專利名稱：編碼和解碼分組信息的方法、編碼器和解碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及在數(shù)字通信中使用的分組恢復(fù)。更具體地說，本發(fā)明涉及用于分組恢復(fù)的編碼方法、解碼方法、編碼器和解碼器。
背景技術(shù)：
對(duì)于有線或無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用來說，用于分組恢復(fù)的編碼技術(shù)以及與該編碼技術(shù)相對(duì)應(yīng)的解碼技術(shù)越來越重要。其原因是數(shù)據(jù)傳輸速度的增加經(jīng)常帶來分組丟失的問題，而基于分組重傳的傳統(tǒng)分組恢復(fù)方法會(huì)增加性能開銷和緩沖管理開銷。這里，分組丟失是由于報(bào)頭/同步模式檢測(cè)等中的錯(cuò)誤、以及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中信息的暫時(shí)集中所導(dǎo)致的擁塞而造成的。
作為解決前述問題的一種技術(shù)，一種公知的方法是使用比如交織里德-所羅門(RS)擦除校正碼的塊碼逐幀地對(duì)分組進(jìn)行編碼(非專利文獻(xiàn)1)。但是，在該傳統(tǒng)技術(shù)中沒有利用冗余分組，并且在給定幀中沒有丟失分組時(shí)只是將該冗余分組廢棄。該低效在編碼長(zhǎng)度設(shè)置為較長(zhǎng)時(shí)能夠緩和。但是與此同時(shí)，編碼長(zhǎng)度如此長(zhǎng)的設(shè)置將導(dǎo)致解碼時(shí)計(jì)算的復(fù)雜性問題。
作為傳統(tǒng)技術(shù)的另一個(gè)示例，存在一種根據(jù)由發(fā)送器和接收器通常使用的源節(jié)點(diǎn)和檢查節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的圖結(jié)構(gòu)，通過使用對(duì)于分組恢復(fù)特定的非系統(tǒng)性碼來執(zhí)行解碼的方法(非專利文獻(xiàn)2)。該方法在編碼速率方面是有效的，并且由于對(duì)解碼采用基本上線性的時(shí)間因此也是有效率的。但是，該方法并沒有表現(xiàn)出良好的校正效率，除非碼長(zhǎng)度等于或大于特定長(zhǎng)度(等于或大于特定量)。而且，通過硬件實(shí)施該方法的效率不高，這是因?yàn)閳D結(jié)構(gòu)是隨機(jī)的。由于這個(gè)原因，該方法的應(yīng)用范圍限定在編碼和解碼通過軟件實(shí)現(xiàn)的流媒體和數(shù)據(jù)遞送中。
作為另一種傳統(tǒng)技術(shù)，存在一種使用(n，n-1，m)的卷積碼進(jìn)行分組恢復(fù)的方法(非專利文獻(xiàn)3)。在該方法中，丟失分組可以比使用塊碼的基于幀的技術(shù)更靈活地恢復(fù)。然而，該方法基于二進(jìn)制卷積碼，因而需要逐比特的丟失校正。由于這個(gè)原因，該方法不允許執(zhí)行以逐符號(hào)為基礎(chǔ)的解碼。相應(yīng)地，為了通過硬件實(shí)施該方法，則需要并行地設(shè)置大量的解碼器。
前述傳統(tǒng)技術(shù)具有在改善分組恢復(fù)的效率時(shí)將導(dǎo)致較長(zhǎng)的碼長(zhǎng)度、解碼器電路實(shí)現(xiàn)復(fù)雜等的問題。另外，過多增加的冗余信息可能會(huì)導(dǎo)致新的擁塞。因此，改善分組恢復(fù)的效率是非常重要的挑戰(zhàn)。 Nonnenmacher，E.W.Biersack，D.Towsley，“Parity-based loss recovery for reliable multicast”，IEEE/ACM Trans.Networking，vol.6，pp.349.361，1998年8月。Luby，M.Mitzenmacher，A.Shokrollahi，D.Spielman，“Efficient erasure correcting codes”，IEEE Trans.Inform.Theory，vol.47，pp.569.584，2001年2月。M.Arai，A.Yamaguchi，K.Iwasaki，“Method toRecover Internet Packet Losses Using(n，n-1，m)Convolutional Codes”，IEEE Dependable System and Network，pp.382-389，2000年。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在改善分組恢復(fù)速率的同時(shí)能夠高效利用適當(dāng)量的冗余信息的新編碼方法、以及與該新編碼方法相對(duì)應(yīng)的解碼方法。另外，本發(fā)明的目的還在于提供一種用于實(shí)現(xiàn)上述方法的新編碼器和解碼器。
本發(fā)明公開一種用在新編碼方法中的部分重疊塊(POB)碼，其通過組合彼此不同的多個(gè)塊碼來構(gòu)成，從而使得塊碼彼此部分地重疊。另外，本發(fā)明公開一種與該編碼方法相對(duì)應(yīng)的解碼方法。此外，本發(fā)明公開一種通過使用該碼的丟失校正能力來恢復(fù)多個(gè)分組的方法。本發(fā)明通過有效地再利用相鄰幀的冗余信息，使得能夠恢復(fù)比每幀添加有冗余的分組的數(shù)量多的大量分組，而無需增加其編碼算法的漸近復(fù)雜度。
還提供一種用于產(chǎn)生本發(fā)明的POB碼的編碼器。該編碼器包括用于檢測(cè)幀的部件；以及用于通過從一個(gè)到另一個(gè)地改變塊碼為每一個(gè)子幀產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)位的部件，其中多個(gè)塊碼部分地彼此重疊。另外，提供一種解碼器，包括用于檢測(cè)幀的部件；用于存儲(chǔ)數(shù)量等于彼此重疊的塊碼的數(shù)量的子幀的部件；用于通過使用不同的檢驗(yàn)矩陣為各個(gè)子幀產(chǎn)生校正子的部件；用于通過使用有關(guān)分組錯(cuò)誤位置和分組錯(cuò)誤數(shù)量的信息確定用于校正錯(cuò)誤的模式的部件；用于計(jì)算錯(cuò)誤的部件；用于校正錯(cuò)誤并解碼的部件；以及用于通過使用校正的信息重新計(jì)算校正子的部件。
圖1是示出本發(fā)明的POB碼的碼結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是示出本發(fā)明的POB碼的示例碼結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是示出在應(yīng)用本發(fā)明的POB編碼方法的情況下分組恢復(fù)效果的圖。
圖4是本發(fā)明的POB方法的示例圖。
圖5是示出在圖4所示的結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)位后的狀態(tài)中的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是在圖5所示的碼字已經(jīng)解碼的情況下的示例圖。
圖7是表示在本發(fā)明中的編碼流程的圖。
圖8示出支持圖7的流程的編碼器的結(jié)構(gòu)示例圖。
圖9是表示在本發(fā)明中的解碼流程的圖。
圖10示出用于實(shí)現(xiàn)圖9所示流程的解碼器200的結(jié)構(gòu)示例圖。
圖11示出通過使用最后的公共乘法部分所能減少的電路規(guī)模的圖。
圖12示出在應(yīng)用本發(fā)明的RS碼時(shí)的結(jié)構(gòu)圖。
圖13示出圖12所示的編碼方法的流程圖。
圖14示出用于實(shí)現(xiàn)圖13所示流程的編碼器的結(jié)構(gòu)圖。
圖15示出在RS碼情形下解碼的流程圖。
圖16示出用于實(shí)現(xiàn)圖15所示流程的解碼器的結(jié)構(gòu)圖。
圖17A和圖17B示出每一個(gè)包括由POB編碼方法產(chǎn)生的外部碼的鏈接碼的幀結(jié)構(gòu)圖。
圖18示出在圖17的情況下的編碼方法的流程圖。
圖19示出用于實(shí)現(xiàn)圖18的流程的編碼器的結(jié)構(gòu)圖。
圖20示出在圖17的情況下的解碼器的結(jié)構(gòu)圖。
圖21示出用于圖20所示的內(nèi)部碼的解碼器的結(jié)構(gòu)圖。
附圖中 10、30，幀檢測(cè)部件； 12、32，子幀檢測(cè)部件； 14、34，分組檢測(cè)部件； 16、38、84，線性反饋寄存器； 18、20、46、86，選擇器； 36，用于檢測(cè)分組錯(cuò)誤的數(shù)量和位置的部件； 40、44，寄存器； 48，用于計(jì)算錯(cuò)誤尋找方程的系數(shù)的部件； 50，錯(cuò)誤校正確定部件； 52，錯(cuò)誤產(chǎn)生(計(jì)算)部件； 58，錯(cuò)誤寄存器； 72，乘法器； 80，外部編碼器； 82，內(nèi)部編碼器； 100、300、500，編碼器； 200、400、600，解碼器。
具體實(shí)施例方式 下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。本發(fā)明的POB碼使用圖1所示的碼結(jié)構(gòu)。假定如果一個(gè)結(jié)構(gòu)包括一幀中交織L次的n個(gè)符號(hào)，每一幀中的碼字w能夠分割成包括冗余符號(hào)的s個(gè)子幀(wh)(假定n和r都能夠被s整除)。換句話說，假定n/s個(gè)符號(hào)的子幀的每一個(gè)包括r/s個(gè)冗余符號(hào)。
那么，對(duì)彼此不同的s(n，n-r/s)非二進(jìn)制塊碼進(jìn)行編碼，以便滿足下述奇偶校驗(yàn)條件 其中 Hi＝[Hi(j-s+1)，Hi(j-s+2)，…，Hij]， H是發(fā)生器矩陣；w是碼字；α是伽羅瓦域中的素元；s是塊碼的數(shù)量(等于分割的子幀的數(shù)量)；n是塊尺寸，k是信息尺寸，并且注意k＝(n-r)/s；r是奇偶校驗(yàn)尺寸；以及j是子幀號(hào)。每一個(gè)碼不一定在當(dāng)前幀中使用，但是在第j子幀的符號(hào)集合wi到第j子幀前面的s-1個(gè)子幀中的符號(hào)集合wj-s-1，wj-s-2，...，wj-1的范圍中使用。另外，i是用于標(biāo)識(shí)編碼條件的下綴并且滿足jr/s＝＜i＜(j+1)r/s，h*表示在幀的第h子幀中的相對(duì)位置(h*＝0，1，2，...，s-1)。
解碼按照下述步驟執(zhí)行。在此應(yīng)該注意的是，對(duì)于特定的第j子幀，如果在前面的s-1個(gè)子幀中不存在分組錯(cuò)誤，或者如果在s-1個(gè)子幀中的錯(cuò)誤都已經(jīng)校正，則在本公開中建議的碼解碼方法與塊碼丟失校正類似。首先，計(jì)算校正子，然后通過使用有關(guān)丟失位置的信息尋找有關(guān)丟失分組的符號(hào)信息。通過使用Hj和接收的數(shù)據(jù)wj-s-1，wj-s-2，...，wj計(jì)算添加到第j子幀的末尾的第i校正子Si(jr/s＝＜i＜(j+1)r/s)。
對(duì)于加有*的其它標(biāo)記，比如j*，其定義方式與h*的情形相同。
如果在其頭部為第j子幀的h個(gè)子幀中丟失分組的總數(shù)量少于p＝rh/s，則總是能夠恢復(fù)丟失的分組。例如，如果在當(dāng)前子幀之后的h-1個(gè)子幀中沒有丟失分組，則能夠恢復(fù)最多至p個(gè)分組。換句話說，在q(q＝＜p)個(gè)分組數(shù)據(jù)be0，be1，...，beq-1分別在位置e0，e1，...，eq-1丟失的情況下，分組熊夠通過求解下面的線性方程來恢復(fù)，這與RS碼丟失校正的情況類似。
一旦恢復(fù)了當(dāng)前子幀中所有丟失的分組，則需要在子幀的每一個(gè)邊界重新計(jì)算校正子。該校正子重新計(jì)算步驟允許每一幀可校正的分組的最大數(shù)量等于或大于r，并且防止計(jì)算的花銷增加。新的重新計(jì)算的校正子Si’可以通過下面的公式計(jì)算。
其中，α是伽羅瓦域中的素元；be0，be1，...，beq-1是有關(guān)q(q＝＜p)個(gè)分組的分組信息；以及e0，e1，...，eq-1是分組中的位置信息。
當(dāng)在子幀中丟失的分組的總數(shù)量h大于p時(shí)，則不能恢復(fù)丟失的分組。在這種情況下，應(yīng)該對(duì)(2s-1)個(gè)后續(xù)的子幀進(jìn)行校正用以重新啟動(dòng)分組恢復(fù)操作。盡管用于這種情況下的解碼的漸近復(fù)雜度(asymptoticcomplexity)與用于解碼塊碼的并無不同，但是實(shí)踐中需要根據(jù)子幀中錯(cuò)誤的數(shù)量的模式來改變解碼算法。因此，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)慕獯a器電路非常重要，以便使得解碼器的規(guī)模是現(xiàn)實(shí)的。具體地說，實(shí)際的解碼計(jì)算受到當(dāng)前正被校正的子幀位于幀中的位置的影響。解碼器的有效硬件實(shí)現(xiàn)需要仔細(xì)考慮這一點(diǎn)。乘法器的數(shù)量的減少比乘法次數(shù)的減少對(duì)于電路規(guī)模的縮減更為重要。
圖2示出POB碼的示例碼結(jié)構(gòu)。將符號(hào)幀(n＝150)分割為子幀(s＝3，并且每一個(gè)子幀包括n/s＝50個(gè)符號(hào))。然后，通過使用3個(gè)(150，149)RS碼(分別在奇偶校驗(yàn)條件為1、α、α2的情況下生成)來恢復(fù)分組。更具體地，RS碼表述為下式 H0＝[1，1，...，1，1，1...，1，1，1，...，1]， H1＝[α100，α101，...，α149，α0，α1，...，α49，α50，α51，...，α99]， H2＝[α0，α2，...，α98，α100，α102，...，α198，α200，α202，...，α298] 其中第j子幀中的數(shù)據(jù)wj滿足下面的關(guān)系式 其中下綴i表示所使用的奇偶校驗(yàn)條件。i隨著第j子幀中相對(duì)位置j*而變化。例如，下綴i可以改變?yōu)閕＝j(luò)*。
表1示出了第j、第j+1、第j+2子幀與能夠恢復(fù)的丟失分組的數(shù)量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。符號(hào)值be是在位于幀的j*位置(位置0、1或2)處的子幀中的位置e所丟失的一個(gè)符號(hào)，并且如果需要，可以通過使用有關(guān)其它丟失位置e’和e”的信息來計(jì)算。
[表1] 情形A
情形B
情形C
情形D 在情形C中，e和e’位于同一子幀中，而e”位于下一子幀中。
圖3通過比較圖2所示的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示例與傳統(tǒng)技術(shù)的其它示例，示出本發(fā)明的效果。在圖3中，x軸表示在輸入時(shí)的分組丟失概率，y軸表示在應(yīng)用每一種類型的分組恢復(fù)機(jī)制后的分組丟失概率。首先，將本發(fā)明的方法與使用(150，147)RS碼的傳統(tǒng)方法進(jìn)行比較。雖然兩種方法使用相同的碼速率，但是對(duì)于每一幀可恢復(fù)的分組的最大數(shù)量在傳統(tǒng)方法的情況下為3，而在本發(fā)明的情況下其最大數(shù)量為5。其次，將本發(fā)明的方法與使用(50，48)RS碼的方法進(jìn)行比較。通過應(yīng)用傳統(tǒng)方法中的一半數(shù)量的冗余分組，本發(fā)明的方法在分組丟失速率較小的區(qū)域中表現(xiàn)出基本上相同的恢復(fù)能力。
此外，與非專利文獻(xiàn)2中描述的方法相比，本發(fā)明的方法沒有使用隨機(jī)LDPC碼，而是使用具有基于塊碼的結(jié)構(gòu)的碼。因此，本發(fā)明的方法適宜硬件實(shí)現(xiàn)，并且即使在碼長(zhǎng)度相對(duì)較短的情況下也表現(xiàn)出較好的效果。另外，將本發(fā)明的方法與使用二進(jìn)制卷積碼的方法相比，本發(fā)明的方法使得能夠逐符號(hào)地進(jìn)行校正，從而在硬件實(shí)現(xiàn)上比逐比特地恢復(fù)分組的方法能夠?qū)崿F(xiàn)較好的效率。
下面將描述支持本發(fā)明的POB碼的解碼方法、編碼器和解碼器。首先使用具體實(shí)例再次說明POB編碼方法。圖4示出一個(gè)幀包括3個(gè)子幀并且將一個(gè)塊碼應(yīng)用到這3個(gè)子幀的情況。在此總共使用3個(gè)塊碼。一個(gè)幀包括多個(gè)分組，而圖4的垂直長(zhǎng)度表示分組寬度(比特)。在對(duì)具有前述結(jié)構(gòu)的信息進(jìn)行編碼的情況下，左右箭頭1表示由第一塊碼覆蓋的相同幀中的第一子幀到第三子幀；左右箭頭2表示由第二塊碼覆蓋的第二子幀到下一幀中的第一子幀；而左右箭頭3表示由第三塊碼覆蓋的第三子幀到下一幀中的第二子幀。簡(jiǎn)言之，3個(gè)不同的塊碼分別覆蓋不同的區(qū)域。結(jié)果，箭頭1到3在例如第三子幀中部分地重疊。
圖5示出在圖4所示的結(jié)構(gòu)中通過生成奇偶校驗(yàn)位進(jìn)行編碼之后的結(jié)構(gòu)圖。更具體地說，在圖5中，將相應(yīng)于箭頭1的奇偶校驗(yàn)位加到第三子幀后面，將相應(yīng)于箭頭2的奇偶校驗(yàn)位加到第一子幀后面，而將相應(yīng)于箭頭3的奇偶校驗(yàn)位加到第二子幀后面。無需多說，用于添加奇偶校驗(yàn)位的位置可以任意限定。
圖6是用于說明圖5所示的解碼碼字的圖。左右箭頭1示出從第一子幀到第三子幀后面的奇偶校驗(yàn)位的區(qū)域。左右箭頭2示出從第二子幀到下一幀中第一子幀后面的奇偶校驗(yàn)位的區(qū)域。左右箭頭3示出從第三子幀到下一幀中第二子幀后面的奇偶校驗(yàn)位的區(qū)域。這些區(qū)域的每一個(gè)的校正子可以通過使用與用于圖4中的相應(yīng)數(shù)字表示的區(qū)域的塊碼相對(duì)應(yīng)的校正矩陣來計(jì)算。由此，為一個(gè)子幀生成3個(gè)校正子，并且每一個(gè)校正子包括有關(guān)該子幀的信息。然后，使用這3個(gè)校正子通過解碼碼字來執(zhí)行分組恢復(fù)。
在傳統(tǒng)塊碼的情況下，將比如由箭頭1至3表示的那些塊碼應(yīng)用到相同區(qū)域中的信息上。另一方面，在本發(fā)明的情況下，由塊碼1至3覆蓋的區(qū)域移動(dòng)，同時(shí)奇偶校驗(yàn)位彼此重疊，如圖6所示。這可以改進(jìn)以幀為基礎(chǔ)的錯(cuò)誤校正能力。更具體地說，存在包括關(guān)于相同子幀的信息、但分別覆蓋不同區(qū)域的塊碼。結(jié)果，如果在隨后的兩個(gè)子幀中沒有錯(cuò)誤，則能夠開拓第一子幀的最大錯(cuò)誤校正能力。這意味著無錯(cuò)誤子幀的奇偶校驗(yàn)信息能夠有效地用于隨后子幀的錯(cuò)誤校正。在錯(cuò)誤能夠被校正的情況下，校正子的重新計(jì)算導(dǎo)致有效應(yīng)用的進(jìn)一步增強(qiáng)。另外，作為具體的解碼方法，可以使用與解碼當(dāng)前使用的塊碼的方法相類似的方法。在這種情況下，解碼需要根據(jù)要校正的子幀號(hào)以及在相關(guān)校正子中包括多少錯(cuò)誤的情形來確定。
在能夠附加地接收或檢測(cè)到分組錯(cuò)誤信息時(shí)，POB編碼方法是非常有效的編碼方法。分組錯(cuò)誤信息是表明在幀中以分組為基礎(chǔ)存在錯(cuò)誤、并且具體表明分組錯(cuò)誤的位置和數(shù)量的信息。關(guān)于位置和數(shù)量的該信息可以生成為在分組檢測(cè)部件不能正確識(shí)別分組時(shí)所設(shè)置的標(biāo)志，將在下文中描述。可選地，也可以接收由在解碼器之前處理分組的其它系統(tǒng)所檢測(cè)的關(guān)于位置和數(shù)量的信息。該位置和數(shù)量可以與分組同步地進(jìn)行接收或檢測(cè)。由于這個(gè)原因，分組錯(cuò)誤信息計(jì)算部件可以存儲(chǔ)分組錯(cuò)誤位置并且計(jì)算在子幀中分組錯(cuò)誤的數(shù)量。
<編碼器的結(jié)構(gòu)> 圖7示出在本發(fā)明中的編碼流程。首先，接收以幀為基礎(chǔ)發(fā)送的信號(hào)(7-A)。從所接收的信號(hào)中檢測(cè)幀信息(7-B)。在檢測(cè)到幀之后，檢測(cè)子幀(7-C)。這里，通過將幀分割為預(yù)定數(shù)量的段來形成子幀。檢測(cè)構(gòu)成子幀的分組(7-D)。然后，并發(fā)地生成與子幀相關(guān)并且彼此不同的塊碼、以及數(shù)量等于所準(zhǔn)備的塊碼的數(shù)量的奇偶校驗(yàn)位(7-E)。最后，輸出如此生成的奇偶校驗(yàn)位和初始信息(7-F)。
圖8示出支持圖7所示的流程圖的編碼器100的示例結(jié)構(gòu)。在首標(biāo)表明幀的頭部包括在信息中的情況下，幀檢測(cè)部件10通過模式匹配來檢測(cè)首標(biāo)。在能夠額外獲得與幀的頭部同步的控制信號(hào)的情況下，幀檢測(cè)部件10使用該控制信號(hào)。子幀檢測(cè)部件12和分組檢測(cè)部件14以與幀檢測(cè)部件10相同的方式工作。具體地，在幀結(jié)構(gòu)事先確定時(shí)，也可以通過使用與幀的頭部同步的計(jì)數(shù)器來檢測(cè)子幀和分組。由于以重疊的方式對(duì)一個(gè)子幀編碼多個(gè)不同的塊碼，因此需要使用與所使用的塊碼的數(shù)量相同數(shù)量的奇偶校驗(yàn)生成部件。但是，應(yīng)該指出的是，POB編碼方法并不依賴于選擇塊碼的方式。作為具體的電路結(jié)構(gòu)，需要與根據(jù)所選擇的塊碼生成的奇偶校驗(yàn)位中的位率或符號(hào)率的數(shù)量相同數(shù)量的用作奇偶校驗(yàn)生成部件的電路。圖8以疊加狀態(tài)示出了每一個(gè)奇偶校驗(yàn)生成部件的這些電路。在每一個(gè)奇偶校驗(yàn)生成部件的這些電路中的處理同時(shí)執(zhí)行。作為奇偶校驗(yàn)生成部件，每一個(gè)均具有反饋單元的寄存器16的數(shù)量與所支持的塊碼的數(shù)量相同。反饋寄存器16并行地布置。到反饋寄存器16的輸入可以從反饋寄存器16的第一個(gè)開始或者從其最后一個(gè)開始。反饋寄存器16的結(jié)構(gòu)根據(jù)要使用的塊碼的類型來確定。子幀檢測(cè)的結(jié)果發(fā)送到與反饋寄存器16的末端相連接的選擇器18。然后，確定什么奇偶校驗(yàn)生成在哪一個(gè)子幀后面。在最后一步中起作用的選擇器20用于以任意格式輸出信息和奇偶校驗(yàn)位。
<解碼器的結(jié)構(gòu)> 用于接收和解碼在本發(fā)明的POB編碼方法中編碼的信息的解碼器包括例如具有下述部件的結(jié)構(gòu)。
1.幀檢測(cè)部件。
2.子幀檢測(cè)部件。
3.分組檢測(cè)部件。
4.校正子計(jì)算部件，通過使用與在編碼中使用的各個(gè)塊碼相對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)矩陣計(jì)算校正子。塊碼對(duì)于與子幀相關(guān)且要被編碼的多個(gè)接收的信息塊各不相同。
5.校正子重新計(jì)算部件。在能夠校正時(shí)間上在特定關(guān)注的子幀前面的若干子幀中的錯(cuò)誤的情況下，校正子重新計(jì)算部件重新計(jì)算并且尋找與所關(guān)注的子幀相對(duì)應(yīng)的正確校正子。
6.用于檢測(cè)或接收表明分組錯(cuò)誤的數(shù)量和分組錯(cuò)誤的位置的分組錯(cuò)誤信息的部件。
7.錯(cuò)誤生成部件。首先，錯(cuò)誤生成部件根據(jù)子幀的位置和分組錯(cuò)誤的數(shù)量確定錯(cuò)誤是否能夠被校正。然后，當(dāng)錯(cuò)誤能夠被校正時(shí)，錯(cuò)誤生成部件通過使用重新計(jì)算的校正子生成錯(cuò)誤。
8.解碼部件，用于在錯(cuò)誤能夠被校正的情況下正確地對(duì)所生成的錯(cuò)誤進(jìn)行解碼。
9.輸出部件。
圖9示出本發(fā)明中的解碼流程。圖10示出支持圖9所示的流程的解碼器200。在收到信號(hào)之后(9-A)，首先檢測(cè)幀(9-B)。然后，檢測(cè)子幀(9-C)。檢測(cè)構(gòu)成每一個(gè)子幀的分組(9-D)。如果檢測(cè)到分組錯(cuò)誤，則將分組錯(cuò)誤的數(shù)量和位置存儲(chǔ)在分組錯(cuò)誤寄存器36中，并且對(duì)子幀中分組錯(cuò)誤的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。這些輸入到用于為錯(cuò)誤尋找方程計(jì)算系數(shù)的部件48(下文中簡(jiǎn)稱為系數(shù)計(jì)算部件48)和用于確定錯(cuò)誤能否被校正的錯(cuò)誤校正確定部件50(請(qǐng)參見圖10)。另外，通過使用與在編碼中使用的塊碼相對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)矩陣為與子幀相關(guān)的信息塊計(jì)算校正子(9-E)。由于一個(gè)子幀中的信息包括在多個(gè)塊碼中，因此需要校正子計(jì)算部件的數(shù)量與在編碼時(shí)的奇偶校驗(yàn)位生成的情況下所使用的塊碼的數(shù)量相同。并發(fā)地計(jì)算校正子。如在編碼器的結(jié)構(gòu)中所描述的，POB編碼方法不依賴于要使用的塊碼的選擇方式。由于這個(gè)原因，多個(gè)校正子可以用于一個(gè)塊碼。因此，作為具體的電路結(jié)構(gòu)，需要電路的數(shù)量與在一個(gè)塊碼中使用的校正子的數(shù)量相同。
在計(jì)算校正子之后，需要重新計(jì)算某些校正子(9-F)。重新計(jì)算的校正子是那些包括有關(guān)關(guān)注的子幀的信息、并且用在時(shí)間上關(guān)注的子幀前面的子幀中的校正錯(cuò)誤中的校正子。該校正子重新計(jì)算是在錯(cuò)誤能夠被校正的情況下執(zhí)行的。在以前述方式重新計(jì)算了每一個(gè)都包括有關(guān)關(guān)注的子幀前面的子幀的信息的所有校正子之后(9-F)，通過使用這些校正子算出錯(cuò)誤(9-G)。接著，確定錯(cuò)誤能否被校正(9-I)。如果錯(cuò)誤不能夠校正，設(shè)置標(biāo)志用于通知信息包括錯(cuò)誤(9-J)。如果錯(cuò)誤能夠被校正，則算出錯(cuò)誤，然后執(zhí)行錯(cuò)誤校正和解碼(9-K)。此時(shí)，如果錯(cuò)誤能夠被校正，如上所述，將在校正中使用的錯(cuò)誤反饋回在隨后的子幀正確時(shí)執(zhí)行的校正子重新計(jì)算。最后，解碼結(jié)果從輸出部件輸出(9-L)。應(yīng)該指出的是，沒有必要輸出錯(cuò)誤標(biāo)志。
圖10所示的解碼器200包括幀檢測(cè)部件30、子幀檢測(cè)部件32和分組檢測(cè)部件34，與圖8所示的編碼器的情況一樣。校正子計(jì)算部件38為每一個(gè)分組計(jì)算校正子。與在編碼中使用的塊碼相對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)矩陣可以使用線性反饋移位寄存器形成。相應(yīng)地，作為校正子計(jì)算部件，用于計(jì)算校正子的線性反饋寄存器38需要準(zhǔn)備與彼此不同的塊碼的數(shù)量相同的數(shù)量。除此之外，輸入的信息存儲(chǔ)在緩沖器44中。多個(gè)校正子存儲(chǔ)在校正子寄存器40中。校正子通過使用前面的子幀的錯(cuò)誤校正結(jié)果來重新計(jì)算(42)。然后，正確的校正子輸入到系數(shù)計(jì)算部件48。這里，數(shù)據(jù)可以串行或并行地從校正子寄存器40發(fā)送給校正子重新計(jì)算(42)。
另一方面，在分組檢測(cè)部件34檢測(cè)分組錯(cuò)誤的情況下，或者在解碼器前面的電路接收關(guān)于分組丟失的信息的情況下，存儲(chǔ)分組錯(cuò)誤的位置(36)，并且同時(shí)對(duì)分組錯(cuò)誤的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)(36)。關(guān)于分組錯(cuò)誤位置的信息輸入到系數(shù)計(jì)算部件48。系數(shù)計(jì)算部件48通過使用輸入的信息結(jié)合重新計(jì)算的校正子計(jì)算系數(shù)。分組錯(cuò)誤的數(shù)量輸入到錯(cuò)誤校正確定部件50中，并且錯(cuò)誤校正確定部件50確定錯(cuò)誤能否被校正。有關(guān)錯(cuò)誤能否被校正的確定取決于POB碼的結(jié)構(gòu)，如下文中所描述的。在錯(cuò)誤能夠被校正的情況下，錯(cuò)誤生成部件52計(jì)算錯(cuò)誤。結(jié)果，存儲(chǔ)在緩沖器44中的信息被校正(54)，然后輸出。此時(shí)，如果存在錯(cuò)誤，則關(guān)于錯(cuò)誤的信息存儲(chǔ)在錯(cuò)誤寄存器58中。然后，如上所述，關(guān)于錯(cuò)誤的信息通過選擇器46反饋回(60)校正子重新計(jì)算，以便于校正后續(xù)子幀中的錯(cuò)誤。應(yīng)該指出的是，圖10所示的解碼器可以具有將錯(cuò)誤寄存器58排除在外、并且存儲(chǔ)在校正子寄存器40中的信息通過使用校正子重新計(jì)算(42)的結(jié)果反饋進(jìn)行更新的結(jié)構(gòu)。由此，能夠縮減電路規(guī)模。
這里將進(jìn)一步給出如上述表1分組能夠被恢復(fù)的情況的描述。在對(duì)于一個(gè)子幀存在3個(gè)彼此重疊的奇偶校驗(yàn)位、并且存在分組錯(cuò)誤位置信息的情況下，每一個(gè)子幀至多能夠恢復(fù)3個(gè)分組。但是，僅當(dāng)在第一個(gè)后續(xù)子幀(j+1)和第二個(gè)后續(xù)子幀(j+2)沒有錯(cuò)誤時(shí)才能夠恢復(fù)子幀中的3個(gè)分組(情形D)。情形A至D表示錯(cuò)誤可校正的情形的組合。例如，如果在當(dāng)前子幀中僅存在一個(gè)錯(cuò)誤，則能夠校正該錯(cuò)誤而與其它子幀中的錯(cuò)誤數(shù)量無關(guān)。另外，在這四種錯(cuò)誤可校正情形中，用于生成錯(cuò)誤的系數(shù)根據(jù)幀中當(dāng)前子幀前面的子幀數(shù)量而不同。由于對(duì)于至多3個(gè)錯(cuò)誤存在3個(gè)校正子，因此需要同時(shí)求解3個(gè)方程。通過分析求解每一種情形A至D中的方程能夠獲得解答。此外，系數(shù)根據(jù)幀中當(dāng)前子幀前面的子幀數(shù)量而不同。通過使用錯(cuò)誤的數(shù)量，確定可以適用哪種情形。然后，算出錯(cuò)誤尋找系數(shù)。
尋找錯(cuò)誤尋找系數(shù)涉及分子的計(jì)算和分母的計(jì)算。具體地，分母的倒數(shù)的計(jì)算需要大規(guī)模的電路。由于這個(gè)原因，通過共用計(jì)算分子和計(jì)算分母倒數(shù)的電路、以及通過共用用于分子和分母倒數(shù)相乘的電路，電路規(guī)模能夠明顯下降。圖11示出電路規(guī)模由此能夠下降的示例。此外，校正子僅與分子的計(jì)算有關(guān)，因此校正子的輸入可以發(fā)送給分子計(jì)算共用的部分。
<RS碼用作塊碼的情形> 經(jīng)常用作非二進(jìn)制塊碼的里德所羅門碼(RS碼)可以用作POB碼的塊碼。具體地說，將一個(gè)分組分割成各自具有在RS碼中使用的符號(hào)寬度的段，然后應(yīng)用RS碼，以便交織具有等于分組寬度的總寬度的段。將多種類型的碼準(zhǔn)備為RS碼，并且將不同類型的RS碼應(yīng)用到各自區(qū)域，每一個(gè)區(qū)域與子幀相關(guān)并且彼此部分重疊。由此，生成奇偶校驗(yàn)位。
圖12示出應(yīng)用RS碼時(shí)的結(jié)構(gòu)。將一個(gè)分組分割成各自具有在RS碼中使用的符號(hào)寬度的段。對(duì)包括每一個(gè)具有這樣的符號(hào)寬度的段、并且覆蓋圖4的箭頭1至3中的任何一個(gè)所示的區(qū)域的分組信息執(zhí)行使用RS碼的計(jì)算，并且由此生成奇偶校驗(yàn)位。這里，子幀的分割數(shù)量是任意的，并且RS碼的結(jié)構(gòu)也是任意的。相應(yīng)地，對(duì)于一個(gè)子幀可以生成多個(gè)奇偶校驗(yàn)位。例如，如圖中所示，當(dāng)一個(gè)子幀分割成3個(gè)子幀并且(n，n-1)碼用作RS碼時(shí)，生成一個(gè)奇偶校驗(yàn)。這里，作為相關(guān)伽羅瓦域的基的α用以獲取3個(gè)不同的RS碼。具體地說，將分組信息乘以1、α、和α2，然后相加。由于如此獲得的3個(gè)RS碼彼此不同，因此POB碼可以由這3個(gè)RS碼構(gòu)成。具體地說，將具有1作為根的RS碼應(yīng)用到一個(gè)幀中從第一子幀到第三子幀的區(qū)域，將具有α作為根的RS碼應(yīng)用到從一個(gè)幀中的第二子幀到下一幀中的第一子幀的區(qū)域，而將具有α2作為根的RS碼應(yīng)用到從一個(gè)幀中的第三子幀到下一幀中的第二子幀的區(qū)域。
圖13示出在該情形中的編碼方法的流程圖。圖14示出支持該方法的編碼器300的結(jié)構(gòu)。在圖13中，信號(hào)接收(13-A)、幀檢測(cè)(13-B)、子幀檢測(cè)(13-C)、分組檢測(cè)(13-D)、以及輸出(13-F)與圖7中所示的那些相同。在圖14中，與圖8中相同的組件用相同的附圖標(biāo)記表示。準(zhǔn)備3個(gè)彼此不同的RS碼。RS碼使用RS碼作為塊碼，并且通過使用適應(yīng)伽羅瓦域GF(2m)的素元α分別具有1、α、α2的碼根。通過使用RS碼，在與子幀相關(guān)并且由RS碼覆蓋的區(qū)域中為所有的子幀生成奇偶校驗(yàn)位(13-E)。奇偶校驗(yàn)位可以任意排列。然后，將這些作為編碼結(jié)果輸出。用于1、α、α2的乘法器70分別附加到在此使用的線性反饋移位寄存器16的反饋部分。由此，移位寄存器16可以通過接收和使用總是在乘以固定數(shù)值之后獲得的輸入信息來計(jì)算奇偶校驗(yàn)位。但是，應(yīng)該指出的是，3個(gè)移位寄存器處理其頭部順序移位到下一子幀的多個(gè)子幀。由于這個(gè)原因，子幀檢測(cè)結(jié)果連接到位于移位寄存器末端的選擇器18，并且確定哪一個(gè)奇偶校驗(yàn)輸出在哪一個(gè)子幀后面。在最后一步中使用的選擇器20用于輸出信息和任意格式的奇偶校驗(yàn)位。
下面將描述解碼器。解碼器接收所發(fā)送的已經(jīng)添加上與3個(gè)不同的RS碼相對(duì)應(yīng)的奇偶校驗(yàn)位的信息，并且通過使用與各個(gè)RS碼相對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)矩陣來生成校正子。圖15示出該處理的流程。圖15基本上與圖9相同。這里假定3個(gè)RS碼分別具有碼根1、α、α2，以及從這些奇偶校驗(yàn)位獲得的校正子是s0、s1、和s2。在這種情況下，通過使用這些奇偶校驗(yàn)位和關(guān)于分組錯(cuò)誤位置的信息算出錯(cuò)誤。由于一個(gè)分組分割成了多個(gè)符號(hào)，因此每一幀獲得的校正子至多是符號(hào)分割的數(shù)量。
圖16示出支持圖15所示的流程圖的解碼器400的結(jié)構(gòu)。圖16所示的結(jié)構(gòu)基本上與圖10所示的相同。在使用RS碼的情況下，校正子計(jì)算電路可以配置為反饋寄存器38連接到用于碼根1、α、α2的乘法器70。校正子存儲(chǔ)在寄存器中，并且通過使用在前面時(shí)間處理的子幀的錯(cuò)誤校正結(jié)果來重新計(jì)算校正子(42)。然后，重新計(jì)算的校正子輸入到系數(shù)計(jì)算部件48。另外，接收表明分組錯(cuò)誤的數(shù)量和分組錯(cuò)誤位置的分組錯(cuò)誤信息(36)，并且將關(guān)于分組錯(cuò)誤位置的信息輸入到系數(shù)計(jì)算部件48。如圖8所示，可以通過使用重新計(jì)算的校正子和關(guān)于分組錯(cuò)誤位置的信息來計(jì)算錯(cuò)誤。此外，通過使用分組錯(cuò)誤的數(shù)量選擇錯(cuò)誤可校正情形的模式，如表1所示。根據(jù)所選擇的表1中情形A至D的模式、以及要校正的子幀的位置建立錯(cuò)誤尋找方程。然后，生成用于該等式的系數(shù)。最后，通過圖11的最后一級(jí)中所示的乘法器72計(jì)算錯(cuò)誤。一旦計(jì)算了錯(cuò)誤，通過將錯(cuò)誤乘以基于分組錯(cuò)誤位置和子幀位置的系數(shù)、并且通過將所得到的錯(cuò)誤加到存儲(chǔ)在緩沖器44中的信息來對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行校正。該計(jì)算針對(duì)分組中的所有符號(hào)進(jìn)行，并且輸出解碼結(jié)果(56)。如果錯(cuò)誤校正成功，則通過錯(cuò)誤寄存器58將錯(cuò)誤反饋回校正子重新計(jì)算電路(42)，以便用于校正下一子幀。
<在使用鏈接碼的POB編碼方法中的編碼器和解碼器> 盡管POB編碼方法對(duì)于分組恢復(fù)是非常有效的編碼方法，但是如果將包括POB碼的鏈接碼作為外部碼使用，則該方法會(huì)更為有效。在這種情況下，比如卷積碼的任意碼可以選為內(nèi)部碼，而在多數(shù)情況下內(nèi)部碼主要配置為塊碼(漢明碼、BCH碼、RS碼等)。圖17示出在POB編碼方法中使用包括外部碼的鏈接碼的幀結(jié)構(gòu)圖。將一個(gè)塊碼應(yīng)用到一個(gè)分組上，并且將奇偶校驗(yàn)位添加到分組的末尾。由于這個(gè)原因，如果將對(duì)其應(yīng)用內(nèi)部碼的碼字看作一個(gè)分組，則用于POB碼的編碼方法與前面所述的POB編碼方法相同。相應(yīng)地，在這種情況下的流程圖和電路結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括用于作為內(nèi)部碼的塊碼的編碼器和解碼器。通過添加此內(nèi)部碼，可以期望改進(jìn)針對(duì)分組中的隨機(jī)錯(cuò)誤的校正能力。此外，該方法使得分組錯(cuò)誤能夠可靠地提取，而這使得能夠?qū)崿F(xiàn)在POB編碼方法中使用外部碼的解碼器的較小電路規(guī)模。另外，所有必需的處理能夠在封閉的電路結(jié)構(gòu)內(nèi)部執(zhí)行，而無需從外部接收分組錯(cuò)誤信息。
圖18示出流程圖，圖19示出電路結(jié)構(gòu)500。在圖18中，信號(hào)接收(18-A)、幀檢測(cè)(18-B)、子幀檢測(cè)(18-C)、分組檢測(cè)(18-D)、以及輸出(18-G)與圖7中所示的那些相同，但是奇偶校驗(yàn)位生成部分(18-E和18-F)差異很大。以與圖7所述的方式相同的方式生成外部碼，但并發(fā)地生成用于一個(gè)分組的內(nèi)部碼。盡管圖18所示這些處理并行地安排，但是也可以使用串行處理的方法，其中首先執(zhí)行用于內(nèi)部碼的處理，然后執(zhí)行用于外部碼的處理。但是，由于分組的信息部分不僅用于生成外部碼的奇偶校驗(yàn)位，而且用于生成內(nèi)部碼的奇偶校驗(yàn)位，從而如圖18所示并行地執(zhí)行這些處理的方法比串行地執(zhí)行這些處理的方法在處理速度方面更加優(yōu)越。此外，在內(nèi)部碼和外部碼的奇偶校驗(yàn)位彼此重疊的部分，為使用內(nèi)部碼的處理分配高優(yōu)先級(jí)。換句話說，首先生成用于作為外部碼的POB碼的奇偶校驗(yàn)位，然后針對(duì)該奇偶校驗(yàn)位生成內(nèi)部碼。最后，輸出編碼結(jié)果(18-G)。
圖19所示的基本結(jié)構(gòu)與圖8所示的相同。在圖19中，該結(jié)構(gòu)在奇偶校驗(yàn)生成部分具有與圖18的流程圖的情形相同的區(qū)別特征。如在流程圖的描述中所述，用于作為外部碼的POB碼的奇偶校驗(yàn)生成部件80和用于內(nèi)部碼的奇偶校驗(yàn)生成部件82并行地執(zhí)行他們的處理。作為用于內(nèi)部碼的編碼器，所使用的是線性反饋寄存器84，與用于外部碼的編碼器中的線性反饋寄存器16相同。按照針對(duì)外部碼的情形，在使用塊碼時(shí)使用線性反饋寄存器84。
圖20示出解碼器600的示例結(jié)構(gòu)。在編碼器中，用于內(nèi)部碼的編碼器和用于外部碼的編碼器可以并行地或者串行地布置。但是，在解碼器的情況下，用于內(nèi)部碼的解碼器90和用于外部碼的解碼器92串行地進(jìn)行布置。用于內(nèi)部碼的解碼器90以分組為基礎(chǔ)處理信息，并且可以采用一般的針對(duì)塊碼的解碼方法，這是由于分組是通過使用任意的塊碼進(jìn)行編碼的。但是，在存在分組錯(cuò)誤并且錯(cuò)誤不能被校正的情況下，用于內(nèi)部碼的解碼器90檢測(cè)分組錯(cuò)誤的位置。另外，用于內(nèi)部碼的解碼器90還檢測(cè)表示存在多少分組錯(cuò)誤的分組錯(cuò)誤數(shù)量，并且輸出該位置和數(shù)量。POB編碼方法中用于外部碼的解碼器92接收分組和分組錯(cuò)誤信息，并且通過利用這些執(zhí)行解碼。
<用于內(nèi)部碼的解碼器> 圖21示出用于內(nèi)部碼的解碼器700。在將塊碼用作內(nèi)部碼的情況下，也可以通過結(jié)合線性反饋寄存器38來計(jì)算校正子。內(nèi)部碼經(jīng)常用于校正分組中隨機(jī)錯(cuò)誤的目的。由于這個(gè)原因，在多數(shù)情況下使用用于校正多個(gè)位錯(cuò)誤的塊碼。從而，由于能夠校正多個(gè)錯(cuò)誤，準(zhǔn)備多個(gè)奇偶校驗(yàn)位。計(jì)算與奇偶校驗(yàn)位的數(shù)量相對(duì)應(yīng)的數(shù)量的校正子，然后存儲(chǔ)在校正子寄存器40中。通過使用如此計(jì)算的校正子算出錯(cuò)誤位置多項(xiàng)式的系數(shù)(48)，然后尋找錯(cuò)誤。如果錯(cuò)誤能夠被校正，則用于內(nèi)部碼的解碼器通過使用如此發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤校正分組中的錯(cuò)誤，然后輸入該分組。如果錯(cuò)誤不能夠被校正，則用于內(nèi)部碼的解碼器不執(zhí)行任何校正而輸出該分組。另外，用于內(nèi)部碼的解碼器輸出表明錯(cuò)誤不能被校正的標(biāo)志、以及關(guān)于在子幀中的分組位置的信息。換句話說，除了作為接收的信息的分組之外，還一起輸出兩種類型的信息，即分組錯(cuò)誤標(biāo)志和分組錯(cuò)誤位置，作為分組錯(cuò)誤信息。此外，圖21示出緩沖寄存器44。在用于內(nèi)部碼的解碼器的情況下，緩沖器的大小可以僅僅與分組的大小一樣大。用于內(nèi)部碼的解碼器可以采用針對(duì)所使用的塊碼的一般解碼算法。鏈接碼與POB碼的區(qū)別特征是生成分組錯(cuò)誤標(biāo)志，并且提取和輸出在子幀中的錯(cuò)誤位置。
<用于外部碼(POB碼)的解碼器> 如上所述，校正的分組和分組錯(cuò)誤信息從用于內(nèi)部碼的解碼器輸入到用于外部碼的解碼器。因此，關(guān)于在塊碼所覆蓋的區(qū)域中存在的分組錯(cuò)誤的數(shù)量的信息、以及關(guān)于分組錯(cuò)誤的位置的信息輸入到外部碼解碼器中。相應(yīng)地，用于外部碼的解碼器可以使用與圖10所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
到此為止，已經(jīng)通過使用圖1至21所示的實(shí)施例描述了本發(fā)明。但是，本發(fā)明不僅限于這些實(shí)施例。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)實(shí)施例進(jìn)行各種其他變更和修改。
權(quán)利要求
1.一種編碼分組信息的方法，包括步驟
準(zhǔn)備包括多個(gè)分組的幀；
通過分割所述幀形成多個(gè)子幀；以及
形成每一個(gè)與至少兩個(gè)相鄰子幀相對(duì)應(yīng)的塊碼，對(duì)于每一個(gè)子幀至少兩個(gè)不同的塊碼彼此重疊。
2.一種編碼分組信息的方法，包括步驟
獲取多個(gè)連續(xù)幀，每一個(gè)幀包括多個(gè)分組；以及
形成每一個(gè)與至少兩個(gè)幀中至少兩個(gè)相鄰區(qū)域相對(duì)應(yīng)的塊碼，對(duì)于幀中的每一個(gè)區(qū)域至少兩個(gè)不同的塊碼彼此重疊。
3.一種編碼分組信息的方法，包括步驟
檢測(cè)包括多個(gè)分組的幀；
檢測(cè)所檢測(cè)到的幀中的子幀；
檢測(cè)每一個(gè)子幀中的分組；以及
形成與每一個(gè)子幀相對(duì)應(yīng)并且彼此重疊的至少兩個(gè)不同的塊碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和3中任意一個(gè)所述的方法，其中塊碼形成步驟還包括步驟將奇偶校驗(yàn)位添加到與每一個(gè)塊碼相對(duì)應(yīng)的子幀中的一個(gè)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中塊碼形成步驟還包括步驟將奇偶校驗(yàn)位添加到與每一個(gè)塊碼相對(duì)應(yīng)的幀中的區(qū)域中的一個(gè)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和3中任意一個(gè)所述的方法，其中
塊碼是里德所羅門(RS)碼；以及
對(duì)不同的塊碼(n，k)進(jìn)行編碼以滿足下式
其中
Hi＝[Hi(j-s+1)，Hi(j-s+2)，…，Hij]，
Hih＝[αih*n/s，αi(h*n/s+1)，…，αi(h*n/s+n/s-1)]
H是發(fā)生器矩陣；w是碼字；α是伽羅瓦域中的素元；s是塊碼的數(shù)量(等于分割的子幀的數(shù)量)；n是塊尺寸；k是信息尺寸，并且滿足k＝(n-r)/s；r是奇偶校驗(yàn)尺寸；j是子幀號(hào)；i是用于標(biāo)識(shí)編碼條件的下綴并且滿足jr/s＝＜i＜(j+1)r/s；以及h*是在幀中第h子幀的相對(duì)位置(h*＝0，1，2，…，s-1)。
7.一種編碼分組信息的方法，包括步驟
檢測(cè)包括多個(gè)分組的幀；
檢測(cè)所檢測(cè)到的幀中的子幀；
檢測(cè)每一個(gè)子幀中的分組；
通過使用與每一個(gè)子幀相對(duì)應(yīng)的至少兩個(gè)不同的塊碼生成奇偶校驗(yàn)來對(duì)外部碼進(jìn)行編碼；以及
通過生成與塊碼中的每一個(gè)分組相對(duì)應(yīng)的奇偶校驗(yàn)來對(duì)內(nèi)部碼進(jìn)行編碼。
8.一種解碼分組信息的方法，包括步驟
檢測(cè)包括多個(gè)分組的幀；
檢測(cè)所檢測(cè)到的幀中的子幀；
檢測(cè)每一個(gè)子幀中的分組；
為與多個(gè)子幀相對(duì)應(yīng)的每一個(gè)塊碼計(jì)算校正子；以及
響應(yīng)是否能夠校正在與先前計(jì)算的校正子相對(duì)應(yīng)的多個(gè)子幀中、時(shí)間上在特定子幀前面的子幀中的分組錯(cuò)誤，重新計(jì)算特定子幀中的校正子。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中校正子計(jì)算步驟還包括步驟計(jì)算與不同的塊碼的數(shù)量相同數(shù)量的校正子，其中形成不同的塊碼以便針對(duì)每一個(gè)子幀彼此重疊。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中
塊碼是里德所羅門(RS)碼；以及
在校正子計(jì)算步驟中使用下式計(jì)算校正子Si
其中
Hi＝[Hi(j-s+1)，Hi(j-s+2)，…，Hij]，
Hih＝[αih*n/s，αi(h*n/s+1)，…，αi(h*n/s+n/s-1)]
H是發(fā)生器矩陣；w是碼字；α是伽羅瓦域中的素元；s是塊碼的數(shù)量；n是塊尺寸；i是校正子號(hào)，以及j是子幀號(hào)，并且滿足jr/s＝＜i＜(j+1)r/s。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中在校正子計(jì)算步驟中使用下式計(jì)算校正子S’
其中，α是伽羅瓦域中的素元；be0，be1，...，beq-1是q(q＝＜p)個(gè)分組信息；以及e0，e1，...，eq-1表示分組中的位置。
12.一種編碼器，包括
用于檢測(cè)包括多個(gè)分組的幀的部件；
用于檢測(cè)幀中的子幀的部件；
用于檢測(cè)每一個(gè)子幀中的分組的部件；以及
用于生成與子幀相對(duì)應(yīng)的奇偶校驗(yàn)的部件，奇偶校驗(yàn)中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于針對(duì)每一個(gè)子幀的至少兩個(gè)不同的塊碼中的每一個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的編碼器，其中奇偶校驗(yàn)生成部件包括與每一個(gè)塊碼相對(duì)應(yīng)的線性反饋寄存器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的編碼器，還包括輸出通過生成奇偶校驗(yàn)所獲得的編碼結(jié)果的部件；
其中，輸出部件包括選擇器，用于輸出與各個(gè)子幀相對(duì)應(yīng)的奇偶校驗(yàn)，同時(shí)從一個(gè)奇偶校驗(yàn)切換到另一個(gè)。
15.一種解碼器，包括
用于檢測(cè)包括多個(gè)分組的幀的部件；
用于檢測(cè)幀中的子幀的部件；
用于檢測(cè)每一個(gè)子幀中的分組的部件；
用于為與多個(gè)子幀相對(duì)應(yīng)的每一個(gè)塊碼生成校正子的部件；以及
用于響應(yīng)是否能夠校正在與先前生成的校正子相對(duì)應(yīng)的多個(gè)子幀中、時(shí)間上在特定子幀前面的子幀中的分組錯(cuò)誤，重新生成特定子幀中的校正子的部件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的解碼器，還包括
用于通過使用所生成的校正子檢測(cè)分組中錯(cuò)誤的位置的部件；
用于通過使用所生成的校正子生成分組的錯(cuò)誤的部件；以及
用于通過使用所檢測(cè)的分組中錯(cuò)誤的位置、以及所生成的分組的錯(cuò)誤，輸出解碼結(jié)果的部件。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的解碼器，其中校正子生成部件包括
線性反饋寄存器，用于生成與針對(duì)每一個(gè)子幀的至少兩個(gè)不同的塊碼中的每一個(gè)相對(duì)應(yīng)的奇偶校驗(yàn)；以及
寄存器，用于存儲(chǔ)所生成的校正子。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的解碼器，其中校正子重新生成部件通過使用為多個(gè)對(duì)應(yīng)于所生成的校正子的子幀中、時(shí)間上緊接在特定子幀前面的子幀而生成的錯(cuò)誤，重新生成特定子幀中的校正子。
19.一種解碼器，包括
用于檢測(cè)包括多個(gè)分組的幀的部件；
用于檢測(cè)幀中的子幀的部件；
用于檢測(cè)每一個(gè)子幀中的分組的部件；
用于對(duì)與子幀中的分組相對(duì)應(yīng)的內(nèi)部碼進(jìn)行解碼部件；以及
用從內(nèi)部碼解碼部件接收分組和關(guān)于分組的錯(cuò)誤的信息，并對(duì)與包括分組的子幀相對(duì)應(yīng)的外部碼進(jìn)行解碼的部件。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的解碼器，其中內(nèi)部碼解碼部件包括
校正子生成部件；
寄存器，用于存儲(chǔ)校正子生成部件所生成的校正子；
用于從寄存器接收校正子、為用于尋找分組錯(cuò)誤的位置的多項(xiàng)式計(jì)算系數(shù)、并由此計(jì)算出分組錯(cuò)誤的部件；以及
用于檢測(cè)和輸出具有分組錯(cuò)誤的分組的位置和數(shù)量的部件。
全文摘要
為了通過有效地使用適當(dāng)量的冗余信息來提高分組恢復(fù)速率，本發(fā)明公開一種用在新編碼方法中的部分重疊塊(POB)碼。在該編碼方法中，POB碼通過組合彼此不同的多個(gè)塊碼來構(gòu)成，從而使得塊碼彼此部分地重疊。另外，本發(fā)明公開一種與該編碼方法相對(duì)應(yīng)的解碼方法。此外，本發(fā)明公開一種通過使用該碼的丟失校正能力來恢復(fù)多個(gè)分組的方法。本發(fā)明通過有效地再利用相鄰幀的冗余信息，使得能夠恢復(fù)比每幀添加有冗余的分組的數(shù)量多的大量分組，而無需增加其編碼算法的漸近復(fù)雜度。
文檔編號(hào)H03M13/15GK101102115SQ20071010886
公開日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月3日
發(fā)明者片山泰尚, 中野大樹 申請(qǐng)人:國際商業(yè)機(jī)器公司