誤り訂正
2008/05/26
誤り訂正とは
誤り訂正とは、雑音や干渉などで発生するデータの誤りを訂正し、正しく情報を復元する技術です。誤り訂正能力を強くすれば受信条件が悪い場合でも安定な受信が可能になりますが、情報レートは小さくなります。
図は誤り訂正の最も基本的な例で、伝送する1ビットの情報に対し、2ビットのチェックビットを付加して、3ビットで伝送します。
この結果、3ビットのうちいずれかの1ビットに誤りが生じても、多数決判定することにより、元のデータを正しく得ることができます。
この場合、元のデータが1ビット、伝送するのが3ビットですので、符号化率は1／3となります。
地上デジタル放送では、リードソロモン符号（RS符号）と畳み込む符号により二重の誤り訂正を行います。
RS符号、畳み込み符号の順に符号化する（復号の順序は逆）ため、伝送路から見て内側にある畳み込み符号を内符号、外側にあるRS符合を外符号と呼びます。
リードソロモン符号（RS符号）
RS符号はデータをある長さのブロックに区切り、ブロックごとにデータの後にチェックビットを付加して、ブロックごとに誤りを訂正するものです。
地上デジタル放送では、BSデジタル放送など同じように、トランスポートストリームを構成する188バイトのパケット（TSパケット）ごとに符号化します。
デジタル放送で使われるRS符号をRS（204.188）と表記することがありますが、これは全データ204バイト（1バイト＝8ビット）のうち情報ビットが188バイトでその後ろに16バイトのチェックビットが付加されていることを意味しています。RS（204.188）は、バイト単位で訂正を行い、最大8バイトが謝っても訂正可能なので、ランダムな誤りの訂正だけでなく、連続的に誤るバースト誤りの訂正にも適しています。
畳み込み符号
畳み込み符号は、RS符号のようにブロックごとに符号化するのではなく、過去のある範囲のビットと、現在入力されたビットとから出力ビットを生成する符号化方式で、過去のデータが符号化の結果に影響します。
地上デジタル放送では、畳み込み符号の符号化率として、1／2、2／3、3／4、5／6、7／8のうちのから1つを選択して使用しますが、例えば、符号化率3／4の場合、符号化器の入力ビット数と出力ビット数との割合は3対4となります。
受信側では、ビタビ復号（Viterbi decoding）と呼ばれる手法を用い、受信された信号を一定の長さにわたって調べ、その符号列のつながりから、最も確からしい符号を選択して復号します。
ビタビ符号後に残る誤りは一般にバースト状になるため、さらに、バイト単位のインターリーブで誤りを拡散させRS符号による訂正を行います。
出所：知っておきたい地上デジタル放送（NHK出版）
