專利名稱:用于校正數(shù)字音頻信號(hào)中錯(cuò)誤的方法和設(shè)備的制作方法
本發(fā)明一般地與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸有關(guān)，更準(zhǔn)確地說，是關(guān)于數(shù)字音頻信號(hào)中的錯(cuò)誤校正。
利用交叉交錯(cuò)技術(shù)把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成錯(cuò)誤可以校正的碼結(jié)構(gòu)，這是已知的。一種適合于執(zhí)行這種交叉交錯(cuò)錯(cuò)誤校正的已知結(jié)構(gòu)示于圖1，圖中，W0、W1、W2和W3中的每一個(gè)表示一個(gè)音頻數(shù)據(jù)序列。當(dāng)把包括在各個(gè)音頻數(shù)據(jù)序列中的4個(gè)字加到模2加法器(圖1中，以一個(gè)空心圓示意地表示每一個(gè)模2加法器)時(shí)，產(chǎn)生第一奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)序列P。把這個(gè)數(shù)據(jù)序列P送到若干個(gè)延時(shí)電路上，各個(gè)延時(shí)電路提供不同的延時(shí)時(shí)間，以d、2d、3d、4d和5d來表示，此處，d表示延時(shí)時(shí)間的一個(gè)單元。把第一奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)序列P加到若干個(gè)提供不同延時(shí)時(shí)間的延時(shí)電路上，其結(jié)果是把數(shù)據(jù)序列W0-W3從第一排列狀態(tài)重新排成第二排列狀態(tài)。然后，在第二組模2加法器(圖1中，以一個(gè)空心圓示意地表示每一個(gè)模2加法器)中，對(duì)引自處于第二排列狀態(tài)下數(shù)據(jù)序列的5個(gè)字進(jìn)行模2加，由此產(chǎn)生第二奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)序列Q。
由于這種交叉交錯(cuò)技術(shù)具有一個(gè)特點(diǎn)，即數(shù)字音頻信號(hào)的每個(gè)字包括在兩個(gè)奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)序列P和Q中，所以，這種技術(shù)具有較高的校正錯(cuò)誤的能力。但是，在采用這種交叉交錯(cuò)錯(cuò)誤校正編碼方法時(shí)，如果在一個(gè)塊內(nèi)存在4個(gè)有錯(cuò)誤的字，就必須考慮校正成為不可能的概率。例如，在采用交叉交錯(cuò)技術(shù)而其中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的4個(gè)字與兩個(gè)奇偶校驗(yàn)字相加時(shí)，由此形成的奇偶校驗(yàn)序列可以表示成圖2，圖中每個(gè)實(shí)心圓示意地表示碼符號(hào)中的一個(gè)字。圖2中，垂直方向上的5個(gè)字表示奇偶校驗(yàn)序列P，對(duì)角線方向上的6個(gè)字表示奇偶校驗(yàn)序列Q。以符號(hào)S0-S5表示的特定字，以中間具有實(shí)圓心的空心圓來表示。
假定數(shù)據(jù)傳輸是隨機(jī)的，再假定在譯碼器中分別利用奇偶校驗(yàn)P和奇偶校驗(yàn)Q來實(shí)現(xiàn)P譯碼和Q譯碼，還假定把這種P譯碼和Q譯碼交替地重復(fù)很多次;就可以看出對(duì)于特定字S0-S5中每一個(gè)的錯(cuò)誤校正成為不可能的范圍。例如，在以符號(hào)S0表示的字的情況下，如果包括符號(hào)S0的4個(gè)符號(hào)在數(shù)據(jù)區(qū)上排列成圖2所示的一個(gè)梯形關(guān)系并且同時(shí)包括錯(cuò)誤，P奇偶校驗(yàn)序列和Q奇偶校驗(yàn)序列中分別包括兩個(gè)錯(cuò)誤的字，因此，這樣的錯(cuò)誤不能被校正。如果算出這種梯形圖形的個(gè)數(shù)，就能確定錯(cuò)誤校正成為不可能的概率。關(guān)于以其它符號(hào)S1-S5表示的字，如果包括這些符號(hào)的4個(gè)字排列成為一個(gè)平行四邊形并且同時(shí)是有錯(cuò)誤的，在采用這種交叉交錯(cuò)技術(shù)時(shí)，這種錯(cuò)誤校正又被看成是不可能的。
如果把一個(gè)字是有錯(cuò)誤的概率取為PS，則對(duì)于以符號(hào)S0-S5表示的每一個(gè)字來說，錯(cuò)誤校正成為不可能的概率以下列各式給出P0＝10P4SP1＝10P4SP2＝13P4SP3＝14P4SP4＝13P4S
P5＝10P4S當(dāng)然，可以出現(xiàn)多于5個(gè)字同時(shí)是有錯(cuò)誤的情況，那時(shí)，錯(cuò)誤校正也成為不可能。但是，在這種狀態(tài)下概率小于P5S，因而被忽略。并不限定于4個(gè)字，一般在幾個(gè)字和兩個(gè)奇偶校驗(yàn)的情況下，顯然也有類似的趨勢(shì)。
在這種已知的錯(cuò)誤校正編碼方法中，錯(cuò)誤校正成為不可能的概率取決于被考慮的數(shù)據(jù)信道，因此把奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)定位于S0、S1或S5的位置上，已經(jīng)證明在這些位置上這種概率相對(duì)較小。但是，因?yàn)樾畔?shù)據(jù)比用于錯(cuò)誤校正的奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)重要得多，所以，希望在音頻信號(hào)情況下可以是脈沖編碼調(diào)制(PCM)的信息數(shù)據(jù)放在使錯(cuò)誤校正成為不可能的概率為極小的位置上，也就是說，應(yīng)該把信息數(shù)據(jù)放在可以認(rèn)為使大多數(shù)錯(cuò)誤能夠被校正的位置上。
圖3示出各種數(shù)據(jù)位置間的相互關(guān)系，其中把音頻數(shù)據(jù)序列W0和W1分別放在相應(yīng)于符號(hào)S0和S1的位置上;把奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)序列Q和P分別放在相應(yīng)于符號(hào)S2和S3的位置上;把音頻數(shù)據(jù)序列W2和W3分別放在相應(yīng)于符號(hào)S4和S5的位置上。圖3中，以實(shí)心圓表示的5個(gè)字產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)字P，以空心圓表示的6個(gè)字產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)字Q。正如從圖3可見，在產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)P的序列中在相應(yīng)于奇偶校驗(yàn)字Q的位置上出現(xiàn)一個(gè)空白，這個(gè)空白是在完全交叉交錯(cuò)的錯(cuò)誤校正技術(shù)情況下形成了一個(gè)問題。
在這種完全交叉交錯(cuò)技術(shù)中，利用由數(shù)量已預(yù)先確定了的PCM數(shù)據(jù)字所形成的一個(gè)單元來完成交錯(cuò)。圖4說明一種類似于上述的狀態(tài)，其中有4個(gè)符號(hào)和兩個(gè)奇偶校驗(yàn)字，并且把數(shù)據(jù)寫于具有4個(gè)符號(hào)乘m個(gè)塊的矩陣結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器中。如圖4所示，讀出以實(shí)心圓表示的4個(gè)字來形成奇偶校驗(yàn)字P，把P寫入存儲(chǔ)器，然后，讀出以空心圓表示的5個(gè)字來形成奇偶校驗(yàn)字Q。奇偶校驗(yàn)字P的產(chǎn)生是在4個(gè)符號(hào)乘m個(gè)塊的矩陣內(nèi)完成的，奇偶校驗(yàn)字Q的產(chǎn)生是在5個(gè)符號(hào)乘m個(gè)塊的矩陣內(nèi)完成的。把同步信號(hào)、塊地址信號(hào)和用于錯(cuò)誤檢測(cè)的循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)碼加到每個(gè)塊上，然后進(jìn)行記錄。
在這種完全交叉交錯(cuò)的錯(cuò)誤校正中，希望在用于產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)符號(hào)P的序列中所包括的兩個(gè)字之間存在較大的距離D(或塊數(shù))，因?yàn)槟軌蚶闷媾夹ｒ?yàn)符號(hào)P來校正的成組錯(cuò)誤的長(zhǎng)度就是用這一距離D(或塊數(shù))來限定的。而且，必須使圖4中以D′表示的其余塊數(shù)小于以D表示的塊數(shù)。距離D是在用于產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)P的序列中所包括最靠近的兩個(gè)字之間的距離或塊數(shù)。從圖4可以看清，如果使奇偶校驗(yàn)符號(hào)Q位于一個(gè)塊的中心，則字W1和P之間的距離變成2D，由此出現(xiàn)一個(gè)問題，即兩個(gè)符號(hào)之間的距離D或塊數(shù)不能增大。
鑒于上述問題，已經(jīng)提出了一種完全交叉交錯(cuò)系統(tǒng)，例如在與本申請(qǐng)具有同一受讓人的美國專利第4，562，578號(hào)中所詳述的那樣，使一個(gè)奇偶校驗(yàn)符號(hào)P位于塊的中心，在此，如果出現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤則校正成為不可能的概率較高;并使另一個(gè)奇偶校驗(yàn)符號(hào)Q位于塊的終端，以便延長(zhǎng)塊并使能夠校正的成組錯(cuò)誤長(zhǎng)度為最大。
把在美國專利第4，562，578號(hào)中公開的系統(tǒng)應(yīng)用于，把與NTSC制式視頻信號(hào)有關(guān)的立體聲音頻信號(hào)數(shù)字化，并利用旋轉(zhuǎn)磁頭以一般已知的方法記錄于磁帶上這樣的情況下。
圖5示出一個(gè)數(shù)據(jù)單元的排列，其中一個(gè)字包括8位;準(zhǔn)確地說，n＝8個(gè)字，m＝132個(gè)塊，并且n×m＝1056個(gè)字。在NTSC制式中，一場(chǎng)數(shù)字音頻信號(hào)為1050個(gè)字，結(jié)果是，當(dāng)取樣頻率為2Fh(此處，F(xiàn)h為行頻)時(shí)，必須把控制數(shù)據(jù)的6個(gè)字(ID0、……ID5)加到場(chǎng)的字上，最好是加在場(chǎng)的起點(diǎn)。換句話說，把控制數(shù)據(jù)的6個(gè)字加到其順序?yàn)長(zhǎng)0、R0、L1、R1、R2、……L522、L523和R523的一場(chǎng)中的數(shù)字音頻信號(hào)上。
在這種控制數(shù)據(jù)中，ID0是標(biāo)志字，ID1-ID4是時(shí)間碼，其中，ID1表示小時(shí)、ID2表示分、ID3表示秒、ID4表示場(chǎng)。字ID5包括8位a0-a7，這8位包括下列信息a0位表示控制數(shù)據(jù)是否有效;a1和a2位表示數(shù)字音頻信號(hào)的特定類型(非立體聲的、立體聲的、兩種語言的、等等);a3位鑒別是聲音信息還是用于其它顯示的信息，并與一個(gè)信道有關(guān);a4位提供與另一個(gè)信道有關(guān)的類似鑒別;a5和a6位表示開始和停止信息，在記錄開始和停止時(shí)把這些位置為高電平;a7位表示與避免衰減有關(guān)的信息。
把包括控制數(shù)據(jù)ID0-ID5在內(nèi)的1056個(gè)字排列起來，使每?jī)蓚€(gè)字(也就是說，在諸如ID0-ID1、ID2-ID3、ID4-ID5、等等的兩個(gè)字與兩個(gè)字之間)在橫向上的距離為44個(gè)塊。在用硬件執(zhí)行時(shí)，這可以通過在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)的地址控制的控制下，在以44個(gè)塊為間隔的地址上進(jìn)行寫入來完成。如果把控制數(shù)據(jù)或奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)分開，則把兩個(gè)字Li和Ri在橫向或左右方向上與圖5有關(guān)地排列起來。把數(shù)字音頻信號(hào)在橫向上分成三部分進(jìn)行交錯(cuò)的理由是，當(dāng)采用例如平均值內(nèi)插時(shí)，由此可使校正的區(qū)間錯(cuò)誤長(zhǎng)度為最大。更詳細(xì)地說，通過把Li和Ri橫向排列，與把它們?cè)趫D5中在縱向或上下方向上排列起來的情況相比，能夠校正的長(zhǎng)度可以作得較長(zhǎng)。
把不論是奇數(shù)還是偶數(shù)的兩個(gè)奇偶校驗(yàn)加到包括控制數(shù)據(jù)的一場(chǎng)數(shù)字音頻信號(hào)上。參考圖6，如果把上述矩陣結(jié)構(gòu)每一排中的音頻數(shù)據(jù)序列取為W0、W1、……W7，則在每個(gè)數(shù)據(jù)序列中具有8個(gè)字的第一奇偶校驗(yàn)序列P，以在橫向上介于14個(gè)塊或15個(gè)塊的這種字之間的距離而形成，圖6中，以實(shí)心圓標(biāo)志出這一奇偶校驗(yàn)序列P中所包括的字。
如果可能，則第一奇偶校驗(yàn)序列P的兩個(gè)相鄰符號(hào)之間的全部距離都會(huì)選為14個(gè)塊。但是，因?yàn)橛幸欢蔚腄′可以是20個(gè)塊那樣長(zhǎng)，所以，必須從此取出6個(gè)塊并且用來在6個(gè)不同位置上、在相鄰符號(hào)之間形成15個(gè)塊的距離，由此，進(jìn)一步增強(qiáng)了對(duì)成組錯(cuò)誤的校正能力。而且，9個(gè)字(其中每個(gè)字取自音頻數(shù)據(jù)序列W0-W7和奇偶校驗(yàn)序列P)形成在相鄰符號(hào)之間具有12個(gè)塊距離的第二奇偶校驗(yàn)序列Q，圖6中，以空心圓標(biāo)志出序列Q中所包括的字。把這兩個(gè)奇偶校驗(yàn)序列的兩個(gè)元素之間的距離，以塊數(shù)為單位選為可被2或3整除的數(shù)。把第一奇偶校驗(yàn)序列P放在一個(gè)塊的中心，把第二奇偶校驗(yàn)序列Q放在這個(gè)塊的終端。換句話說，如上所述，因?yàn)樵趬K的中心在數(shù)據(jù)中出現(xiàn)錯(cuò)誤而校正成為不可能的概率較大，所以，美國專利第4，562，578號(hào)講明把奇偶校驗(yàn)序列P放在塊的中心，因?yàn)樗蝗缫纛l數(shù)據(jù)那樣重要，還講明把奇偶校驗(yàn)序列Q放在塊的終端，為了使形成奇偶校驗(yàn)序列P的相繼字之間的距離為最大。
每群132個(gè)塊，包括8個(gè)字的數(shù)字音頻信號(hào)、兩個(gè)字的奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)、以及用于錯(cuò)誤檢測(cè)的循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)碼;CRC碼可以包括16位，加到每個(gè)塊的數(shù)據(jù)上。把塊同步信號(hào)和塊地址信號(hào)記錄在磁帶上之前也加到塊的組上去。如果從前后關(guān)系中得到第一塊的數(shù)據(jù)并且單獨(dú)地作了分析，如圖7所示，在這一個(gè)塊之后當(dāng)然接有第二個(gè)塊、第三個(gè)塊、……直到第132個(gè)塊，在圖5中從左向右移動(dòng)。
美國專利第4，562，578號(hào)所公開那種類型的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)示于圖8，其中，實(shí)線箭頭表示在傳輸或記錄期間信號(hào)流動(dòng)的方向，虛線箭頭表示在接收、重放或復(fù)制期間信號(hào)流動(dòng)的方向。更詳細(xì)地說，圖8所示系統(tǒng)在記錄或傳輸狀態(tài)下，要記錄或傳輸?shù)囊纛l信號(hào)通過輸入端1送到模一數(shù)變換器(A/D)2，把形成的數(shù)字化的音頻信號(hào)寫入隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)3或隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)4。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器3和4中的每一個(gè)都具有足夠的容量，以容納構(gòu)成一場(chǎng)的全部數(shù)字音頻信號(hào)。在把音頻輸入數(shù)據(jù)寫入隨機(jī)存取存儲(chǔ)器3或4中去的期間內(nèi)，把前一場(chǎng)的數(shù)據(jù)從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器4或3中的另一個(gè)里讀出，并把它送到P、Q編碼器/譯碼器6，6產(chǎn)生兩個(gè)奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)，把它們返回去寫入另一個(gè)RAM。把數(shù)據(jù)分別寫入RAM3和4中預(yù)先確定的區(qū)域，如圖5和圖6所示;為了在交錯(cuò)狀態(tài)下讀出這種數(shù)據(jù)，備有地址產(chǎn)生器5，例如，利用地址計(jì)數(shù)器、只讀存儲(chǔ)器和加法器(未示出)來產(chǎn)生預(yù)先確定的塊地址。
把已從RAM3或4讀出的數(shù)字音頻信號(hào)和奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)送到加法器7，在此把它們與由塊地址產(chǎn)生器8產(chǎn)生的塊地址相加。把來自加法器7的組合輸出信號(hào)送到并串變換器9，其結(jié)果把已串行化的信號(hào)送到CRC編碼器-譯碼器10。在此實(shí)例中，CRC編碼器-譯碼器10具有由X16+X12+X5+1給出的生成多項(xiàng)式，并產(chǎn)生16位加到每個(gè)塊上去的CRC碼(CRCC)。CRC編碼器一譯碼器10的工作，由來自CRC定時(shí)產(chǎn)生器11的定時(shí)信號(hào)來控制。因?yàn)檫@個(gè)實(shí)例的信號(hào)采用頻率調(diào)制(FM)，所以，把來自CRC編碼器-譯碼器10的輸出信號(hào)送到FM編碼器-譯碼器12，并且把來自FM編碼器-譯碼器12的輸出信號(hào)送到加法器13，在此把它與同步信號(hào)產(chǎn)生器14產(chǎn)生的塊同步信號(hào)相加。把來自加法器13的組合信號(hào)送到輸出端15，利用已知的旋轉(zhuǎn)磁頭記錄設(shè)備把它從輸出端15記錄在磁帶上，或者把它傳輸出去。
圖8所示系統(tǒng)在接收或復(fù)制狀態(tài)下，把來自磁帶(未示出)的再現(xiàn)數(shù)字信號(hào)通過輸入端16送到同步檢測(cè)電路17;把形成的已檢測(cè)信號(hào)送到FM編碼器-譯碼器12，在此對(duì)該信號(hào)進(jìn)行FM解調(diào)。把已調(diào)頻解調(diào)的信號(hào)送到CRC編碼器-譯碼器10，在此利用加于每個(gè)塊上的CRC碼進(jìn)行錯(cuò)誤檢驗(yàn)，這種錯(cuò)誤檢驗(yàn)的結(jié)果是一位錯(cuò)誤指針，把這個(gè)指針存入指針隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)18和19中。指針RAM18和19相應(yīng)于RAM3和4，把每個(gè)錯(cuò)誤指針寫在1320(10×132＝1320)個(gè)塊中各自的地址上，把與RAM3和4共用的塊地址從地址產(chǎn)生電路5也送到指針RAM18和19。
把再現(xiàn)和已解調(diào)的數(shù)據(jù)信號(hào)也送到緩沖器20，把20的緩沖輸出信號(hào)送到串一并變換器21，21提供具有適合于寫入RAM3和4形式的并行排列數(shù)據(jù)。緩沖器20的功能是把再現(xiàn)的數(shù)據(jù)延時(shí)，直到產(chǎn)生錯(cuò)誤指針，該指針是利用CRC編碼器-譯碼器10進(jìn)行CRC錯(cuò)誤檢驗(yàn)的結(jié)果。在這種復(fù)制狀態(tài)下，RAM3和4以類似于上述記錄狀態(tài)下的方式工作，這樣，當(dāng)RAM3或4中的一個(gè)具有寫入再現(xiàn)數(shù)據(jù)的一場(chǎng)時(shí)，從RAM4或3中的另一個(gè)讀出的再現(xiàn)數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤被校正。當(dāng)在RAM3或4中寫入再現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)，由錯(cuò)誤指針指出為錯(cuò)誤的字不寫入。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，把從指針RAM18或19讀出的每個(gè)錯(cuò)誤指針?biāo)偷絉AM定時(shí)產(chǎn)生器22;22產(chǎn)生控制信號(hào)，把它送到RAM3和4，以防止在其中錯(cuò)誤字寫入。
把從RAM3和4讀出的再現(xiàn)數(shù)據(jù)送到P、Q編碼器-譯碼器6，以利用已知的奇偶校驗(yàn)技術(shù)來執(zhí)行錯(cuò)誤校正;一旦數(shù)據(jù)中的任何錯(cuò)誤已被校正，就把這個(gè)數(shù)據(jù)返回重新寫入RAM3或4。在這種錯(cuò)誤校正情況下，其全部要求是錯(cuò)誤的字具有足夠的信息來表明這個(gè)字是有錯(cuò)誤的;以及，如上所述，不把有錯(cuò)誤的字本身寫入RAM3或4。如果在一個(gè)奇偶校驗(yàn)產(chǎn)生的序列中包括兩個(gè)以上錯(cuò)誤的字，則錯(cuò)誤校正成為不可能。但是，當(dāng)把采用奇偶校驗(yàn)序列P的錯(cuò)誤校正和采用奇偶校驗(yàn)序列Q的錯(cuò)誤校正交替和重復(fù)執(zhí)行時(shí)，則錯(cuò)誤校正成為不可能的字?jǐn)?shù)會(huì)顯著減少。
在錯(cuò)誤已被校正后，把從RAM3或4讀出的再現(xiàn)數(shù)據(jù)送到修正或內(nèi)插電路23，23對(duì)于具有不能被校正的那些錯(cuò)誤的字執(zhí)行平均值內(nèi)插處理。把修正電路23的輸出送到數(shù)-模變換器24，把模擬輸出信號(hào)從此通過輸出端25作為再現(xiàn)音頻信號(hào)而輸出。
在上述錯(cuò)誤校正系統(tǒng)中，根據(jù)相應(yīng)的CRC碼，對(duì)于包括有錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊建立了錯(cuò)誤指針。利用CRC碼的錯(cuò)誤檢測(cè)能力幾乎完全與，例如，小于16位的成組錯(cuò)誤或小于3位的隨機(jī)錯(cuò)誤有關(guān)。但是，對(duì)于位數(shù)延續(xù)大于上述數(shù)值的錯(cuò)誤，存在著誤檢測(cè)的可能性。例如，對(duì)于包括多于16位成組錯(cuò)誤或多于3位隨機(jī)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)塊，可能不建立錯(cuò)誤指針。如果不補(bǔ)償這種誤檢測(cè)，則在再現(xiàn)聲音中會(huì)出現(xiàn)唱針噪聲。另外，如果根據(jù)這種誤檢測(cè)來執(zhí)行校正，則形成誤校正，結(jié)果使錯(cuò)誤進(jìn)一步擴(kuò)大。
可以認(rèn)為，利用Q奇偶校驗(yàn)序列或P奇偶校驗(yàn)序列，在進(jìn)行錯(cuò)誤校正之前先進(jìn)行奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)，就能解決上述問題。但是，在這種奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)中，當(dāng)奇偶校驗(yàn)序列里不存在錯(cuò)誤時(shí)，要檢驗(yàn)奇偶校驗(yàn)序列的校驗(yàn)子是否變成零。所以，如果對(duì)于奇偶校驗(yàn)序列正確地建立了一個(gè)錯(cuò)誤指針，而且該序列包括另一個(gè)對(duì)其沒有建立錯(cuò)誤指針的錯(cuò)誤，則對(duì)于后一個(gè)錯(cuò)誤的奇偶校驗(yàn)檢驗(yàn)成為不可能。那時(shí)，對(duì)其沒有建立錯(cuò)誤指針的有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)不能被校正，并且保留了有錯(cuò)誤的狀態(tài)。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于校正在接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)中錯(cuò)誤的設(shè)備或方法，并盡可能減少在校正有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)時(shí)的失誤。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)目的，用于對(duì)具有一對(duì)奇偶校驗(yàn)序列P和Q、并包括CRC碼的接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)中錯(cuò)誤進(jìn)行校正的一種設(shè)備包括奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)裝置，用于檢驗(yàn)在接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的奇偶校驗(yàn)序列P或奇偶校驗(yàn)序列Q中的錯(cuò)誤;錯(cuò)誤校正裝置，用于根據(jù)利用接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)中包括的CRC碼產(chǎn)生的錯(cuò)誤指針，來校正P序列數(shù)據(jù)或Q序列數(shù)據(jù)中有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù);以及連接到奇偶校驗(yàn)檢驗(yàn)裝置和錯(cuò)誤校正裝置上的順序控制裝置，用于在一系列由錯(cuò)誤校正裝置進(jìn)行的錯(cuò)誤校正操作中，至少插入一次由奇偶校驗(yàn)檢驗(yàn)裝置進(jìn)行的奇偶校驗(yàn)檢驗(yàn)操作。
根據(jù)本發(fā)明的另一目的，在對(duì)具有一對(duì)奇偶校驗(yàn)序列P和Q、并具有CRC碼的接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)中錯(cuò)誤進(jìn)行校正的方法里，在根據(jù)利用CRC碼產(chǎn)生的錯(cuò)誤指針，對(duì)于P序列數(shù)據(jù)或Q序列數(shù)據(jù)中有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正的若干步里，至少插入一步對(duì)于奇偶校驗(yàn)序列P或奇偶校驗(yàn)序列Q中錯(cuò)誤的檢驗(yàn)。
通過連同附圖一道閱讀用作說明的實(shí)施例的以下詳述，將會(huì)清楚地看出本發(fā)明的上述目的、其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn);出現(xiàn)在各個(gè)附圖中的各個(gè)相應(yīng)元件或部件，用相同的參考號(hào)標(biāo)出。
圖1是表示根據(jù)先有技術(shù)利用交叉交錯(cuò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤校正的編碼電路方框圖;
圖2、圖3和圖4是在根據(jù)先有技術(shù)來解釋錯(cuò)誤校正過程的參考圖;
圖5、圖6和圖7是在解釋用于先有技術(shù)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的參考圖;
圖8是表示根據(jù)先有技術(shù)的錯(cuò)誤校正電路方框圖;
圖9A和圖9B是在解釋本發(fā)明時(shí)所參考的表示數(shù)據(jù)排列的圖;
圖10是表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的錯(cuò)誤校正電路方框圖;
圖11是在解釋圖10電路工作時(shí)所參考的定時(shí)圖;以及圖12是表示根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的錯(cuò)誤校正電路方框圖。
首先參考圖9A和圖9B，其中以Wij來表示每一個(gè)數(shù)據(jù)，可以看出一對(duì)奇偶校驗(yàn)序列P和Q可以選擇如下PW1j、W2(j+3)和W3(j+6)(例如，W11、W24和W37)QW1j、W2(j+2)和W3(j+4)(例如，W11、W23和W35)白圓或空心圓表示正確的數(shù)據(jù);黑圓或?qū)嵭膱A表示已經(jīng)利用CRC碼檢測(cè)出來有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，由此建立了一個(gè)錯(cuò)誤指針。圖9A中，
表示隱式有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)(W37)，也就是說，利用CRC碼沒有檢測(cè)出來的有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，所以沒有建立錯(cuò)誤指針。
通常，根據(jù)本發(fā)明，錯(cuò)誤校正方法包括按照下列次序的一系列步驟Q奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)→P校正→Q奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)→P校正→Q校正……，也就是說，在根據(jù)利用CRC碼產(chǎn)生的錯(cuò)誤指針來校正P序列數(shù)據(jù)或Q序列數(shù)據(jù)中有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)的一系列步驟里，至少插入一個(gè)對(duì)奇偶校驗(yàn)序列P或Q中錯(cuò)誤進(jìn)行檢驗(yàn)的步驟。
在上述第一步中(Q奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)狀態(tài))隱式有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)(W37)來自Q奇偶校驗(yàn)序列W13、W25和W37。因?yàn)閷?duì)于W25已經(jīng)建立了錯(cuò)誤指針，所以，與W37有關(guān)的奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)成為不可能。因此，在此檢驗(yàn)Q奇偶校驗(yàn)序列中錯(cuò)誤的第一步里，不能檢測(cè)出數(shù)據(jù)W37是有錯(cuò)誤的。
第二步(P校正狀態(tài))假定只對(duì)存在于圖9A中第5列內(nèi)有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)建立了錯(cuò)誤指針，則通過利用P奇偶校驗(yàn)序列的錯(cuò)誤校正校正了第5列中的全部數(shù)據(jù)W15、W25和W35，并把錯(cuò)誤指針清除。通過這一步，在第5列中不再保留有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)了，也就是說，除隱式有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)W37外，校正了全部有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。
第三步(Q奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)狀態(tài))在這一步開始時(shí)，因?yàn)殄e(cuò)誤指針已被清除，所以，在圖9A中除W37外全部數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)以白圓或空心圓來表示。因此，相對(duì)于每一個(gè)Q奇偶校驗(yàn)序列來實(shí)行Q奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)，作為Q奇偶校驗(yàn)檢驗(yàn)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)W13、W25和W37的Q奇偶校驗(yàn)序列的校驗(yàn)子(“異”)不為零。也就是W13 W25 W37≠0換句話說，發(fā)現(xiàn)在這個(gè)序列中存在著隱式有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。于是，假定在這個(gè)序列中全部數(shù)據(jù)W13、W25和W37都是有錯(cuò)誤的，建立了錯(cuò)誤指針。
第四步(P校正狀態(tài))利用P奇偶校驗(yàn)序列，可以校正對(duì)其已經(jīng)建立了錯(cuò)誤指針的全部數(shù)據(jù)W13、W25和W37。因此，在這一步結(jié)束時(shí)，校正了數(shù)據(jù)的全部錯(cuò)誤。
在上述方法中，把Q奇偶校驗(yàn)序列用于奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)。但是，也可以把P奇偶校驗(yàn)序列交替地用于奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)。而且，在上述方法中，在利用Q奇偶校驗(yàn)序列進(jìn)行的第一次與第二次奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)之間，執(zhí)行一次P校正。但是，根據(jù)錯(cuò)誤的程度和范圍，可以在重復(fù)若干次P校正和Q校正之后，執(zhí)行第二次奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)。而且，可以執(zhí)行三次或三次以上的奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)。
圖10表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于執(zhí)行上述校正方法的電路結(jié)構(gòu)，為了控制整個(gè)過程的定時(shí)，電路中備有控制電路31。在電路31的控制下地址產(chǎn)生電路32工作，產(chǎn)生相應(yīng)于每一個(gè)奇偶校驗(yàn)序列的地址信號(hào)，地址信號(hào)對(duì)寫入數(shù)據(jù)和錯(cuò)誤指針的存儲(chǔ)器33尋址。每當(dāng)一次上述奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)操作和校正操作結(jié)束時(shí)，計(jì)數(shù)器34對(duì)來自控制電路31的時(shí)鐘CK進(jìn)行計(jì)數(shù)。譯碼器35對(duì)計(jì)數(shù)器34的計(jì)數(shù)值進(jìn)行譯碼，譯碼輸出加到開關(guān)控制電路36，36適當(dāng)?shù)剡x擇開關(guān)37的一個(gè)相應(yīng)狀態(tài)或位置。所示開關(guān)37有4個(gè)位置，把存儲(chǔ)器33的輸出分別連接到P校正電路38、Q校正電路39、P奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)電路40和Q奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)電路41。把電路38-41的輸出返回連接到存儲(chǔ)器33的輸入。輸入端42接受數(shù)據(jù)和錯(cuò)誤指針(D-EP)。根據(jù)地址產(chǎn)生電路32產(chǎn)生的地址信號(hào)，把來自輸入端42和來自電路38-41的數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器33，接著，再從33讀出。
圖11表示用于圖10電路的定時(shí)圖，其中，第一步和第七步執(zhí)行Q奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)，在其間交替地執(zhí)行P校正和Q校正?？梢岳斫猓趯?duì)于來自控制電路31的連續(xù)時(shí)鐘CK進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)器34提供計(jì)數(shù)值;在譯碼器35中把計(jì)數(shù)值譯碼后，使電路36控制開關(guān)37以圖11所示的順序?qū)崿F(xiàn)與電路38-41的順序連接。
在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，出現(xiàn)于第一次Q奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)與第二次Q奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)之間的、交替進(jìn)行的P校正和Q校正步驟的數(shù)量是固定的。但是，象在圖10和圖11的實(shí)施例中，即使把P校正和Q校正重復(fù)了一定次數(shù)，如果誤碼率太高，則仍然會(huì)保留大量的錯(cuò)誤指針，結(jié)果是，甚至在第二奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)時(shí)也不能指望得到充分的校正。為此，希望只有在保留錯(cuò)誤指針的數(shù)量小于預(yù)定值以后，才執(zhí)行第二或后一個(gè)奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)。
圖12表示根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)，其中，在保留錯(cuò)誤指針的數(shù)量變成小于預(yù)定數(shù)值時(shí)，執(zhí)行第二和以后的奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)。圖12中，相應(yīng)于圖10所描述的那些元件以相同的參考號(hào)標(biāo)出。
在圖12的實(shí)施例中，為了對(duì)于從存儲(chǔ)器33讀出的錯(cuò)誤指針(EP)進(jìn)行計(jì)數(shù)，備有計(jì)數(shù)器43。利用來自控制電路31的時(shí)鐘CK，在每次校正操作或奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)操作開始時(shí)，把計(jì)數(shù)器43復(fù)位。比較器44對(duì)計(jì)數(shù)器43的計(jì)數(shù)值與來自狀態(tài)控制電路45的控制信號(hào)進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果來控制開關(guān)控制電路36。執(zhí)行奇偶校驗(yàn)檢驗(yàn)的次數(shù)，由來自狀態(tài)控制電路45的這種控制信號(hào)來確定。換句話說，只有當(dāng)比較器44的輸出表示所保留的錯(cuò)誤指針的數(shù)量，因此計(jì)數(shù)器43的計(jì)數(shù)值，已經(jīng)減小到由狀態(tài)控制電路45所確定的數(shù)值時(shí)，開關(guān)控制電路36才使開關(guān)37把存儲(chǔ)器33連接到Q奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)電路41(或連接到P奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)電路40)上。
根據(jù)本發(fā)明，可以把由于利用CRC碼產(chǎn)生的誤檢測(cè)而漏掉有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)的數(shù)量減小，小于利用先有技術(shù)的各種方法。更詳細(xì)地說，能夠減小在第一奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)中已經(jīng)漏掉的有錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的數(shù)量。
雖然參照附圖已經(jīng)詳述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但是，本發(fā)明當(dāng)然并不限于那些明確的實(shí)施例;而且，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離所附的權(quán)利要求
中所規(guī)定本發(fā)明的范圍和精神的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)各種變型和修改。
權(quán)利要求
1.對(duì)在具有一對(duì)奇偶校驗(yàn)序列P和Q、并包括CRC碼的接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)中錯(cuò)誤進(jìn)行校正的一種設(shè)備，其特征在于包括奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)裝置，用于檢驗(yàn)在所述接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的所述奇偶校驗(yàn)序列P或所述奇偶校驗(yàn)序列Q中的錯(cuò)誤；錯(cuò)誤校正裝置，用于根據(jù)利用接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)中包括的所述CRC碼產(chǎn)生的錯(cuò)誤指針，來校正所述P奇偶校驗(yàn)序列數(shù)據(jù)或所述Q奇偶校驗(yàn)序列數(shù)據(jù)中有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)；以及連接到所述奇偶校驗(yàn)檢驗(yàn)裝置和所述錯(cuò)誤校正裝置上的順序控制裝置，用于在若干次由所述錯(cuò)誤校正裝置進(jìn)行的錯(cuò)誤校正操作當(dāng)中，至少插入一次由所述奇偶校驗(yàn)檢驗(yàn)裝置進(jìn)行的奇偶校驗(yàn)檢驗(yàn)操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的一種設(shè)備，其中，所述順序控制裝置在由所述錯(cuò)誤校正裝置進(jìn)行的一系列錯(cuò)誤校正操作中的每一次開始時(shí)，產(chǎn)生一次由所述奇偶校驗(yàn)檢驗(yàn)裝置進(jìn)行的奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的一種設(shè)備，其中，所述順序控制裝置包括對(duì)錯(cuò)誤指針的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器裝置;并且，把插在錯(cuò)誤校正操作當(dāng)中的所述至少一次奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)操作，根據(jù)由所述計(jì)數(shù)器裝置確定的所述錯(cuò)誤指針的數(shù)量，放在錯(cuò)誤校正操作之中。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的一種設(shè)備，其中，所述順序控制裝置包括在每次所述奇偶校驗(yàn)檢驗(yàn)和錯(cuò)誤校正操作結(jié)束時(shí)，提供時(shí)鐘信號(hào)的裝置;計(jì)數(shù)器裝置，用于對(duì)所述時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù);順序開關(guān)裝置，用于相對(duì)于所述P和Q奇偶校驗(yàn)序列，來選擇P和Q的奇偶校驗(yàn)檢驗(yàn)操作或錯(cuò)誤校正操作，以及開關(guān)控制裝置，用于根據(jù)所述計(jì)數(shù)器裝置的計(jì)數(shù)值，控制所述順序開關(guān)裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1的一種設(shè)備，其中，所述順序控制裝置包括在每次所述奇偶校驗(yàn)檢驗(yàn)和錯(cuò)誤校正操作結(jié)束時(shí)，提供時(shí)鐘信號(hào)的裝置;計(jì)數(shù)器裝置，由所述時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行復(fù)位、并在每一個(gè)兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)之間的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)錯(cuò)誤指針進(jìn)行計(jì)數(shù);開關(guān)裝置，用于選擇所述P和Q的奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)和錯(cuò)誤校正操作;用于把所述計(jì)數(shù)器裝置的計(jì)數(shù)值與基準(zhǔn)值加以比較，并提供比較輸出的裝置;以及控制所述開關(guān)裝置的裝置。用于根據(jù)所述比較輸出，提供所述P和Q的奇偶校驗(yàn)檢驗(yàn)和錯(cuò)誤校正操作的順序。
6.對(duì)在具有P和Q奇偶校驗(yàn)序列、并包括CRC碼的接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)中錯(cuò)誤進(jìn)行校正的一種方法，其特征在于包括以下步驟根據(jù)由所述CRC碼所產(chǎn)生各自的錯(cuò)誤指針，以便連續(xù)提供多次錯(cuò)誤校正操作，重復(fù)校正所述P奇偶校驗(yàn)序列或所述Q奇偶校驗(yàn)序列中有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù);以及在所述多次錯(cuò)誤校正的操作當(dāng)中，至少檢驗(yàn)一次所述P或Q奇偶校驗(yàn)序列中的錯(cuò)誤。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6的方法，其中，對(duì)于所述P和Q奇偶校驗(yàn)序列的所述多次錯(cuò)誤校正的操作，是根據(jù)預(yù)先確定的順序而進(jìn)行的;以及對(duì)于所述P或Q奇偶校驗(yàn)序列中錯(cuò)誤的所述檢驗(yàn)，是在每個(gè)所述順序開始時(shí)進(jìn)行的。
8.根據(jù)權(quán)利要求
6的方法還包括對(duì)錯(cuò)誤指針的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù);以及根據(jù)錯(cuò)誤指針數(shù)量的計(jì)數(shù)值，相對(duì)于所述錯(cuò)誤校正操作的順序，來確定對(duì)于P或Q奇偶校驗(yàn)序列中錯(cuò)誤進(jìn)行檢驗(yàn)的位置。
專利摘要
對(duì)在具有一對(duì)奇偶校驗(yàn)序列P和Q、并包括CRC碼的接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)中錯(cuò)誤進(jìn)行校正時(shí)，為了檢驗(yàn)接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的奇偶校驗(yàn)、序列P或Q中的錯(cuò)誤，執(zhí)行了奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)操作。根據(jù)接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)中包括的CRC碼產(chǎn)生的錯(cuò)誤指針，來校正P序列或Q序列數(shù)據(jù)中有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，執(zhí)行了錯(cuò)誤校正操作。為了在一系列錯(cuò)誤校正的操作中至少插入一次奇偶校驗(yàn)的檢驗(yàn)操作，建立了奇偶校驗(yàn)檢驗(yàn)和錯(cuò)誤校正操作的順序。
文檔編號(hào)G11B20/18GK86107889SQ86107889
公開日1987年5月27日 申請(qǐng)日期1986年11月20日
發(fā)明者森脅久芳 申請(qǐng)人:索尼公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan