップデータを電気信号から光信号に変換し、光信号を伝送する。
【００３１】
ラインカード５００及び／またはラインカード５００の構成要素は、１つ以上の機械可読媒体を含む。機械可読媒体は、機器（例えば、コンピュータ）により読取り可能な形態の情報を提供する（すなわち、記憶及び／または伝送する）いずれかの機構を含む。例えば、機械可読媒体は、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気、光、音響またはその他の形態をした伝播信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）などを含む。
【００３２】
図５に示す本発明の実施形態は、相互に接続された繰り返し復号器の数により拡張可能である。更に、図示した本発明の実施形態は、符号器及び復号器を１つの構成要素として用いることによりかなりのボードスペースが節約される。本発明の様々な実施形態は、繰り返し復号器を異なった様態で実行する事が出来る。例えば、繰り返し復号器５０５Ａ〜５０５Ｆは、単一繰り返しＦＥＣ復号器として用いる事が出来、繰り返し復号器５０５Ａ〜５０５Ｆと繰り返し復号器／デラッパ及び符号器／ラッパ５０９の復号化機能とは、単一の装置として用いる事が出来る。
【００３３】
図６Ａは、本発明の一実施形態における図５の繰り返し復号器５０５Ａの本発明の代表例を示す図である。図６Ａにおいて、繰り返し復号器５０５Ａは、２つの符号群を復号化するのに用いられる。図６Ａにおいて、繰り返し復号器５０５Ａの列復号器６０１はラップデータを受信する。列復号器６０１は、各列の受信データを復号化する。各列の受信データを復号化した後、そのデータを列復号器６０１がデータ再順序付け装置(data reorderer)６０３Ａに移動する。データ再順序付け装置６０３Ａは、列復号器６０１から受信したデータを列のパースペクティブから行のパースペクティブに再配列する。次に、データ再順序付け装置６０３Ａは、再順序付けデータを行復号器６０５に移動する。行復号器６０５は、受信データをマトリクスの行として復号化する。次に、そのデータを行復号器６０５がデータ再順序付け装置６０３Ｂに移動する。このデータをデータ再順序付け装置６０３Ｂが行のパースペクティブから列のパースペクティブに再配列する。次に、データ再順序付け装置６０３Ｂは、再順序付けデータを次の繰り返し復号器に移動する。
【００３４】
図６Ｂは、本発明の一実施形態における繰り返し復号器／デラッパ及び符号器／ラッパ５０９の本発明の代表例を示す図である。図６Ｂにおいて、繰り返し復号器５０５Ｆはデータを繰り返し復号器／デラッパ及び符号器／ラッパ（「ハイブリッドユニット」）５０９に移動する。各繰り返し復号器５０５Ａ〜５０５Ｆと同様に、データは列復号器６０１Ａ、データ再順序付け装置６０３Ａ及び行復号器６０５Ａを通過する。行復号器６０５Ａはデータをデラッパ６１１に移動する。デラッパ６１１は、図１で前述されたデラッピングと同じようにデータをデラッピングする。ハイブリッドユニット５０９はラッパ６１３も含む。ラッパ６１３は、伝送すべきデータを受信し、図１に前述されたラッピングと同じようにデータをラップする。ラッパ６１３は、ラップデータを行符号器６１５に移動する。行符号器６１５は、ラッパ６１３により加えられたスペースの一部を行冗長シンボルで充填する。次に、このデータを行符号器６１５がデータ再順序付け装置６０３Ｂに移動する。データ再順序付け装置６０３Ｂはデータを行のパースペクティブから列のパースペクティブに再順序付けする。次に、データ再順序付け装置６０３Ｂは、再順序付けデータを列符号器６０７に移動する。列符号器６０７は、ラッパ６１３により加えられたスペースの残りを列冗長シンボルで充填する。次に、列符号器６０７は、データを繰り返し復号器／デラッパ及び符号器／ラッパ５０９の外部に移動する。
【００３５】
図７は、本発明の一実施形態によりバックワードアノテーションを用いる繰り返し復号器を示す図である。図７に示す繰り返し復号器は、代表的な３符号群繰り返し復号器である。簡易化のために、各符号群は、第１工程としてのシンドロームの計算を構成する代数性を有すると仮定する。図７に示す繰り返し復号器７００は、シンドローム計算ユニット７０３Ａ〜７０３Ｃを含む。本発明のその他の実施形態は、それよりも多くの、またはそれよりも少ないシンドローム計算ユニットを含む事が出来る。誤りパターン計算ユニット７０９Ａ〜７０９Ｃはシンドローム計算ユニット７０３Ａ〜７０３Ｃと結合されている。繰り返し復号器７００は、３つの符号群を有するデータを受信する。受信したデータはＦＩＦＯ７０１Ａ内に記憶される。受信したデータはシンドローム計算ユニット７０３Ａ〜７０３Ｃにも送信される。
【００３６】
シンドローム計算ユニット７０３Ａは第３符号群のシンドロームを計算する。シンドローム計算ユニット７０３Ａはシンドロームを誤りパターン計算ユニット７０９Ａに移動する。誤りパターン計算ユニット７０９Ａは誤り訂正用に誤りパターンを計算し、それから、バックアノテーションを計算する。誤りパターン計算ユニット７０９Ａにより決定された訂正は、ＦＩＦＯ７０１Ａ内に記憶されたデータに適用される。その結果生じたデータはＦＩＦＯ７０１Ｂ内に記憶される。計算したバックアノテーションは誤りパターン計算ユニット７０９Ａからシンドローム計算ユニット７０３Ｂ，７０３Ｃに移動される。シンドローム計算は線形なので、シンドローム計算ユニット７０３Ａ〜７０３Ｃはこれらシンドロームを並列に計算し、従って、シンドローム計算ユニット７０３Ｂは第２符号群のシンドロームを計算してある。シンドローム計算ユニット７０３Ｂは、受信したバックアノテーションを、計算したシンドロームに加える。次に、シンドローム計算ユニット７０３Ｂは、バックアノテーションを有するシンドロームを誤りパターン計算ユニット７０９Ｂに移動する。誤りパターン計算ユニット７０９Ｂは、誤りパターン計算ユニット７０９Ａと同じタスクを第２符号群に対して実行する。
【００３７】
誤りパターン計算ユニット７０９Ｂは、計算した誤り訂正情報を、ＦＩＦＯ７０１Ｂ内に記憶されたデータに適用する。その結果生じたデータはＦＩＦＯ７０１Ｃ内に記憶される。誤りパターン計算ユニット７０９Ｂは、第２符号群に対して計算したバックアノテーションをシンドローム計算ユニット７０３Ｃに移動する。シンドローム計算ユニット７０３Ｃは第１符号群のシンドロームを計算してあり、第１符号群のバックアノテーションを加えてある。次に、シンドローム計算ユニット７０３Ｃはそのシンドロームに第２符号群のバックアノテーションを加え、計算したシンドロームを誤りパターン計算ユニット７０９Ｃに移動する。誤りパターン計算ユニット７０９Ｃは誤り訂正情報を決定し、この情報を、ＦＩＦＯ７０１Ｃ内に記憶されたデータに適用する。その結果生じたデータは、その後、次の繰り返し復号器に移動される。
【００３８】
バックワードアノテーションを用いたインターリーブ符号群の繰り返し復号化によって、各符号群の復号化における待ち時間を短縮する。符号群Ｃ２の誤りパターンの計算が終了した後、直ちに、符号群Ｃ１の誤りパターンを計算する事が出来る。
【００３９】
図８は、本発明の一実施形態によりフォワードアノテーションを用いる繰り返し復号器を示す図である。図８に示す繰り返し復号器８００は、図７に示す繰り返し復号器７００に類似する。繰り返し復号器８００はシンドローム計算ユニット８０３Ａ〜８０３Ｃを含む。本発明のその他の実施形態は、それよりも多くの、またはそれよりも少ないシンドローム計算ユニットを含む事が出来る。誤りパターン計算ユニット８０９Ａ〜８０９Ｃはシンドローム計算ユニット８０３Ａ〜８０３Ｃと結合されている。繰り返し復号器８００は、３つの符号群を有するデータを受信する。受信したデータはＦＩＦＯ８０１Ａ内に記憶される。受信したデータはシンドローム計算ユニット８０３Ａ〜８０３Ｃにも送信される。
【００４０】
シンドローム計算ユニット８０３Ａは第３符号群のシンドロームを計算する。シンドローム計算ユニット８０３Ａはシンドロームを誤りパターン計算ユニット８０９Ａに移動する。誤りパターン計算ユニット８０９Ａは誤り訂正用に誤りパターンを計算し、それから、バックアノテーションを計算する。誤りパターン計算ユニット８０９Ａにより決定された訂正は、ＦＩＦＯ８０１Ａ内に記憶されたデータに適用される。その結果生じたデータはＦＩＦＯ８０１Ｂ内に記憶される。計算したバックアノテーションは誤りパターン計算ユニット８０９Ａからシンドローム計算ユニット８０３Ｂ，８０３Ｃに移動される。シンドローム計算は線形なので、シンドローム計算ユニット８０３Ａ〜８０３Ｃはこれらシンドロームを並列に計算し、従って、シンドローム計算ユニット８０３Ｂは第２符号群のシンドロームを計算してある。誤りパターン計算ユニット８０９Ａは計算結果を次の繰り返し復号器のシンドローム計算ユニットに伝送するため、バッファ８１１内にも記憶した（「フォワードアノテーション」）。シンドローム計算ユニット８０３Ｂは、受信したバックアノテーションを、計算したシンドロームに加える。次に、シンドローム計算ユニット８０３Ｂは、バックアノテーションを有するシンドロームを誤りパターン計算ユニット８０９Ｂに移動する。誤りパターン計算ユニット８０９Ｂは、誤りパターン計算ユニット８０９Ａと同じタスクを第２符号群に対して実行する。
【００４１】
誤りパターン計算ユニット８０９Ｂは、計算した誤り訂正情報を、ＦＩＦＯ８０１Ｂ内に記憶されたデータに適用する。その結果生じたデータはＦＩＦＯ８０１Ｃ内に記憶される。誤りパターン計算ユニット８０９Ｂは、第２符号群に対して計算したバックアノテーションをシンドローム計算ユニット８０３Ｃに移動し、そして、計算した誤りパターンを次の繰り返し復号器のシンドローム計算ユニットに伝送するため、バッファ８１１内に記憶する。シンドローム計算ユニット８０３Ｃは第１符号群のシンドロームを計算してあり、第１符号群のバックアノテーションを加えてある。次に、シンドローム計算ユニット８０３Ｃはそのシンドロームに第２符号群のバックアノテーションを加え、計算したシンドロームを誤りパターン計算ユニット８０９Ｃに移動する。誤りパターン計算ユニット８０９Ｃは誤り訂正情報を決定し、この情報を、ＦＩＦＯ８０１Ｃ内に記憶されたデータに適用する。誤りパターン計算ユニット８０９Ａ，８０９Ｂと同様に、誤りパターン計算ユニット８０９Ｃは、計算した誤りパターンを次の繰り返し復号器のシンドローム計算ユニットに伝送するため、バッファ８１１に移動する。ＦＩＦＯ８０１Ｃ内に記憶されたデータは次の繰り返し復号器に移動した。
【００４２】
本発明の一実施形態において、バッファ８１１は、誤りパターン計算ユニットに示したように、次の繰り返し復号器のシンドローム計算ユニットに伝送するために計算したアノテーションを一時的にホストする。本発明のその他の実施形態において、誤りパターン計算ユニットはフォワードアノテーション情報を、特に、繰り返し復号器の誤りパターン計算ユニットと次の繰り返し復号器のシンドローム計算ユニットとに対応するバッファに移動する。本発明の別の実施形態において、繰り返し復号器の誤りパターン計算ユニットは、計算した誤りパターンを次の繰り返し復号器の対応のシンドローム計算ユニットに直接に移動する。フォワードアノテーションによって、待ち時間が短縮される。
【００４３】
記述した繰り返し復号化は、１つ以上の機械可読媒体内に記憶された命令により実施できる。従って、機械可読媒体は、機器（例えば、コンピュータ）により読取り可能な形態の情報を提供する（すなわち、記憶及び／または伝送する）いずれかの機構を含む。例えば、機械可読媒体は、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気、光、音響またはその他の形態をした伝播信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）などを含む。
【００４４】
前述したように、インターリーブ符号群の繰り返し硬判定復号化によって、光伝送に対する順方向誤り訂正が可能になる。
【００４５】
本発明は、本発明のいくつかの実施形態に関して説明したが、当業者は、本発明が、上述した本発明の実施形態に制限されないことを認識すべきである。本発明の方法及び装置は、本発明の精神及び請求の範囲内に属する変更を加えて実施する事が出来る。従って、本発明を制限する代わりに、この説明を例示とみなすべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１Ａ】本発明の一実施形態における代表的なネットワーク要素を示した図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態における、ＦＥＣに関連するオーバーヘッドの２５％が伝送中の代表的な信号に加算された３つの代表的な符号化方式の入力ビット誤り率（ＢＥＲｉ）対出力ビット誤り率（ＢＥＲｏ）を示す。
【図２】本発明の一実施形態に従ってデータを符号化するのに用いる代表的なフローチャートである。
【図３Ａ】本発明の一実施形態におけるマトリクス内の２つの符号群の代表的なインターリーブを示す図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態における図３Ａのマトリクス内の第３符号群との代表的なインターリーブを示す図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態における２つの符号群のその他の代表的なインターリーブを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に従ってデータを復号化するのに用いるフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態におけるネットワーク要素のラインカードの構成要素を示す図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態における図５の繰り返し復号器５０５Ａの本発明の代表例を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態における繰り返し復号器／デラッパ及び符号器／ラッパ５０９の本発明の代表例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態によりバックワードアノテーションを用いる繰り返し復号器を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態によりフォワードアノテーションを用いる繰り返し復号器を示す図である。
【図１Ａ】
2005522139.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
2005522139.tif 000009
【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
2005522139.tif 000013
【図８】
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【国際調査報告】
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