專利名稱：用于使數(shù)據(jù)在發(fā)送之前適應(yīng)預(yù)定義尺寸的傳輸單元的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)解碼領(lǐng)域，尤其涉及差錯(cuò)檢測(cè)和糾正領(lǐng)域。
發(fā)明概述 對(duì)于無線和固定有線系統(tǒng)，對(duì)已發(fā)送的數(shù)據(jù)所發(fā)生的差錯(cuò)的檢測(cè)和糾正是通信系統(tǒng)中的主要問題。為了克服由于在發(fā)送期間發(fā)生的差錯(cuò)而造成的數(shù)據(jù)損失或數(shù)據(jù)不純，已引入了不同類型的差錯(cuò)檢測(cè)代碼，以允許數(shù)據(jù)在發(fā)送前被編碼，并且一旦被接收則對(duì)于任何所檢測(cè)到的差錯(cuò)要被糾正并且正確的數(shù)據(jù)被恢復(fù)。這些差錯(cuò)檢測(cè)代碼可稱為卷積碼、循環(huán)碼、分組碼，但僅是一些。
不是所有不同類型的這些碼都具有相同的差錯(cuò)檢測(cè)和差錯(cuò)糾正能力。某些比其他的具有較弱的差錯(cuò)檢測(cè)能力，這意味著在使用特定的代碼之前需要作出謹(jǐn)慎的選擇。
在A.J.McAuley的“Weighted Sum Codes for Error Detection and their Comparisonwith Existing Codes”(IEEE/ACM Transactions on Networking，第2卷，第1期，1994年2月，第16-22頁)中描述了差錯(cuò)檢測(cè)代碼的新家族、加權(quán)和碼(Weighted SumCode)，其對(duì)現(xiàn)有的代碼具有非常強(qiáng)的差錯(cuò)檢測(cè)能力。
在P.

的“Commets on Weighted Sum Codes for error detection and theircomparison with existing codes”(IEEE/ACM Transactions on Networking，第3卷，第2期，1995年，第222-223頁)中和在P.

等人所著的在教科書“CodingCommunication and Broadcasting”中的章節(jié)“Modified Generalised Weighted SumCodes for error control”(第62-72頁，Research Studies Press Ltd.，英國(guó)，2000年2月)進(jìn)一步對(duì)代碼的該家族在檢測(cè)和糾正差錯(cuò)中的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了研究和分析。
此外，在無線通信系統(tǒng)的情況下經(jīng)由空中接口正發(fā)送數(shù)據(jù)、或在地面通信系統(tǒng)的情況下例如在光纖光纜中正發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，由于不純也產(chǎn)生問題。由不同的差錯(cuò)控制代碼所生成的編碼數(shù)據(jù)不容易與傳輸單元的固定結(jié)構(gòu)、例如ATM(異步轉(zhuǎn)移模式)信元(cell)或IP(因特網(wǎng)協(xié)議)分組或幀相匹配，并且由于所生成的編碼數(shù)據(jù)不得不被縮短，所以在差錯(cuò)發(fā)生時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致在檢測(cè)和糾正數(shù)據(jù)中的更多困難。當(dāng)差錯(cuò)發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)不得不浪費(fèi)帶寬資源來重發(fā)不正確的數(shù)據(jù)。
解決這個(gè)問題的一種方式是選擇代碼，所述代碼的參數(shù)直接滿足傳輸塊的預(yù)定義的約束。
另一個(gè)途徑是選擇具有更長(zhǎng)碼字(n)以及在碼字中更多數(shù)量的信息碼元(k)的編碼，然后縮短所述代碼。通過不使用所選數(shù)量的信息碼元來執(zhí)行縮短。
然而兩者都有缺點(diǎn)所選擇的代碼不是總具有最佳的差錯(cuò)檢測(cè)/糾正能力。因此需要存在技術(shù)來實(shí)現(xiàn)一種解決方案，該解決方案能提供檢測(cè)/糾正能力，可以檢測(cè)和糾正在所接收的編碼數(shù)據(jù)中存在的多個(gè)差錯(cuò)，以及在發(fā)送之前將編碼數(shù)據(jù)與預(yù)定義傳輸單元尺寸相匹配。
本發(fā)明解決了上述提到的問題。提出的方法和設(shè)備對(duì)多個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)/糾正需求以及對(duì)使編碼數(shù)據(jù)與預(yù)定義傳輸單元尺寸相匹配作出了回答。
本發(fā)明通過包含在獨(dú)立權(quán)利要求中的教導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)。
所述方法使在通信系統(tǒng)中要從發(fā)送機(jī)發(fā)送到接收機(jī)的數(shù)據(jù)適應(yīng)預(yù)定義尺寸的傳輸單元，包括步驟 -將所述數(shù)據(jù)表示為有限域上的比特組合，其中所述數(shù)據(jù)包括信息部分和控制部分； -通過用比特來表達(dá)所述信息和控制部分，改編(adapt)所述的所表示的數(shù)據(jù)來適合所述傳輸單元的所述預(yù)定義尺寸，其中所述比特在數(shù)量方面比該所述的所表示的比特組合要少，多個(gè)被消除的比特對(duì)所述接收機(jī)來說是已知的，所述被消除的比特包括來自所述信息和控制部分的比特。
位于通信系統(tǒng)中的所述設(shè)備包括用于使用根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法的裝置。
進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)在從屬權(quán)利要求中可以看到，由此所接收到的非完全碼元包括非完全控制碼元和非完全信息碼元。傳輸單元可以是信元、分組或幀，而數(shù)據(jù)可以使用差錯(cuò)控制代碼被編碼，所述差錯(cuò)控制代碼包括加權(quán)和碼、修正廣義加權(quán)和碼(Modified Generalised Weighted Sum code)、Reed Solomon碼、漢明碼或Turbo分塊碼。



本發(fā)明從下面給出的詳細(xì)描述和附圖將得以更完全的理解，所述附圖僅通過圖示給出并且因此不局限于本發(fā)明。
圖1示出了顯示在本發(fā)明中所使用的編碼算法的流程圖。
圖2示出了顯示在解碼器中所使用的解碼算法的流程圖。
圖3a，3b示出了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的設(shè)備。
圖4，5分別示出了解碼器和碼元生成器的示例性實(shí)施。

具體實(shí)施例方式 在差錯(cuò)控制代碼的實(shí)際應(yīng)用中，在傳輸協(xié)議具有針對(duì)有效載荷和冗余的固定尺寸塊的情況下，如ATM信元或IP分組或幀的情況下，這些代碼的參數(shù)、如碼字長(zhǎng)度、所包含的信息碼元的數(shù)量必須適應(yīng)預(yù)定義傳輸單元尺寸。這種適應(yīng)性(adaptation)會(huì)影響代碼的差錯(cuò)控制能力。為了使碼字適合傳輸單元，現(xiàn)在使用的技術(shù)僅改編信息碼元的數(shù)量。通常，比給定的傳輸單元所需的具有更長(zhǎng)碼字的代碼與適當(dāng)?shù)牟铄e(cuò)控制能力一起被選擇，然后減少信息碼元的數(shù)量?？刂拼a元沒有被改變。這種適應(yīng)性在文獻(xiàn)中稱作“縮短”。利用所述適應(yīng)性，要發(fā)送的信息碼元的數(shù)量被減少，因而并非所有信息碼元都被發(fā)送。這種適應(yīng)性有時(shí)不允許使用具有更高差錯(cuò)控制能力的代碼。術(shù)語“碼元/多個(gè)碼元”是等價(jià)的并且與術(shù)語“比特/多個(gè)比特”有相同的含義，并且可互換地被使用。
為了克服這一點(diǎn)，針對(duì)要被發(fā)送的差錯(cuò)控制碼字的信息部分(信息碼元)和控制部分(控制碼元)，使代碼參數(shù)適應(yīng)于傳輸單元的可用空間。在這個(gè)應(yīng)用中，術(shù)語“信息部分”和“信息碼元”是等價(jià)的，具有相同的含義并且可互換地被使用。對(duì)于術(shù)語“控制部分”和“控制碼元”同樣適用。因此，與當(dāng)前使用相反，在所建議的技術(shù)中，不但信息部分而且控制部分被縮短，并且也依次非完全地被發(fā)送，其中在當(dāng)前使用中僅整個(gè)信息部分被縮短，然后被發(fā)送。
在有限域(也稱作伽羅瓦域(Galois Field)或GF(p))中，包括加上某些所定義的算數(shù)運(yùn)算的值集，使得當(dāng)執(zhí)行這些運(yùn)算時(shí)，結(jié)果僅產(chǎn)生在所定義的集內(nèi)的值。GF(p)被稱作順序p的素域，其中p元素代表0，1，...，p-1。有限域的性質(zhì)是 a)有兩個(gè)所定義的運(yùn)算加法和乘法。
b)來自域的兩個(gè)元素相加或相乘的結(jié)果總是域的元素。
c)域的一個(gè)元素是元素零，使得對(duì)于域中的任何元素α，α+0＝α。
d)域的一個(gè)元素是一，使得對(duì)于域中的任何元素α，α×1＝α。
e)對(duì)于域中每一個(gè)元素α，有附加的相反元素-α，使得α+(-α)＝0。這允許減法運(yùn)算被定義為相逆的加法。
f)對(duì)于域中每一個(gè)非零元素α，有乘法逆元素α-1，使得α×α-1＝1。這允許除法運(yùn)算被定義為相逆的乘法。
g)結(jié)合律[α+(b+c)＝(α+b)+c，α×(b+c)＝(α×b)×c]、交換律[α+b＝b+α，α×b＝b×α]、和分配律[α×(b+c)＝α×b+α×c]適用。其中α，b，c是域的元素。
在GF(16)(伽羅瓦域或有限域)中，例如每個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)段可被表達(dá)為4比特組合。當(dāng)對(duì)數(shù)據(jù)編碼時(shí)，不是使用所有的4個(gè)比特，而是可依賴于預(yù)定義的傳輸單元尺寸和要編碼的應(yīng)用而使用1、2或3個(gè)比特?？梢钥吹剑摷夹g(shù)給用戶提供了更多的自由，來使過程適應(yīng)于即將到來的需求，并且還提高了方案的總差錯(cuò)控制能力，因?yàn)樵即a可從具有更好差錯(cuò)控制能力的更大代碼集中選擇。
通過給在發(fā)送中不被使用的部分(信息部分和控制部分的比特?cái)?shù)量)指定固定值，這是由發(fā)送機(jī)和接收機(jī)同意的，所述接收機(jī)可使用已知的方法來對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，因?yàn)樗邮盏降臄?shù)據(jù)能夠填充丟失的部分。因而避免了對(duì)解碼器機(jī)制的任何顯著改變。在將有限域上的數(shù)據(jù)表示為比特組合的步驟開始之前的任何時(shí)刻、例如當(dāng)發(fā)送機(jī)和接收機(jī)發(fā)起呼叫建立過程時(shí)，可以執(zhí)行協(xié)定。
此外，不被使用的比特的數(shù)量根據(jù)所需要的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的類型而在兩個(gè)部分之間進(jìn)行分配。例如，如果業(yè)務(wù)是語音或多媒體(即語音和圖像)或數(shù)據(jù)，不被使用的比特的數(shù)量可在兩個(gè)部分之間平等地進(jìn)行分配，或?qū)σ粋€(gè)部分多于另一部分，使得可以獲得更好的保護(hù)，并且然后可以更加容易地恢復(fù)數(shù)據(jù)。通過這種方式，所建議的技術(shù)提供對(duì)方式的額外靈活性，從而編碼數(shù)據(jù)能夠適合傳輸單元。
接下來是示范性實(shí)施例，進(jìn)一步示出了本發(fā)明的技術(shù)。在該例子中，ATM信元用作預(yù)定義的傳輸單元，然而對(duì)本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員來說顯然的是，其他預(yù)定義的傳輸單元、例如IP分組或幀能夠被代替成相同的效果。此外，使用GF(8)，由此3個(gè)比特用于表達(dá)每一數(shù)據(jù)段(piece)。
GF(8)的比特相應(yīng)性在下表中示出 000 0 001 α0 010 α1 100 α2 011 α3 110 α4 111 α5 101 α6 在第一例子中，要求保護(hù)具有增強(qiáng)的差錯(cuò)糾正能力的ATM信元信頭。現(xiàn)有技術(shù)中的標(biāo)準(zhǔn)解決方案，允許5字節(jié)信元信頭中的所有的單比特差錯(cuò)都使用用于差錯(cuò)控制冗余的信元字節(jié)之一來糾正，簡(jiǎn)化為HEC字節(jié)(信頭差錯(cuò)控制字節(jié))。ATM信元具有53個(gè)字節(jié)的預(yù)定義尺寸，包括48字節(jié)有效載荷和5字節(jié)信元信頭。
在信元信頭中，存在轉(zhuǎn)變?yōu)?2比特的用于信息的4字節(jié)、和等于8比特的用于冗余的1字節(jié)。
用于實(shí)現(xiàn)本技術(shù)的差錯(cuò)控制代碼經(jīng)由GF(8)被定義，具有下述的H矩陣(1) 上述矩陣(1)具有特定的結(jié)構(gòu)，如果表達(dá)為下述(2)，將更容易看出 其中(3) 并且

在該示例性例子中所使用的代碼，具有GF(8)上的[17，14，3]代碼的初始形式。其中17代表碼字長(zhǎng)度，14代表信息碼元的數(shù)量，而3代表代碼距離。因此碼字可以利用向量表達(dá)為(6) 該系統(tǒng)碼的編碼可使用G矩陣來進(jìn)行描述，其中 GHT＝0(7)(其中HT是H的轉(zhuǎn)置矩陣) 如下 其中是GF(8)上的具有14個(gè)坐標(biāo)的信息向量，其可以包含42比特的信息。
結(jié)果碼字因此包含51比特，其中的42個(gè)能夠傳輸信息碼元(信息部分)，其他9個(gè)比特由3個(gè)控制碼元(控制部分)形成。這與圖1中所示的編碼算法的步驟2相對(duì)應(yīng)。該碼字能夠糾正任何的單比特差錯(cuò)和在GF(8)碼元中出現(xiàn)的任何雙比特差錯(cuò)，以及在GF(8)上的一個(gè)碼元中出現(xiàn)的任何三比特差錯(cuò)。
如前所述，問題是代碼的參數(shù)(碼字長(zhǎng)度和信息碼元)不適應(yīng)ATM信元的信元信頭的可用空間、即用于信息的32比特和用于冗余的8比特。使用所建議的技術(shù)，可以給特定碼元的部分或全體碼元指定值，從而減小其尺寸。這與圖1中所示的編碼算法的步驟3和4相對(duì)應(yīng)。例如，并且零值可被指定給信息碼元i1、i12的兩個(gè)lsb(最低有效比特)位置，和零值被指定給信息向

中的i13、i14的所有比特。在編碼期間，使用GF(8)上的14個(gè)碼元的完全集，包括第一碼元中的預(yù)定義位置，并且根據(jù)下述矩陣(9)用信息比特填充所有其他比特位置 因?yàn)樯鲜鼍仃嚩x了系統(tǒng)碼，僅與G的最后三列相乘是必要的。一旦執(zhí)行了乘法，僅僅碼元c17＝i1(包括b1)和c6＝i12(包括b32)的msb(最高有效比特)位置被發(fā)送。
總而言之，有必要具有32個(gè)二進(jìn)制位置用以發(fā)送c17，c16，c15，c14，c13，c12，c11，c10，c9，c8，c7，c6。從剩余的8個(gè)二進(jìn)制位置中，6個(gè)可以用碼元c2、c3填充，并且最后的兩個(gè)二進(jìn)制位置可以用碼元c1的2個(gè)msb來填充?？刂拼a元c1在編碼期間可通過使信息向量與H矩陣的第3行相乘來計(jì)算。
在接收機(jī)側(cè)，為了對(duì)上述編碼信息進(jìn)行解碼，在接收和填充以非完全方式所發(fā)送的碼元的信息之后，在圖2中所示的解碼算法的步驟1。如上所述，這里要注意，接收機(jī)知道沒有被發(fā)送的比特，接收向量

將具有形式(10) 進(jìn)一步顯示，坐標(biāo)之一能夠被糾正。位置i中的差錯(cuò)可進(jìn)行下述表達(dá) vi＝ci+Y(11) 其中Y代表差錯(cuò)值。讓X代表塊A中的差錯(cuò)定位器。換句話說，確定對(duì)應(yīng)于塊A的集中的哪個(gè)位置有差錯(cuò)。在我們的例子中存在兩個(gè)這樣的集 A1＝{v10，v9，v8，v7，v6，v5，v4}(12) A2＝{v17，v16，v15，v14，v13，v12，v11}(13) 因此，如果X的值已知，則差錯(cuò)的位置塊A內(nèi)是已知的，但在哪一塊中是未知的。如果X＝α3，則位置v6或v13有差錯(cuò)。
為了解碼和定位哪個(gè)位置有差錯(cuò)，定義下述校正子(syndrome)。(在圖2中，這對(duì)應(yīng)于步驟2) S1＝Y(jié)X (15) S2＝Y(jié)Z (16) 其中Y稱作差錯(cuò)值，X稱作差錯(cuò)定位器，而Z稱作差錯(cuò)塊定位器。
校正子可通過乘法來計(jì)算 其中而HT是H的轉(zhuǎn)置矩陣。
在執(zhí)行了校正子計(jì)算后，在圖2的步驟3中，基于表達(dá)式(17)，將繼續(xù)如下解碼過程 在圖2的步驟3a中，如果則解碼結(jié)束，并且估計(jì)在發(fā)送期間沒有發(fā)生差錯(cuò)，并且所接收的向量(10)的相應(yīng)位置中所有所接收的比特都是所發(fā)送的信息的正確估計(jì)。
在圖2的步驟3b中，如果則在碼元c3中發(fā)生了差錯(cuò)，并且其值利用所接收的信息比特通過類似于編碼過程的編碼被重新計(jì)算，圖2的步驟3d。
在圖2的步驟3b中，如果則在碼元c2中發(fā)生了差錯(cuò)，并且其值利用所接收的信息比特通過類似于編碼過程的編碼被重新計(jì)算，圖2的步驟3d。
在圖2的步驟3b中，如果則在碼元c1中發(fā)生了差錯(cuò)，并且其值利用所接收的信息比特通過類似于編碼過程的編碼被重新計(jì)算，圖2的步驟3d。
在圖2的步驟3c中，在S中所有其他組合的情況下，在其他位置出現(xiàn)了差錯(cuò)，并且將在圖2的步驟4中通過利用已計(jì)算的校正子來計(jì)算Y、X、Z的值而將如下進(jìn)行編碼 Y＝S0 (18) X＝S1/Y(19) Z＝S2/Y(20) 此時(shí)，GF(8)中的一個(gè)碼元差錯(cuò)能被糾正，原因在于當(dāng)差錯(cuò)值由Y給出，塊A內(nèi)的位置由X給出，差錯(cuò)位于集A1或A2哪一個(gè)中的信息由Z給出時(shí)，差錯(cuò)值是已知的，圖2的步驟6。
特別地如果Z屬于集{α4，α5}，則差錯(cuò)位于集A1中。如果Z屬于集{α2，α6}，則差錯(cuò)位于集A2中。在這兩種情況下，圖2的步驟6，已被檢測(cè)的差錯(cuò)將被依次糾正。
在Z不屬于集{α4，α5，α2，α6}的情況下，圖2的步驟7，或者差錯(cuò)位于沒有被發(fā)送的位置中，則解碼過程已檢測(cè)到不可糾正的差錯(cuò)，并且可以請(qǐng)求數(shù)據(jù)的重發(fā)，圖2的步驟8。
因此如可以看到，使用非完全碼元的所建議技術(shù)，提供了非常強(qiáng)的差錯(cuò)糾正能力，因?yàn)樗械膯伪忍夭铄e(cuò)以及很多雙和三比特差錯(cuò)能夠用一個(gè)字節(jié)的相同冗余而被糾正。術(shù)語“非完全碼元”與術(shù)語“非完全比特”是等價(jià)的并且具有相同的含義。特別地，如果雙和三差錯(cuò)包含在一個(gè)GF(8)碼元中，則它們能夠被糾正。換句話說，這些差錯(cuò)沒有損壞來自GF(8)的兩個(gè)獨(dú)特的碼元。相反，現(xiàn)有技術(shù)能夠糾正所有的單比特差錯(cuò)，但僅能檢測(cè)某些附加的差錯(cuò)組合。
在第二個(gè)示例性例子中，與第一例子中相同的編碼被保持，有兩處小修改。第一個(gè)在于，僅有第一msb從碼元c1被發(fā)送。第二個(gè)在于，由于第一修改而變?yōu)榭捎玫囊粋€(gè)位置用總的奇偶校驗(yàn)比特來填充。
解碼過程與具有兩個(gè)改動(dòng)的第一例子中的解碼過程相類似。
1.關(guān)于碼元差錯(cuò)所位于的塊A的判決利用下述判決參數(shù)來實(shí)現(xiàn) 如果Z屬于集{α4，α5，α2，α6}，那么差錯(cuò)位于集A1中。
如果Z屬于集{0，α0，α1，α3}，那么差錯(cuò)位于集A2中。
2.在解碼之后，總的奇偶校驗(yàn)利用信息比特和奇偶比特的被解碼的比特來實(shí)現(xiàn)。通過使用該奇偶校驗(yàn)，某些不可糾正的差錯(cuò)可以被檢測(cè)，以及糾正在上述第一例子中所檢測(cè)的差錯(cuò)，并且能夠由接收機(jī)采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)，如請(qǐng)求數(shù)據(jù)的重發(fā)。
此外，可以看出，在

等人的在教科書“Coding Communications andBroadcasting”中的章節(jié)“Modified Generalised Weighted Sum Codes for error control”(第62-72頁，Research Studies Press Ltd.，英國(guó)，2000年2月)中含有的參數(shù)的更通用適應(yīng)性中，其他替代方案當(dāng)在GF(8)上被構(gòu)造時(shí)存在用以改編代碼。
當(dāng)僅發(fā)送碼元c1的msb時(shí)，代碼的長(zhǎng)度可從8比特改為43比特。當(dāng)發(fā)送碼元c1的兩個(gè)msb時(shí)，碼字長(zhǎng)度可從8比特改為72比特，并且如果完全碼元c1被發(fā)送，那么碼字長(zhǎng)度可從9比特改為103比特。如果4個(gè)控制(奇偶)碼元在相同GF(8)上的代碼中使用，那么長(zhǎng)度可以以類似的步驟中改為650比特。
此外，所建議的技術(shù)能應(yīng)用于在差錯(cuò)控制中所使用的其他類型的代碼，如Reed Solomon碼、漢明碼、卷積碼、或分塊碼，因?yàn)樵摷夹g(shù)部分地獨(dú)立于所使用的代碼類型。該技術(shù)能給設(shè)計(jì)者提供選擇最適用于需要被發(fā)送的數(shù)據(jù)的代碼類型的自由，并且同時(shí)該技術(shù)提供了增強(qiáng)級(jí)別的差錯(cuò)保護(hù)。
圖3a提供了配置來執(zhí)行所建議的方法的設(shè)備示意圖。
通信系統(tǒng)10中的設(shè)備100，包括控適于控制設(shè)備的功能的制處理器裝置200、適于向和從位于通信系統(tǒng)10中的至少一個(gè)用戶110接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的接收/發(fā)送裝置300。所述裝置300進(jìn)一步適于以預(yù)定義尺寸的傳輸單元(像信元或分組或幀)的方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。裝置300然后將所接收的數(shù)據(jù)傳遞到緩沖器裝置500和到形成/填充裝置400。所述裝置400適于插入所接收的數(shù)據(jù)的非完全碼元的比特。形成裝置400適于形成具有2的特征的有限域上的接收向量。當(dāng)然，形成裝置400能被布置用來在具有不同特征(例如3、4等)的有限域上形成接收向量。計(jì)算裝置600適于基于一系列定義的校正子和所形成的接收向量來執(zhí)行校正子計(jì)算。解碼裝置700適于在控制處理器裝置200的幫助下使用用于計(jì)算的結(jié)果校正子和解碼算法(解碼邏輯)來所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。解碼裝置700適于識(shí)別和解碼數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)已使用加權(quán)和碼、修正廣義加權(quán)和碼、Reed Solomon碼、漢明碼或Turbo分塊碼或類似類型的差錯(cuò)控制碼被編碼。檢測(cè)裝置800適于使用結(jié)果解碼來檢測(cè)被解碼的數(shù)據(jù)中差錯(cuò)的發(fā)生位置。糾正裝置900適于基于所述差錯(cuò)的檢測(cè)來糾正差錯(cuò)。曾經(jīng)糾正的所接收的數(shù)據(jù)經(jīng)由適合的輸出裝置1000被輸出。設(shè)備中所有的裝置都耦合到控制裝置200上。
在圖4中示出了計(jì)算裝置600的結(jié)構(gòu)的圖示實(shí)現(xiàn)。計(jì)算裝置600包括延遲元件，例如延遲寄存器，其能同時(shí)處理3比特?cái)?shù)據(jù)；相加和相乘元件，其將到達(dá)的比特與在之前的輸入期間已存儲(chǔ)的比特相加和相乘。相加和相乘通過使用有限域(在這種情況下是GF(8))中的元素的特定集的所定義的運(yùn)算來執(zhí)行，然而這可以根據(jù)所使用的有限域類型而被修改。對(duì)本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員來說顯然的是，一初始化計(jì)算裝置600，就沒有被存儲(chǔ)的比特，并且延遲元件是空的。所生成的輸出然后在控制處理器200和解碼裝置700的控制下被處理并且被傳遞到糾正裝置900，所述糾正裝置900還接收由緩沖器裝置500緩沖的數(shù)據(jù)。在對(duì)任何差錯(cuò)的定位進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)裝置800的幫助下，糾正裝置900將生成數(shù)據(jù)的糾正，用以被傳遞到輸出裝置1000。當(dāng)然，根據(jù)所使用的有限域的類型，延遲元件適于處理適當(dāng)數(shù)量的比特。
轉(zhuǎn)換(switch)根據(jù)H矩陣(子矩陣A)而被控制。來自頂部的第一分支對(duì)應(yīng)于H矩陣中的第一行，因此不需要轉(zhuǎn)換，因?yàn)樵谶@行僅有1。在從左A子矩陣的開始到結(jié)束對(duì)應(yīng)于H矩陣中第二行的第二分支中，上面的子分支將使碼元乘以α0，轉(zhuǎn)換到下面的子分支，并且對(duì)于接下來的7個(gè)碼元將停留在這個(gè)位置。第三分支對(duì)應(yīng)于H矩陣中第三行，并且作用類似于第二分支。同樣適用于接下來圖5中的轉(zhuǎn)換。
如果沒有差錯(cuò)或多個(gè)差錯(cuò)被檢測(cè)到，則所接收到的數(shù)據(jù)由輸出裝置1000直接輸出。
如果發(fā)生了差錯(cuò)但是在檢測(cè)之后無法被糾正，那么控制裝置200將通過經(jīng)由接收/發(fā)送裝置300發(fā)送請(qǐng)求來請(qǐng)求用戶110再次重發(fā)數(shù)據(jù)的該特定部分。
此外，設(shè)備100可用于對(duì)在網(wǎng)絡(luò)上被發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。當(dāng)其以這種方式使用時(shí)，圖3b提供了該設(shè)備的圖示視圖。設(shè)備100包括控制處理器裝置200，適于控制設(shè)備的功能；接收/發(fā)送裝置300，適于向和從也位于所述通信系統(tǒng)10中的用戶110接收和發(fā)送數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)輸入裝置410，用于接收要編碼的數(shù)據(jù)；緩沖器裝置500，用于緩沖要發(fā)送數(shù)據(jù)的副本；生成裝置505，用于生成所接收的數(shù)據(jù)的碼元；生成裝置510，用于生成對(duì)應(yīng)于要編碼數(shù)據(jù)的冗余碼元；匹配裝置610和消除裝置650，適于通過從編碼碼元中消除比特并且依次生成然后經(jīng)由接收/發(fā)送裝置300發(fā)送給用戶110的非完全碼元，來使編碼碼元與傳輸單元的預(yù)定義尺寸適應(yīng)，其中控制裝置200規(guī)定所述傳輸單元的預(yù)定義尺寸。
在圖5中，示出了碼元生成器510的結(jié)構(gòu)的圖示實(shí)現(xiàn)。碼元生成器510包括延遲元件，例如延遲寄存器，其能夠同時(shí)處理3比特?cái)?shù)據(jù)；相加和相乘元件，使到達(dá)的比特與在之前的輸入期間已存儲(chǔ)的比特相加和相乘。相加和相乘通過使用有限域(在這種情況下是GF(8))中的元素的特定集的所定義的運(yùn)算來執(zhí)行，然而這可以根據(jù)所使用的有限域類型而被修改。對(duì)本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員來說顯然的是，一初始化碼元生成器510，就沒有被存儲(chǔ)的比特，并且延遲元件是空的。然后在控制處理器200的控制下，所生成的輸出以及來自緩沖器裝置500的數(shù)據(jù)被發(fā)送到匹配裝置610，其中所生成的數(shù)據(jù)適合于傳輸單元的適當(dāng)尺寸。
當(dāng)然，根據(jù)所使用的有限域的類型，延遲元件適于處理適當(dāng)數(shù)量的比特。
設(shè)備被布置用來向接收機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，并且還從通信系統(tǒng)中的發(fā)送機(jī)接收數(shù)據(jù)。這樣的設(shè)備能夠位于通信系統(tǒng)中，所述通信系統(tǒng)是無線通信系統(tǒng)、陸地通信系統(tǒng)，例如光纖系統(tǒng)或銅有線系統(tǒng)、或兩者的混合。這樣設(shè)備的例子是基站或位于移動(dòng)通信系統(tǒng)中的移動(dòng)電話。
即使本發(fā)明根據(jù)這里描述的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將理解其他實(shí)施例、修改和應(yīng)用，所述其他實(shí)施例、修改和應(yīng)用可以產(chǎn)生，而不背離本發(fā)明教導(dǎo)的范圍。所有這些修改都被包括在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、用于使在通信系統(tǒng)(10)中要從發(fā)送機(jī)(100)發(fā)送到接收機(jī)(110)的數(shù)據(jù)適應(yīng)預(yù)定義尺寸的傳輸單元的方法，包括步驟
-將所述數(shù)據(jù)表示為有限域上的比特組合，其中所述數(shù)據(jù)包括信息部分和控制部分；
-通過用比特來表達(dá)所述信息和控制部分，來改編所述的所表示的數(shù)據(jù)用以適合所述傳輸單元的所述預(yù)定義尺寸，其中所述比特在數(shù)量上比所述的所表示的比特組合要少，多個(gè)被消除的比特對(duì)所述接收機(jī)來說是已知的，所述被消除的比特包括來自所述信息和控制部分的比特。
2、根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述被消除的比特被指定固定值，所述固定值在表示所述數(shù)據(jù)的所述步驟之前在所述發(fā)送機(jī)和所述接收機(jī)之間達(dá)成一致。
3、根據(jù)之前任何一個(gè)權(quán)利要求的方法，其中在所述信息和控制部分之間的所述數(shù)量的被消除比特的分配依賴于所要求的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的類型。
4、根據(jù)之前任何一個(gè)權(quán)利要求的方法，其中所述傳輸單元是至少下述之一信元、分組、幀。
5、根據(jù)之前任何一個(gè)權(quán)利要求的方法，其中所述發(fā)送機(jī)利用差錯(cuò)控制代碼來生成所述數(shù)據(jù)。
6、根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述差錯(cuò)控制代碼是至少下述之一加權(quán)和碼、修正廣義加權(quán)和碼、Reed Solomon碼、漢明碼或Turbo分塊碼。
7、位于通信系統(tǒng)(10)中的設(shè)備(100)，被布置來用作發(fā)送機(jī)，并且包括用于使用根據(jù)權(quán)利要求1到6所述的方法的裝置、和被布置用以發(fā)送所述傳輸單元的附加裝置(300)。
8、根據(jù)權(quán)利要求7的設(shè)備(100)，進(jìn)一步適于用作接收機(jī)，包括被布置用以接收所述傳輸單元并對(duì)包含在所述傳輸單元中的所述數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的裝置(300)。
全文摘要
本發(fā)明包括用于使在通信系統(tǒng)中要從發(fā)送機(jī)發(fā)送到接收機(jī)的數(shù)據(jù)適應(yīng)預(yù)定義尺寸的傳輸單元的設(shè)備和方法，包括步驟將所述數(shù)據(jù)表示為有限域上的比特組合，其中所述數(shù)據(jù)包括信息部分和控制部分；通過用比特來表達(dá)所述信息和控制部分，改編所述的所表示的數(shù)據(jù)來適合所述傳輸單元的所述預(yù)定義尺寸，其中所述比特在數(shù)量上比所述的所表示的比特組合要少，多個(gè)被消除的比特對(duì)所述接收機(jī)來說是已知的，所述被消除的比特包括來自所述信息和控制部分的比特。
文檔編號(hào)H04L1/00GK101238670SQ200680024416
公開日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2006年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月4日
發(fā)明者P·法卡斯 申請(qǐng)人:諾基亞西門子通信有限責(zé)任兩合公司