DE602004011445T2 - FEC-Dekodierung mit dynamischen Parametern - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Kommunikationssysteme, und im Besonderen betrifft sie die Dekodierungsverarbeitung in solchen Kommunikationssystemen.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Zum Verändern der Parameter, die während eines FEC-Dekodierens (FEC = Forward Error Correction = Vorwärtsfehlerkorrektur) zur Anwendung kommen, wird die Parameterkonfiguration bezüglich der adaptiven Modulation und Kodierung während der fliegenden Abtastung verändert. Um diesen Lösungsweg in der Ausführung des FEC-Dekodierens zu unterstützen, müssen die FEC-Dekodierungsparameter bekannt und in einem FEC-Dekodierfunktionsblock programmiert sein, bevor die Eingangssignale in den FEC-Block gelangen.
  • Ein Lösungsansatz für deren Ausführung besteht in dem Senden von FEC-Parameterinformationen in Rahmenköpfen [Frame Headers] und im Extrahieren der FEC-Parameter aus diesen. Sobald die entsprechenden FEC-Dekodierungsparameter aus den Rahmenköpfen extrahiert worden sind, können diese FEC-Dekodierungsparameter anschließend in den FEC-Datenblock zurückprogrammiert werden. Dieser bekannte Stand der Technik wird in den nachfolgend beschriebenen Figuren bildhaft dargestellt.
  • 1A ist ein Diagramm, das eine Ausführungsform einer Rahmenstruktur nach dem bekannten Stand der Technik veranschaulicht. Aus dieser Abbildung ist zu erkennen, dass der Rahmenkopf [Header], der dem FEC-Datenblock unmittelbar vorausgeht, zum Konfigurieren der FEC-Dekodierungsparameter eingesetzt wird, welche verwendet werden, um die FEC-Dekodierung des FEC-Datenblocks, der sich an den Rahmenkopf unmittelbar anschließt, auszuführen.
  • 1B ist ein Diagramm, das eine Ausführungsform einer Empfängerarchitektur nach dem bekannten Stand der Technik veranschaulicht, die gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann. Ein Eingangssignal wird zunächst an einen Demodulator bereitgestellt, der für das empfangene Signal jede erforderliche Demodulation ausführt, um es in ein Format zu bekommen, das für eine FEC-Dekodierung angemessen ist. Dann wird der Ausgangswert des Demodulators simultan an einen Parameterextraktionsfunktionsblock und an einen FEC-Dekodierungsfunktionsblock gesendet. Der FEC-Dekodierungsfunktionsblock muss auf die Extrahierung der FEC-Dekodierungsparameter aus dem Parameterextraktionsfunktionsblock warten, bevor er die FEC-Dekodierung in einer Weise ausführen kann, die für den FEC-Datenblock angemessen ist, welcher sich an den Rahmenkopf unmittelbar anschließt, aus dem die FEC-Dekodierungsparameter extrahiert worden sind.
  • Bei diesem Lösungsansatz nach dem bisherigen Stand der Technik werden die Rahmenköpfe weder von einem Fehlerüberwachungscode gesichert bzw. geschützt, noch werden sie von einer anderen Vorwärtsfehlerkorrektureinrichtung [FEC] geschützt, welche die FEC-Datenblöcke in einem Eingangssignalstrom sichert. Die andere FEC, die für den Schutz der Rahmenköpfe eingesetzt wird, ist weniger leistungsfähig als die eine, die für den tatsächlichen Datenteil im Eingangssignalstrom zur Anwendung kommt. Dieser Empfängertyp nach dem bekannten Stand der Technik weist viele Unzulänglichkeiten auf.
  • Er kann zum Beispiel nicht im niedrigen Signal-Rausch-Abstand (SNR) operieren, da die Rahmenköpfe geräuschempfindlich sind. Darüber hinaus unterliegt dieser Lösungsansatz nach dem bisherigen Stand der Technik von sich aus schon einem langsamen und sequentiellen Lösungsweg, der von der bisher bekannten Empfängerarchitektur ausgeführt wird, die einen Parameterextraktionsfunktionsblock beinhaltet, der eingesetzt werden muss, bevor im Eingangssignalstrom irgendeine FEC-Dekodierung der FEC-Datenblöcke ausgeführt werden kann, welche sich dem Rahmenkopf unmittelbar anschließen (d. h. dem Rahmenkopf, der die FEC-Dekodierungsparameter für jenen Block enthält, der sich dem FEC-Datenblock unmittelbar anschließt). Außerdem sind nach dem bekannten Stand der Technik, die Informationen, welche die FEC-Parameter betreffen, in dem Rahmenkopf vor der Vorwärtsfehlerkorrektur FEC integriert, und es wird eine andere Kodierung verwendet als wie für den Datenteil im Eingangssignalstrom, oder gar keine Kodierung, womit ein nur geringer Schutz vorhanden ist.
  • Das US-Patent 6,097,758 beschreibt eine Einrichtung für ein Extrahieren von Parameter zum Dekodieren eines Videodatenstroms, die in den Rahmenköpfen enthalten sind, denen eine Startkodeserie von verschlüsselten Daten gemäß einem MPEG-Standard vorausgeht, die unabhängig und gemäß dem Startkode organisiert sind, und ein Speichern von Parametern in drei Registerbänken.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein Empfänger, der durch den unabhängigen Anspruch 1 definiert ist, und ein Verfahren zur Vorwärtsfehlerkorrektur-Dekodierung, das durch den unabhängigen Anspruch 2 definiert ist, zur Verfügung gestellt.
  • KURZE BESCHREIBUNG VON DEN VERSCHIEDENEN DARSTELLUNGEN DER ZEICHNUNG
  • 1A ist ein Diagramm, das eine Ausführungsform einer Rahmenstruktur nach dem bekannten Stand der Technik veranschaulicht.
  • 1B ist ein Diagramm, das eine Ausführungsform einer Empfängerarchitektur nach dem bekannten Stand der Technik veranschaulicht, die gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • 2A ist ein Diagramm, das eine Ausführungsform von dynamischen Parametern veranschaulicht, die innerhalb einer Rahmenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützt werden.
  • 2B ist ein Diagramm, das eine Ausführungsform von einer Empfängerarchitektur veranschaulicht, welche dynamische Parameter einsetzt, die innerhalb einer Rahmenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützt werden.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, welches eine Ausführungsform von einem Verfahren zur Vorwärtsfehlerkorrektur-Dekodierung (FEC = Forward Error Correction) für eine Rahmenstruktur veranschaulicht, das dynamische FEC-Parameter gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Es wird hiermit ein neuartiger Lösungsweg für den Einsatz eines Parameterextraktionsfunktionsblocks vorgestellt, der sich an den Vorwärtsfehlerkorrektur-Deko dierungsfunktionsblock (FEC = Forward Error Correction) anschließt. Die Informationen über die FEC-Dekodierungsparameter sind in den Datenpaketen enthalten, die aus dem FEC-Dekodierungsfunktionsblock herauskommen, so dass diese von der FEC gesichert bzw. geschützt werden. Dieses Datenpaket wird als ein Kontrollsteuerpaket = CP bezeichnet. Das CP spezifiziert die FEC-Konfigurationen für viele FEC-Takteinheiten, die nachfolgen.
  • Es gibt zwei Punkte, die zur Nutzung dieses vorteilhaften Lösungsweges abgehandelt werden müssen. Ein erster Punkt ist, dass die FEC-Parameter, die zum Ausführen der FEC-Dekodierung des CP zum Einsatz kommen sollen, im Voraus bekannt sein müssen. Dieser erste Punkt kann durch ein einfaches Programmieren der FEC-Parameter für das CP abgewickelt werden, das als ein Standardtyp gelten soll, den der FEC-Dekodierungsfunktionsblock leicht dekodieren kann.
  • Ein zweiter Punkt ist die Art und Weise, wie mit jenen Datenpaketen verfahren werden soll, die sich an das CP anschließen, welches bereits in dem FEC-Dekodierungsfunktionsblock zu dem Zeitpunkt angekommen ist, an dem das CP von dem FEC-Dekodierungsfunktionsblock dekodiert wird, und zwar bedingt durch die Latenz des FEC-Dekodierungsfunktionsblocks. Dieser zweite Punkt kann durch die nachstehend dargestellte Verfahrensweise gelöst werden. Die Kontrollsteuerpakete CPs spezifizieren die FEC-Konfigurationen für die Datenpakete, die sich von den CPs in einigen Reihen von FEC-Blöcken entfernt befinden. Die Entfernung zwischen den verschiedenen CPs und den Datenpaketen, die mit Vorwärtsfehlerkorrektur FEC unter Anwendung der FEC-Dekodierungsparameter zu dekodieren sind, welche im CP spezifiziert worden sind, hängt von der immanenten FEC-Latenz des FEC-Dekodierungsfunktionsblocks ab.
  • 2A ist ein Diagramm, das eine Ausführungsform von dynamischen Parameter veranschaulicht, die innerhalb einer Rahmenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützt werden. Dieses Diagramm zeigt, wie ein CP den FEC-Dekodierungsparameter für Datenpakete spezifiziert, die sich von dem CP in einigen Reihen von FEC-Blöcken entfernt befinden (basierend auf der immanenten FEC-Latenz des FEC-Dekodierungsfunktionsblocks). Es wird ein einziger FEC-Block als zwischen einem CP und den FEC-Blöcken befindlich dargestellt, dessen FEC-Dekodierungsparameter in jenem betreffenden CP spezifiziert sind. Jedoch können sich auch mehr als nur ein FEC-Block zwischen dem CP und diesen FEC-Blöcken befinden, welche von jenem betreffenden CP spezifiziert worden sind, ohne dass vom Schutzumfang der Ansprüche abgewichen wird.
  • 2B ist ein Diagramm, das eine Ausführungsform von einer Empfängerarchitektur veranschaulicht, welche dynamische Parameter einsetzt, die innerhalb einer Rahmenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützt werden. Ein Eingangssignal wird zunächst an einen Demodulator gesendet, der jede erforderliche Demodulation für das empfangene Signal ausführt, um es in ein Format zu bekommen, das für eine FEC-Dekodierung angemessen ist. Dann wird der Ausgangswert des Demodulators direkt an den FEC-Dekodierungsfunktionsblock bereitgestellt. Im Unterschied zum bisherigen Stand der Technik wird der Ausgabewert des Demodulators nicht zusätzlich an einen Parameterextraktionsfunktionsblock gesendet. Der Parameterextraktionsfunktionsblock ist stattdessen bereits nach dem FEC-Dekodierungsfunktionsblock angeordnet.
  • Auch hier spezifizieren die Kontrollsteuerpakete CPs wiederum die FEC-Dekodierungsparameter für die Datenpakete (d. h. für die FEC-Datenblöcke), die sich von den CPs in einigen Reihen von FEC-Blöcken entfernt befinden. Bevor die CP-Erfassung von dem Parameterextraktionsfunktionsblock ausgeführt wird, wird der FEC-Dekodierungsfunktionsblock bezüglich des CP-Formats konfiguriert (d. h. in irgendein Standardformat, das von einem Anwender spezifiziert wurde) und alle Datenpakete werden als ein CP dekodiert. Wenn der FEC-Dekodierungsfunktionsblock etwa Nicht-CP-Pakete dekodieren möchte, generiert der FEC-Dekodierungsfunktionsblock Fehleranzeigen, da die Parameter für die Nicht-CP-Pakete anders als wie für die CPs sind.
  • Nur wenn der FEC-Dekodierungsfunktionsblock ein tatsächliches CP empfängt, erzeugt er keinen Fehler. Auf diese Weise kann der FEC-Dekodierungsfunktionsblock feststellen, dass er tatsächlich ein CP innerhalb des Eingangssignalstroms empfangen hat. Nachdem das erste CP erfasst worden ist, muss der FEC-Dekodierungsfunktionsblock die Pakete zwischen dem CP und den Datenpaketen überspringen, die in jenem CP tatsächlich spezifiziert worden sind. Zu diesem Zweck müssen die Informationen über die übersprungenen Datenpakete auch in das CP integriert werden. Sobald ein ankommender Strom erfasst worden ist, dann können sich die FEC-Parameter mit fliegender Abtastung auf Basis der Informationen verändern, die von den nachfolgenden CPs extrahiert wurden. Das Dekodieren des Eingangssignalstroms erfolgt dann synchron, da sich der Parameterextraktionsfunktionsblock immer wieder zum Erfassen der FEC-Dekodierungsparameter aus den CPs in Betrieb setzt, welche die Datenpakete betreffen, die sich zu den entsprechenden CPs in irgendwelchen FEC-Blockreihen entfernt befinden.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, welches eine Ausführungsform von einem Verfahren für eine Vorwärtsfehlerkorrektur-Dekodierung (FEC = Forward Error Correction) für eine Rahmenstruktur veranschaulicht, das dynamische FEC-Parameter gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützt.
  • Das Verfahren umfasst ein Dekodieren von Blöcken vor dem Ausführen der CP-Parameter-Erfassung (CP = Control Packet = Kontrollpaket). Indem dieses Dekodieren vor dem Durchführen der CP-Parameter-Erfassung erfolgt, wird das FEC-Dekodieren bezüglich des CP-Formats konfiguriert und sämtliche Datenpakete werden als ein CP dekodiert. Demzufolge generiert eine Vorwärtsfehlerkorrektur-Dekodierung, die auf Nicht-CP-Paketen durchgeführt werden soll, Fehleranzeigen (die zum Hinweis auf ein Nicht-CP-Paket verwendet werden können), wogegen eine FEC-Dekodierung, die auf CP-Paketen durchgeführt wird, keinen Fehler erzeugt (wobei dies zum Anzeigen eines CP-Pakets verwendet werden kann).
  • Sobald ein Paket unter Anwendung des FEC-Dekodierungsfunktionsblocks mit keinem Fehlerhinweis dekodiert worden ist, umfasst das Verfahren ein Ermitteln eines CP-Pakets innerhalb des Eingangssignalstroms. Sobald dies als korrektes CP identifiziert worden ist, umfasst anschließend das Verfahren das Ausführen einer CP-Parameter-Erfassung bezüglich der ermittelten CP-Datenpakete. Es sei aber angemerkt, dass das Verfahren eine FEC-Dekodierung von den Paketen unter Anwendung von FEC-Standardparametern sofort nach der CP-Erfassung umfasst, und dass dieses nur einmal ausgeführt wird.
  • Wenn die betreffenden FEC-Dekodierungsparameter aus den CP-Paketen extrahiert worden sind, umfasst das Verfahren ein Zurückführen von erfassten CP-Parametern an die Vorwärtsfehlerkorrektur-Dekodierung [FEC], wodurch die FEC-Dekodierung und die Parametererfassung synchron ausgeführt werden können. Das Verfahren wird dann fortgesetzt, indem bei einem stabilen Dauerzustand eine FEC-Dekodierung von FEC-Blöcken und eine Parametererfassung von CP-Paketen im Eingangssignalstrom synchron ausgeführt wird. Bei diesem stabilen Dauerzustand gibt es keine Latenz während des Verarbeitungsprozesses, da die FEC-Dekodierungsparameter innerhalb der CPs stets Informationen beinhalten, die im Hinblick auf die FEC-Blöcke, zu denen sie gehören, vorausschauend sind.
  • Die in dieser Beschreibung vorgestellte Empfängerarchitektur kann aufgrund der FEC-Korrekturmöglichkeit im Hinblick auf die CPs bei einem viel niedrigeren Signal-Rausch-Abstand (SNR) im Vergleich zu jener Architektur operieren, die nach dem bisherigen Stand der Technik zur Verfügung steht. Die Möglichkeit, die CPs unter Anwendung der FEC zu sichern bzw. zu schützen, ermöglicht im Vergleich zum bekannten Stand der Technik ein weitaus verbessertes Leistungspotenzial.
  • Angesichts der vorstehend detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Zusammenhang mit den Zeichnungen werden nun weitere Modifikationen und Varianten offensichtlich. Es sollte auch offenkundig sein, dass solche weiteren Modifikationen und Varianten effektiv ausgeführt werden können, ohne dass der Schutzumfang der anhängenden Ansprüche aufgegeben wird.

Claims (2)

  1. Empfänger mit: einem Demodulator, der einen Eingangssignalstrom demoduliert und dadurch einen demodulierten Eingangssignalstrom generiert; einer Vorwärtsfehlerkorrektur, welche im Weiteren als FEC bezeichnet wird und den Funktionsblock dekodiert, welcher eine FEC-Dekodierung des demodulierten Eingangssignalstroms unter Anwendung von einer ersten Vielzahl von FEC-Dekodierungsparametern ausführt; wobei der FEC-Dekodierungsfunktionsblock ein Steuerkontrollpaket innerhalb des demodulierten Eingangssignalstroms ermittelt; mit einem Parameterextraktionsfunktionsblock, der eine zweite Vielzahl von FEC-Dekodierungsparametern aus dem Kontrollpaket erfasst und der die zweite Vielzahl von FEC-Dekodierungsparametern zum FEC-Dekodierungsfunktionsblock zurückführt; und wobei die zweite Vielzahl von FEC-Dekodierungsparametern einer Vielzahl von Vorwärtsfehlerkorrektur-Blöcken entspricht, welches eine vorbestimmte Anzahl von Vorwärtsfehlerkorrektur-Blöcken ist, die zum Kontrollpaket innerhalb des demodulierten Eingangssignalstroms beabstandet voneinander sind.
  2. Verfahren zur Vorwärtsfehlerkorrektur-Dekodierung einer Rahmenstruktur, welches im Weiteren als FEC-Dekodierung bezeichnet wird, mittels einer Unterstützung von dynamischen FEC-Parametern, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Dekodieren einer Vielzahl von FEC-Blöcken in einem Eingangssignalstrom vor dem Ausführen einer Parametererfassung aus einem Kontrollpaket; Ermitteln eines Kontrollpaketes innerhalb eines Eingangssignalstroms; Ausführen einer Kontrollpaket-Parametererfassung von dem ermittelten Kontrollpaket; Zurückführen der erfassten Kontrollpaket-Parameter zur Unterstützung bei der FEC-Dekodierung, wodurch die FEC-Dekodierung und die Parametererfassung synchron ausgeführt werden können; und Ausführen einer FEC-Dekodierung von einer nachfolgenden Vielzahl von FEC-Blöcken und einer Parametererfassung von einer nachfolgenden Vielzahl von Kontrollpaketen im stabilen und synchronen Dauerzustand.
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