(57)【要約】  【課題】  本発明は、エラーの発生状況を監視して、外乱の影響や通信機器の劣化を把握すると共に、エラー発生数が所定の許容値を超える場合でも、データ内容によっては、エラーを訂正せずにデータを継続使用できるようにすることを目的とする。【解決手段】  本発明によるエラー訂正制御管理回路１００は、情報データのエラー情報を検出するエラー検出回路１０２と、前記エラー検出回路で検出されたエラー情報を訂正するエラー訂正回路１０３と、前記エラー検出回路１０２で検出されたエラー情報を通信管理システムに送信するエラー情報管理回路１０６と、前記通信管理システムから前記エラー訂正回路１０３でエラーを訂正するか否かの指示を受信して、前記エラー訂正回路１０３で前記情報エラーの訂正を行うか否かを選択する選択回路１０８とを備える。  【選択図】  図１
2005210642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報データのエラー情報を検出するエラー検出回路と；
前記エラー検出回路で検出されたエラー情報を訂正するエラー訂正回路と；
前記エラー検出回路で検出されたエラー情報を通信管理システムに送信するエラー情報管理回路と；
前記通信管理システムから前記エラー訂正回路でエラーを訂正するか否かの指示を受信して、前記エラー訂正回路で情報エラーの訂正を行うか否かを選択する選択回路と；
を備えるエラー訂正制御管理回路。
【請求項２】
前記通信管理システムとして、前記エラー情報管理回路から受信したエラー情報に基づいて、前記エラー訂正回路で情報エラーの訂正を行うか否かを判断し、前記選択回路に前記エラー訂正回路でエラーを訂正するか否かの指示を送信する通信制御部を備える；
請求項１に記載のエラー訂正制御管理回路。
【請求項３】
前記通信管理システムが上位の通信システムに設けられる；
請求項１に記載のエラー訂正制御管理回路。
【請求項４】
前記選択回路は、前記エラー検出回路から前記エラー訂正回路への接続を開閉することにより、前記エラー訂正回路で情報エラーの訂正を行うか否かを選択する；
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のエラー訂正制御管理回路。
【請求項５】
前記エラー情報管理回路は、前記エラー検出回路で検出された発生エラー件数が予め設定された許容エラー数を超えた場合に、超えたことを示す信号を前記通信管理システムに送信する；
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のエラー訂正制御管理回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエラー訂正制御管理回路に関する。詳しくは、通信エラーの訂正が可能であり、かつ、通信エラーの訂正を制御可能なエラー訂正制御管理回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エラー訂正回路を備え、ＢＣＨ符号やリードソロモン符号等を用いて、通信エラー等の情報エラーの訂正が可能なシステムが提案されている（例えば非特許文献１、２参照）。通信エラーの訂正が可能な通信システムでは、送信時には通信情報にエラー訂正符号を付加して送信し、受信時にはエラー訂正符号を用いてエラー情報を検出し、可能な範囲でエラー情報を訂正して、通信情報を復元する。
【０００３】
【非特許文献１】「マルチメディア時代の情報理論」  第７章  「実用的な誤り検出・訂正符号」  小川英一  コロナ社  ２０００年４月２１日  初版発行  （１０５頁−１３０頁、図７．１〜図７．１５）
【非特許文献２】「スペクトラム拡散技術のすべて」  第８章  「誤り訂正符号」  松尾憲一  東京電気大学出版局  ２００３年５月３０日  第１版発行  （１６７頁−１７７頁、図８−１１〜図８−１３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば、微弱電波を使用した無線通信においては、近い周波数での大送信電力で送信される干渉波等の外乱の影響や通信機器の経時変化（部品の寿命等）による劣化等により、通信品質の劣化が生じる。一般にエラー数が所定の許容値以下ではエラー検出訂正回路によるエラー訂正が可能である。しかし、通信品質が悪い場合には、エラーが許容値を超えて発生し、エラー検出訂正回路は完全にエラーを訂正することができなくなる。また、連続的にエラーが発生する場合（バーストエラー等）には、許容値を越え易くなる。エラー検出訂正回路は、自動的に訂正を行うものもあり、このような場合、許容値を越えた場合に誤った訂正をしてしまうこともあった。
【０００５】
また、このような外乱の影響や通信機器の劣化が徐々に進行すると、通信ができなくなる直前まで気が付かず、対処が遅れるという問題があった。また、外乱の影響や機器の劣化を把握するためには、専用の通信品質解析装置が必要であった。
【０００６】
他方、通信情報には、例えば、精密計測データや、設計の基礎データのようなエラー許容度の小さい情報と、音声・画像のようなエラー許容度の大きい情報とに分けられる。前者では、エラーの訂正が可能な範囲では、データを訂正して使用できるが、訂正の限度を超えると致命的である。後者では、多少のエラーがあっても後続データへの影響は小さく、人間の目や耳で見たり聞いたりする限りエラーを認識しないこともある。このような場合、外乱の影響や通信機器の劣化状況を承知の上で、エラーを訂正せずにデータを継続使用しても良い。
【０００７】
本発明は、エラーの発生状況を監視して、外乱の影響や通信機器の劣化を把握すると共に、エラー発生数が所定の許容値を超える場合でも、データ内容によっては、エラーを訂正せずにデータを継続使用できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載のエラー訂正制御管理回路は、例えば図１に示すように、情報データのエラー情報を検出するエラー検出回路１０２と、エラー検出回路で検出されたエラー情報を訂正するエラー訂正回路１０３と、エラー検出回路１０２で検出されたエラー情報を通信管理システムに送信するエラー情報管理回路１０６と、通信管理システムからエラー訂正回路１０３でエラーを訂正するか否かの指示を受信して、エラー訂正回路１０３で情報エラーの訂正を行うか否かを選択する選択回路１０８とを備える。
【０００９】
このように構成すると、エラー情報を通信制御部又は上位の通信管理システムに通知でき、エラー情報を通信制御部又は上位の通信管理システムの判断によりエラーの状況に応じた対処を可能にする。これにより、エラーの影響が少ないアナログ情報では、エラー訂正なしに通信システムを運用できる。
【００１０】
なお、エラー訂正制御管理回路およびこれを構成する各回路は、必ずしも１基板に搭載される必要はなく、複数の基板、単数又は複数のボード、モジュール、ユニット又は装置に搭載されても良い。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエラー訂正制御管理回路において、例えば図１に示すように、通信管理システムとして、エラー情報管理回路１０６から受信したエラー情報に基づいて、エラー訂正回路１０３で情報エラーの訂正を行うか否かを判断し、選択回路１０８にエラー訂正回路１０３で情報エラーを訂正するか否かの指示を送信する通信制御部１１１を備える。このように構成すると、エラー訂正制御管理回路内でエラー状況に応じた適切な処置をとることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のエラー訂正制御管理回路において、例えば図５に示すように、通信管理システムが上位の通信システム１１３に設けられる。このように構成すると、上位の通信システムの管理により、広範囲の通信系におけるエラー状況に応じた適切な処置をとることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のエラー訂正制御管理回路において、例えば図１に示すように、選択回路１０８は、エラー検出回路１０２からエラー訂正回路１０３への接続を開閉することにより、エラー訂正回路１０３で情報エラーの訂正を行うか否かを選択する。このように構成すると、エラー訂正を行うか否かを選択する選択回路を簡易に構成できる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のエラー訂正制御管理回路において、例えば図３に示すように、エラー情報管理回路１０６は、エラー検出回路１０２で検出された発生エラー件数が予め設定された許容エラー数を超えた場合に、超えたことを示す信号を通信管理システムに送信する。このように構成すると、エラーが多発する状況を容易に把握でき、許容エラー数を基準にエラーへの対処を変更可能にできる。
【発明の効果】
【００１５】
通信エラー情報を通信制御部あるいは上位の通信管理システムに通知し、エラーの状況に応じた対処を可能にする。すなわち、エラーの発生状況を監視して、外乱の影響や通信機器の劣化を把握すると共に、エラー発生数が許容値を超える場合でも、データ内容によっては、エラーを訂正せずにデータを継続使用可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
［第１の実施の形態］
【００１７】
図１に本発明の第１の実施の形態におけるエラー訂正制御管理回路１００の構成例を示す。この構成は主として受信系を示したものである。１０１は通信情報Ｄｉを受信する受信部、１０２は受信部１０１で受信された通信情報についてエラーの検出を行うエラー検出回路、１０３はエラー検出回路１０２で検出されたエラーの訂正を行うエラー訂正回路、１０４はエラー検出回路１０２で検出されたエラーの訂正を行なわず、受信部１０１で受信された通信情報からエラー訂正符号を除去するエラー訂正符号除去回路、１０５はエラーのある通信情報を無効化（破棄など）するエラー情報消去回路、１０６はエラー検出回路１０２で検出されたエラー情報及びエラー訂正回路１０３で訂正されたエラー情報を収集し、出力するエラー情報管理回路、１０７はエラー検出回路１０２で検出されたエラー情報及びエラー訂正回路１０３で訂正されたエラー情報を蓄積するエラー情報データベース、１０８はエラー検出回路１０２通過後の通信情報をエラー訂正回路１０３に入力させるか、エラー訂正符号除去回路１０４に入力させるか、又はエラー情報消去回路１０５に入力させて無効化するかを選択する選択回路、１０９はエラー訂正回路１０３でエラーが訂正された通信情報、又はエラー訂正符号除去回路１０４でエラー訂正符号を除去された通信情報を蓄積するバッファメモリ、１１０は通信システム１００から出力データＤｏを送信又は出力する送信部で、出力データＤｏは、バッファメモリ１０９に蓄積された通信情報であるか、又はこの通信情報に基づいて編集された情報（訂正符号が付加されるなど）である。
【００１８】
１１１は通信システムにおけるデータのフローを制御する通信制御部で、エラー情報管理回路１０６から通信システム１００に係るエラー情報を得て、選択回路１０８をエラー訂正回路１０３、エラー訂正符号除去回路１０４又はエラー情報消去回路１０５のいずれに接続するかを制御する。送信部１１０は通常、バッファメモリ１０９に蓄積された通信情報に基づいて、通信エラーを検出・訂正するために情報データに付加するエラー訂正符号を生成するエラー訂正符号生成回路等を有する。
【００１９】
図２に本実施の形態における受信データの処理フロー例を示す。受信データＤｉは受信部１０１で受信され（ステップＳ００１）、エラー検出回路１０２に入力される（ステップＳ００２）。エラー訂正符号として例えば、ＢＣＨ符号（リードソロモン符号を含む）を使用できる。エラー検出回路１０１では、例えばシンドロームを用いてエラーの検出を行う（ステップＳ００３）。
【００２０】
通信情報をｎシンボル、エラー訂正符号をｍシンボルとする。検出可能シンボル数をｔ１とすると、最小ハミング距離を  ｔ１＋１、訂正可能シンボル数をｔ２とすると、最小ハミング距離を  ２×ｔ２＋１とする必要がある。図示しない訂正符号生成回路において、例えばｎ＝７シンボル、ｍ＝８シンボルとすると、ハミング距離は５となり、訂正可能なシンボル数は２、検出可能なシンボル数は４となる。３３を法とするｍｏｄ演算を用いて８シンボルのエラー訂正符号を生成する。エラー検出回路１０２では、８つのシンドローム方程式を用いて４シンボルまでのエラーの検出、２シンボルまでの訂正が可能である。しかし、３シンボル以上のエラーに対しては訂正が不可である。このように各エラー検出回路は訂正可能なシンボル数が存在し、それ以上のシンボル数のエラーに対しては訂正不可能となる。また、連続エラーの場合は訂正可能な範囲を超えやすく、この例では３シンボル以上の連続エラーが発生した場合は訂正不可であり、バーストエラーとして扱う。
【００２１】
エラー検出回路１０２で検出されたエラー情報は、エラー検出訂正回路１０２からエラー情報管理回路１０６に送信される（ステップＳ００４）。送信内容は、検出エラー数、エラーの生じた位置（前から何シンボル目）等である。次に、エラー情報管理回路１０６はこれらの情報を受信すると、受信部１０１に通信情報番号、通信情報長、訂正符号情報長、受信時刻、送信元等の情報を求め、これらの情報を受信する。エラー情報管理回路１０６はこれらのエラー情報と受信部１０３から取得した情報とを併せて、エラー情報データベース１０７に蓄積する（ステップＳ００５）。
【００２２】
図３に、エラー情報管理回路１０６のエラー検出に係る部分の構成例を示す。通信制御部１１１より通信品質許容情報として許容エラー数を受信し、許容エラー数をレジスタ２０１に登録しておく。エラー検出回路１０２よりエラー検出信号を受信し、カウンタ２０２でエラー発生数が計数される。一致回路２０３でカウンタで計数されたエラー発生数とレジスタ２０１に登録された許容エラー数（例えば７シンボルの通信情報に対して２シンボル）とを比較し（ステップＳ００６）、エラー発生数が許容エラー数を超えたときにフラグ信号を通信制御部１１１に送信する。エラー情報管理回路１０６は、同時にエラー発生数を通信制御部１１１に送信する。また、連続エラーが発生した場合、連続エラーカウンタ２０４で連続するエラーの数をカウントする。連続数が所定数以上（例えば３シンボル）になったときに、バーストエラーが発生した旨を通信制御部１１１に送信する。これらのエラー検出回路１０２で検出されたエラー情報は、定期的に、あるいは随時に、エラー情報管理回路１０６から通信制御部１１１に送信される（ステップＳ００７）。これらの通知により、通信制御部１１１は、エラー発生数が許容エラー数を超えたこと、バーストエラーが発生したこと、及びエラー発生数を認識する。通信制御部１１１では、エラー検出回路１０２で検出されたエラー情報を分析して、通信システムの通信状況を評価し、選択回路１０８の制御を行う（ステップＳ００８）。
【００２３】
図４に、通信制御部１１１による選択回路１０８の制御例を表形式で示す。通信情報は、例えば、精密計測データや、計算の基礎データのようなエラー許容度の小さい情報と、音声・画像のようなエラー許容度の大きい情報とに分けられる。エラー発生件数が少なく、エラーの訂正が可能な範囲では、データを訂正して使用できるが、前者では、訂正の限度を超えると致命的である。後者では、多少のエラーがあっても後続データへの影響は小さく、人間の目や耳で見たり聞いたりする限りエラーを認識しないこともある。そこで、所定の許容エラー数を設定しておき、両者とも許容エラー数を超えない場合にはエラー訂正を行い、検出されたエラーが許容エラー数を超える場合には、前者では訂正不可としてデータを無効化（破棄など）し、後者では訂正せずにデータを継続使用することとしたものである。無効化したデータを使用したい場合には、再送を要求する。また、連続してデータエラーが生じるバーストエラーのような修復困難なエラーが生じた場合には、両者共にデータを無効化（破棄など）し、無効化したデータを使用したい場合には、再送を要求する。
【００２４】
通信制御部１１１では、図４の選択回路１０８制御表を記憶し、通信制御を行う。図４でエラー訂正有りの場合は、エラー訂正回路１０３に接続するように選択回路１０８を制御し（ステップＳ０１１）、エラー検出回路１０２を通過した通信情報をエラー訂正回路１０３に入力する（ステップＳ０１２）。また、エラー訂正なしの場合は、エラー訂正符号除去回路１０４に接続するように選択回路１０８を制御し（ステップＳ０２１）、エラー検出回路１０２を通過した通信情報をエラー訂正符号除去回路１０４に入力する（ステップＳ０２２）。また、データ無効の場合には、情報消去回路１０４に接続するように選択回路１０８を制御し（ステップＳ０３１）、通信情報を無効として破棄する（ステップＳ０３２）。
【００２５】
エラー訂正有りの場合、ステップＳ０１２の後に、エラー訂正回路１０３でエラーの訂正を行う（ステップＳ０１３）。エラー検出回路１０２でエラーが検出されなかった場合は、シンドロームが０であり、情報データはそのままとし、エラー訂正回路１０３では単にエラー訂正符号を除去するだけである。エラー検出回路１０２でエラーが検出された場合は、シンドローム方程式を連立させて解き、エラーの位置と値を求め、エラーの訂正を行う。この場合、エラー訂正回路１０３から出力される訂正後のデータでは、エラー訂正符号は除去されている。エラー訂正後、エラー訂正情報をエラー情報管理回路１０６に送信する（ステップＳ０１４）。また、エラーの訂正情報をエラー情報データベース１０７に蓄積する（ステップＳ０１５）。
【００２６】
エラー訂正なしの場合、ステップＳ０２２の後に、エラー訂正符号除去回路１０４では、シンドロームのいかんに拘らず、単にエラー訂正符号を除去するだけである（ステップＳ０２３）。したがって、エラー訂正符号除去回路１０４を通過する情報データの部分はそのまま維持される。
【００２７】
エラー訂正回路１０３又はエラー訂正符号除去回路１０４を通過した通信情報はバッファメモリ１０９に蓄積される。送信部１１０では、バッファメモリ１０９に蓄積された通信情報、又はこの通信情報を基に編集されたデータを出力データＤｏとして、出力又は送信する。
ステップＳ０１５、Ｓ０２３、Ｓ０３２の後に、エラー訂正情報、エラー訂正符号除去情報、データ無効化情報は、必要に応じて通信制御部１１１に送信される（ステップＳ０１６）。
［第２の実施の形態］
【００２８】
第１の実施の形態では、通信制御部が通信状況を評価し、選択回路を制御するが、第２の実施の形態では、上位の通信システムが通信状況を評価し、通信制御部を介して選択回路を制御する。
【００２９】
図５に本発明の第２の実施の形態におけるエラー訂正制御管理回路１００Ａの構成例を示す。第１の実施の形態と同じ部分には同一の符号を付して説明を省略する。エラー情報管理回路１０６は第１の実施の形態における通信制御部１１１にエラー情報を通知する代わりに、上位の通信管理システム１１３にエラー情報を通知し、上位の通信管理システム１１３で通信状況を判断して、通信制御部１１２を介して選択回路１０８を制御する点、また、上位の通信管理システム１１３から通信品質許容情報をエラー情報管理回路１０６に通知する点が異なる。この場合、上位の通信管理システム１１３で管理するので、個別の通信システムのコントロールだけでなく、複数の通信システムの通信状況を総合的に判断して、各通信システムを制御することも可能である。なお、上位の通信管理システム１１３はエラー訂正制御管理回路１００Ａの外部にあるので、図５中破線で分離して示した。
【００３０】
以上、本発明による実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、実施の形態に適宜変更を加え得ることは明白である。
【００３１】
例えば、エラー訂正符号をＢＣＨ符号とする例を説明したが、２元符号を使用しても良い。この場合には実施の形態におけるシンボルをビットに置換して説明できる。また、通信エラーへの適用について説明したが、記録情報のエラー訂正に利用することも可能である。
【００３２】
また、エラー検出回路とエラー訂正回路を別個に設け、その間に選択回路を設ける構成について説明したが、エラー検出回路とエラー訂正回路を一体化してエラー検出訂正回路とし、その前段に選択回路を設けても良い。また、エラー許容度の大きいデータと小さいデータに対して同一の許容エラー数を設ける例について説明したが、異なる許容エラー数としても良く、エラー許容度を３段階としても良く、１種類のデータに対して複数の許容エラー数を設けても良い。例えば、３シンボルまでのエラー訂正が可能な第１のエラー訂正回路と６シンボルまでのエラー訂正が可能な第２のエラー訂正回路とを設け、エラー発生件数が３シンボル以下では第１のエラー訂正回路を用い、３シンボルを超えた場合にエラー許容度の大きいデータに対してはエラー訂正を行わないこととし、エラー許容度の大きいデータに対しては第２のエラー訂正回路を用い、エラー許容度の大きいデータに対して、エラー発生件数が６シンボルを超えた場合にデータを無効化するようにしても良い。
【００３３】
また、バーストエラーの発生に対してエラー許容度の大きいデータと小さいデータの両者共データを無効化する例を説明したが、エラー許容度の大きいデータについては訂正なしとしても良く、バーストエラーを特に区別しなくても良い。また、エラー情報管理回路でエラー発生件数の経時変化をプロットし、所定の許容エラー数を超える場合に、通信機器の経時変化による劣化が進んだものと判断して、部品を交換する等の処置を取ることも可能である。また、エラー情報データベースに記録する内容、通信情報及びエラー訂正符号のシンボル数等も変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
エラーの検出と訂正が可能な通信システムにおいて、エラー発生状況とデータ内容に応じてエラー訂正を制御する場合に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の実施の形態におけるエラー訂正制御管理回路の構成例を示す図である。
【図２】第１の実施の形態における受信データの処理フロー例を示す図である。
【図３】エラー情報管理回路のエラー検出に係る部分の構成例を示す図である。
【図４】通信制御部による選択回路の制御例を表形式で示す図である。
【図５】第２の実施の形態におけるエラー訂正制御管理回路の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００、１００Ａ  エラー訂正制御管理回路
１０１  受信部
１０２  エラー検出回路
１０３  エラー訂正回路
１０４  エラー訂正符号除去回路
１０５  エラー情報消去回路
１０６  エラー情報管理回路
１０７  エラー情報データベース
１０８  選択回路
１０９  バッファメモリ
１１０  送信部
１１１、１１２  通信制御部
１１３  上位の通信システム
２０１  レジスタ
２０２  カウンタ
２０３  一致回路
２０４  連続エラーカウンタ
【図１】
2005210642.tif 000003
【図２】
2005210642.tif 000004
【図３】
2005210642.tif 000005
【図４】
2005210642.tif 000006
【図５】
2005210642.tif 000007