CN101061658A - 发送信息数据的发送机和接收信息数据的接收机 - Google Patents

发送信息数据的发送机和接收信息数据的接收机 Download PDF

Info

Publication number
CN101061658A
CN101061658A CN200580035493.1A CN200580035493A CN101061658A CN 101061658 A CN101061658 A CN 101061658A CN 200580035493 A CN200580035493 A CN 200580035493A CN 101061658 A CN101061658 A CN 101061658A
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
information
data set
receiver
storage device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200580035493.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101061658B (zh
Inventor
马库斯·普罗什
亚历山大·金克
伯恩德·林兹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Publication of CN101061658A publication Critical patent/CN101061658A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101061658B publication Critical patent/CN101061658B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0071Use of interleaving
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/27Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes using interleaving techniques
    • H03M13/2703Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes using interleaving techniques the interleaver involving at least two directions
    • H03M13/2707Simple row-column interleaver, i.e. pure block interleaving
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/37Decoding methods or techniques, not specific to the particular type of coding provided for in groups H03M13/03 - H03M13/35
    • H03M13/373Decoding methods or techniques, not specific to the particular type of coding provided for in groups H03M13/03 - H03M13/35 with erasure correction and erasure determination, e.g. for packet loss recovery or setting of erasures for the decoding of Reed-Solomon codes
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/09Error detection only, e.g. using cyclic redundancy check [CRC] codes or single parity bit
    • H03M13/098Error detection only, e.g. using cyclic redundancy check [CRC] codes or single parity bit using single parity bit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/13Linear codes
    • H03M13/15Cyclic codes, i.e. cyclic shifts of codewords produce other codewords, e.g. codes defined by a generator polynomial, Bose-Chaudhuri-Hocquenghem [BCH] codes
    • H03M13/151Cyclic codes, i.e. cyclic shifts of codewords produce other codewords, e.g. codes defined by a generator polynomial, Bose-Chaudhuri-Hocquenghem [BCH] codes using error location or error correction polynomials
    • H03M13/1515Reed-Solomon codes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0072Error control for data other than payload data, e.g. control data

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)

Abstract

一种用于发送存在于多个数据集中的信息数据的发送机,包括:用于将偏移信息分配给所述多个数据集中的一个或多个数据集的装置(102),所述偏移信息指示在接收机的存储装置中所述数据集将被写到哪里。此外,发送机(100)包括用于发送多个数据集以及与所述数据集关联的偏移信息的装置(104)。由此,可产生相对于现有技术改进的纠错。

Description

发送信息数据的发送机和接收信息数据的接收机
技术领域
本发明涉及数字消息传输的技术领域,并且本发明特别涉及数字无线电广播的技术领域。
背景技术
很长时间以来,已采用差错保护机制来识别和消除数据传输中的差错。通过采用数字无线电广播系统,可除掉许多模拟系统的差错源。然而,传输差错无法避免。由于传输路径期间环境的影响具有某种效应并进一步会影响信号质量,以及由于无线电系统的非定向性而不可能对数据进行附加请求,所以无线电传输系统通常比有线范围的系统更易受干扰。传输差错会造成部分消息的丢失,由此导致接收失败。在单干扰的情况下,消息的接收也会出现差错的形式及因此出现恶化的形式。
采用差错保护编码来最小化传输期间由于干扰而增加的接收差错,并由此保护了数据。对此,存在两种不同的差错保护机制。尽管在差错识别中仅可识别差错,但是通过纠错或前向纠错(FEC),可消除接收差错,而不需要额外地重发数据。
上述两个机制中的缺点在于它们总是需要额外的带宽来发送用于进行检错或纠错的冗余信息。对于固定带宽的信道,相应地减少了可用的有用数据率。
此外,可以看出,除了单差错频繁地出现之外,突发差错在数字传输系统中也具有非常严重的影响。
考虑到实际的移动接收,突发差错的可能性仍旧在增加。在由于建筑物、山川或植被遮蔽信号,或者当行驶过隧道时而造成的较差的接收中,会相应地丢失若干数字数据群组(若干字节的块)。
通过在较低传输层(例如,OSI数据链路层)的数字无线电广播标准DAB(数字音频广播)中标准化的纠错算法,可消除数字数据群组或MSC(主业务信道)数据群组内的单比特差错,但是无法通过所述算法来纠正在时间上连续的MSC数据群组中的持久接收差错(例如,由于遮蔽产生的)。为此,在用于使用DAB的MOT(多媒体对象传送)协议的差错保护提议中,应特别考虑到突发差错。
由于在FEC算法中,每个码字仅可纠正特定数量的符号差错,所以当连续发生若干传输差错时,码字内的过多符号会被干扰,并且不可能进行整个码字的重建。例如,这种问题可通过使用交织器来消除,所述交织器在John L.Ramsey的公开出版物“Realization ofOptimum Interleavers”(IEEE Transactions on Information Theory,vol.IT-16,no.3,1970年5月)中详细描述。
使用交织器时,不再顺序地从数据流提取符号来形成码字,而是将各个交织距离的间隔的符号组合成码字。通过这种消息码字,可在后续步骤中形成差错保护编码必需的冗余符号。使用这种技术,突发差错的影响,即,若干连续符号的干扰被最小化。在图10A和图10B中,基于以每码字重建一个丢失符号的能力从5个符号长度的消息字形成冗余符号,更加详细地示出这种交织器的功能。图10A示出的情况相应于在没有交织的情况下从连续的码符号形成冗余符号。这里的条形区域表示破坏连续码字中的每个里的两个码符号的突发差错。根据这里假设的重建能力,因为两个符号均已被破坏而仅有一个符号可被纠正,所以尽管有纠错机制,但是无法在接收端再恢复两个破坏的码字。
相反,图10B示出的情况例示了相同突发差错的出现,但是这里在码字形成中使用交织技术。码字的各个符号不再相应于数据流中的连续符号。通过对符号进行虚拟重排(re-sort),选择以交织距离的间隔的符号来形成码字,并由此产生冗余符号。在该示例中,产生的突发差错破坏一个码符号的最大值,所述码符号各自在四个不同的码字中。这些可借助于冗余符号和在接收端使用的差错保护算法来恢复。
前向纠错(FEC)的缺点在于为了能够发送用于检错和/或纠错的冗余信息,总是必须附加带宽。对于固定带宽的信道,由此相应地减少了可用的有用数据率。参照交织器,注意到:还总要考虑在接收机中由于重排数据而产生的传输的特定等待时间,其可导致对于诸如作为示例的视频的流传输应用而言,用户无法接受的较大延迟。
如上所述,前向纠错(FEC)数据典型地保护固定数量的字节。这样做是为了能够容易地从FEC数据区分有用数据。发送已知的固定数量的有用输入,随后应该出现FEC数据,然后又是有用数据,等等。指出以下情况是很重要的,即,如果必须慎重考虑对数据的干扰,则采用前向纠错。这种简单的FEC方法在许多数据被干扰的情况下还依然能够区分有用数据与FEC数据。
如果使用若干协议层发送数据,则将数据组合成较高协议层上的数据群组,并且在较低协议层上以逐位或逐字节的方式发送这些数据群组。在数据群组级(即,例如,在较高的OSI(开放系统互连)协议层),在多数时间出现的是未干扰数据。如果传输差错已经干扰了较低协议层中的字节(并且差错保护无法纠正在数据群组下的这一协议层上的字节),则这将导致:例如由于干扰的字节包含的CRC差错而丢弃完整的数据群组。在数据群组级,不会出现被干扰的数据群组,但是完整(相对较长)的数据块会丢失。
因此,在数据群组级,有必要识别和纠正一个或多个数据群组的丢失。这里的问题在于:在不同传送协议中的数据群组的长度会是可变的,即,在固定数量的字节之后产生FEC数据或在接收端应用该FEC数据将不再容易。此外,不仅应该在接收端识别一系列数据群组的丢失,还应该可精确地确定在传输中的丢失了哪个长度的哪些数据群组。随后,应可以尽可能多地重建这些丢失的数据群组。
此外,要注意到,在数据群组级的数据率是可变的,并且典型地,若干数据服务应用共享传输信道。换言之,这意味着,从信道取出固定数量的数据作为有用数据和/或FEC数据的方法是无法在这里应用的。前向纠错算法不会在接收端“察看”所有数据,而仅是对于特定数据服务必定接收的数据(例如,这是由于纠错校验和是下级传送协议层的)。
发明内容
从所述现有技术开始,本发明是基于下述目标的,即,提供一种用于改进对已经发生的传输差错的纠错的方法。
这一目的通过权利要求1的发送机、权利要求17的发送信息数据的方法、权利要求19的用于接收多个数据集的接收机以及权利要求35的接收多个数据集的方法来实现。
本发明提供一种用于发送存在于多个数据集的信息数据的发送机,包括:
用于将偏移信息分配给所述多个数据集中的一个或多个数据集的装置,所述偏移信息指示在接收机的存储装置中所述数据集将被写到哪里;以及
用于发送多个数据集以及与所述数据集关联的信息的装置。
此外,本发明提供一种用于发送存在于多个数据集的信息数据的方法,包括以下步骤:
将偏移信息分配给所述多个数据集中的一个或多个数据集,所述偏移信息指示在接收机的存储装置中所述数据集将被写到哪里;以及
发送多个数据集以及与所述数据集关联的信息。
此外,本发明提供一种用于接收存在于多个数据集中的信息数据并接收与数据集关联的偏移信息的接收机,所述与数据集关联的偏移信息指示在存储装置中所述数据集将被写到哪里,该接收机包括:
用于接收偏移信息的装置;
存储装置;以及
用于在由分配给数据集的偏移信息确定的位置将数据集插入存储装置的装置。
此外,本发明提供一种接收存在于多个数据集中的信息数据并接收与数据集关联的偏移信息的方法,所述与数据集关联的偏移信息指示在存储装置中所述数据集将被存储到哪里,所述方法包括以下步骤:
接收偏移信息;以及
在由分配给数据集的偏移信息确定的位置将数据集插入存储装置。
本发明基于以下发现,即,通过向各个数据集或数据群组提供附加信息,从而,在经由传输信道进行传输之后,不管之前如何以有差错的方式发送多少数据群组和/或如何完全丢失了多少数据群组,都可在接收机中的正确位置再次将其划分到存储器,由此相对于现有技术来提供改进的差错保护的可能性。为此,将指示在接收机的存储装置中相应数据集将被写到哪里的偏移信息分配给来自多个数据集的数据集。然后,发送一个或多个数据集以及与所述相应数据集关联的偏移信息。
在接收机中,随后可接收到多个数据集以及与数据集关联的偏移信息,其中,通过知道与数据集关联的偏移信息,可在存储器中的特定位置插入相应数据集。因此,可以看出:一个数据集或若干数据集在传输中已经丢失或出现差错。
通过这一过程,其优点在于,当使用前向纠错时,识别数据集在存储器中的缺失入口或错误入口,并能够在考虑正确地进入存储器的数据的情况下执行纠错。此外,当发送分配给数据集的偏移信息时,可进一步使用标准化的可用接收机,并且作为示例具有识别这种偏移信息的可能性的新接收机会得益于前向纠错的改进可能性。
附图说明
以下,将基于附图更加详细地解释本发明,其中:
图1A是根据本发明的发送机实施例的电路框图;
图1B是根据本发明的接收机实施例的电路框图;
图2A是根据本发明的发送机的另一实施例的运作的示意图;
图2B是根据本发明的接收机的另一实施例的运作的示意图;
图3是本发明另一实施例中的存储器的使用的示图;
图4是根据本发明另一实施例中的各种局部存储器的使用的示图;
图5是根据本发明各个实施例的当将存储器划分为不同数量的局部存储器时对相关信令数据开销的示例性估计的示图;
图6是根据本发明另一实施例的前向纠错规则的冗余附加信息的形成的示图;
图7是根据本发明另一示例性实施例的用于传输纠错信息的数据集的特殊结构的示图;
图8是根据本发明另一实施例将有用数据部分分布到两个数据包的填充部分的示图;
图9是错误重建的MOT目录的示图;以及
图10A和图10B示出当使用前向纠错算法时,在纠错属性方面传统交织器的运作的示图。
在所述附图中,给相同或相似的部件提供相同或相似的标号,其中,将省略对这些部件的重复描述。
具体实施方式
图1示出用于发送存在于多个数据集中的信息数据的发送机100。这里,发送机100包括将偏移信息分配给多个数据集中的数据集的装置102,所述偏移信息指示在接收机的存储装置中将所述数据集写到哪里。为此,用于分配的装置102包括用于接收数据集形式的信息数据的输入。此外,用于分配的装置102包括用于输出数据集并/或将偏移信息输出到数据集的输出。例如,所述偏移信息可以是关于数据集的连续编号的信息、关于数据集的大小的信息,或者,特别地,还可以是关于偏移的信息,当将数据集存储在接收机的存储器中时考虑所述偏移。此外,发送机100包括用于发送的装置104,其被形成用来发送多个数据集以及与所述数据集关联的偏移信息。为此,用于发送的装置104包括用于接收从用于分配的装置102输出的偏移信息和/或相应数据集的输入。此外,用于发送的装置104包括用于输出(或发送)数据集以及分配到数据集的偏移信息的输出。可选地,用于发送的装置104还可包括用于接收没有分配偏移信息的数据集形式的信息数据的另一输入。
如果将数据集形式的信息数据送入用于分配的装置102,则例如,用于分配的装置可通过对存在于接收机中的虚拟再现的存储器的虚拟再现,将指示数据集将进入存在于接收机中或再现于接收机中的存储器的哪个位置的偏移信息分配给数据集。为此,例如,用于分配的装置102可按照先后顺序将带有信息数据的数据集填入存储器或再现的存储器,随后输出存在两个数据集之间的数据集边界的那些存储器地址,作为后面接着的数据集的偏移信息。此外,偏移信息还可额外包含关于数据集的长度的信息,从而,作为示例,在偏移信息丢失时,也可通过关于数据集的长度的信息计算出后来的数据集的可能偏移位置。对用于分配的装置102的这种设计因此增加了对抗传输中发生的干扰的强健性。此外,还可在用于分配的装置102中进行对数据集从头到尾的编号,其中,随之通过对这种从头到尾编号的标记的简单读取操作,将清楚有多少数据块或数据集无法正确发送。但是,在这里要注意:无法单独从丢失数据集的数量导出关于数据集的长度或偏移位置的信息。
此外,如果存储器是维数大于2的多维存储器,则偏移信息还可包含若干偏移值。
如果将数据集和/或用于相应数据集的偏移信息从用于分配的装置102输出到用于发送的装置104,则作为示例,可将数据集和偏移信息嵌入若干数据集的数据流中,随后发出所述数据流。
此外,用于发送的装置104还可直接获得带有信息数据的数据集,并将所述数据集连同被分配偏移信息的一个数据集嵌入数据流。因此,可通过分配给相应数据集的偏移信息,使得在相应位置的各个数据集进入接收机中的存储器,而在相同时间,未包含分配的偏移信息的其它数据集不会进入存储器。当为了纠错的目的,在接收机中使用这种存储器时,可进行对用于不同数据集的纠错分级的处理。这意味着,通过进入存储器,被分配偏移信息的各个数据集与没有分配偏移信息由此不能进入存储器的其它数据集相比,能够被以更好的方式保护。
在另一实施例中,发送机还包括用于确定纠错数据的装置,其用于纠正在多个数据集之一中的传输差错,其中,所述用于确定的装置可被形成用来根据重排规则来重排数据集的信息数据并通过重排的信息数据确定纠错数据。此外,根据这一实施例的发送机包括用于发出纠错数据的装置。因为可确定并发出也可用于纠错的当前纠错数据,这种发送机由此允许改进纠错属性。这使得相应地形成的接收机能够执行与现有技术相比明显更好的纠错。
根据本发明的另一实施例,用于确定的装置可被形成用来根据重排规则实现重排,从而,根据写入规则将信息数据读入存储器,并根据读取规则读出存储在存储装置中的信息数据,其中,写入规则不同于读取规则。以这种方式形成的发送机具有的优点在于:可通过存储器中简单的读入和读出操作来执行重排规则,而不必通过转换规则来执行,其易于以数字方式或通过电路技术来实现。例如,可通过本领域技术人员已知的交织器来进行这种重排,其中,作为示例,写入规则包括:将信息数据逐行写入矩阵形的交织块(作为存储装置),并逐列读出存储在交织器中的信息数据。
在本发明发送机的另一实施例中,存储装置可包括按照多个存储行和多个存储列排列的多个存储单元,其中,用于确定的装置可被形成用来使用第一数量存储单元来重排多个数据集中的第一数据集的信息数据,并使用第二数量存储单元来重排多个数据集中的第二数据集的信息数据,其中,第一数量存储单元可不同于第二数量存储单元。作为示例,以这种方式形成的发送机提供在发送机的操作期间动态地重新设计存储区域的可能性,以便适应各种数据集大小。考虑到用于数据集的开销信息,这允许通过优化相对于用于数据集的开销信息的存储器大小或数据集大小来优化数据吞吐量。
优选地,在本发明发送机的另一实施例中,存储装置可包括多个局部存储器,其中,存储装置的存储列的数量或存储行的数量可取决于数据集中信息数据的数量。存储器的这种设计又提供以下优点:为了信令传送目的,进一步优化数据集大小与附加到数据集的开销信息之间的比率。具体说来,通过使用若个局部存储器,作为示例,所述存储器具有不同的大小,即,不同数量的存储行或存储列,因此,在具有可变数据率的信道的情况下(例如,在具有不同大小的数据集的传输中),能够对于各个数据集使用不同大小的局部存储器,并由此优化相对于开销量的数据吞吐量。
另外优选的是,如果在本发明发送机的另一实施例中,存储装置的存储列的数量或局部存储器的存储列的数量至少相当于具有最大数量信息数据的数据集的信息数据的数量。因此,当逐列读出存储器时,可方便地保证数据集不会长于存储器的行,并且受干扰或缺失的数据集由此仅涉及每个存储列中的一个符号。如果存储行的长度过短,则数据集将被写入第一行和第二行的半行,其中,填入存储器中的数据集的信息的缺失随后导致在第一列中丢失两个信息符号的情况,当使用纠错编码并取决于其当前配置时,上述情况会降低纠错能力。
在本发明发送机的优选实施例中,用于确定的装置可被形成用来将数据集的信息数据写入不超过一个局部块。这提供的优点在于增强了对提供关于存储在所述局部块中的数据集的指示的管理信息的优化或减少。如果数据集被写入若干局部块中,则将对所述局部块的数据存在的指示填入包含部分该数据集的每个局部块,以致会不必要地扩展了相关的局部块的内容列表,并且不必要地增加了开销信息。由于在恒定信道能力下,开销的增加导致有用数据率的降低,所以上述情况将再次导致数据吞吐率的下降。
此外,在本发明发送机的一实施例中,用于确定的装置可被形成用来基于异或(EXCLUSIVE OR)组合确定纠错数据或使用块编码算法来确定纠错数据。当使用异或组合来获得纠错数据时,其优点在于:通过所述异或组合,可提供获得纠错数据的可能性,这易于以数字方式或通过电路技术实施。但是,通过所述异或组合,仅可创建奇偶校验比特或奇偶校验符号,其能够纠正将被监视的码字中的单差错。另一种情况为使用(纠错)块编码算法,诸如里德-所罗门(Reed-Solomon)算法。依据使用的纠错方法,根据它的编码规则,可设置有用数据和冗余数据属性的多种组合,由此,实现纠错属性的灵活分级。
此外,根据本发明的另一实施例,用于发出的装置可被形成用来发出偏移信息。在这种情况下,用于发出的装置将被安排在用于发送的装置中,并且将能够以带有纠错数据的绑定方式来发送或发出偏移信息。这种可能性提供的优点为在通过不提供将偏移信息“附加”到原始数据集的直接可能性的传输协议的应用中,也可进行偏移信息的传输。然而,在这里应注意到:在所述缓冲数据集的可能性中,特别是,考虑到数据集大小以及在将形成的数据流中的数据集位置,例如,有必要能够估计和使用其后发送的前向纠错信息。
根据本发明的另一实施例,用于发送的装置可被形成用来将数据集组合成数据流,并将纠错数据插入数据流。这提供的优点在于:也可利用作为示例的存在于传输协议中的用于数据集的信息数据的传输的帧结构来发送纠错数据。在这种情况下,仅有适合的信令信息是必要的,例如,其在用作前向纠错数据集的帧的头部。
此外,也不必发送作为示例,使用重排规则重排的信息数据。这些可仅用于纠错数据的形成,其中,随后仅确定的纠错数据可在数据流中发送。“虚拟”交织器的这一原理由此提供了以下可能性:不仅发送重排的信息数据,而且发送附加信息,借助于该附加信息,可进行纠错的改进。这也使得能够继续使用已经存在或标准化的接收机,而同时在更新近的接收机中实现改进的纠错可能性的实施。然而,为此需保证:进入相应标记的帧的纠错数据将必须被传统接收机丢弃或忽略,由此,目标为更新近的接收机的附加纠错数据的传输不会激励传统接收机。
此外,在本发明的另一实施例中,用于发送的装置可被形成用来将数据组与一个或多个(例如,二进制)数据包结合,其中,用于发送的装置还可被形成用来将与数据集关联的偏移信息集成为与数据集关联的数据包。这提供了以下可能性:已经在数据包级传送关于与数据集关联的偏移信息的信息,由此,使得更新近的接收机已经能够使接收的数据包或数据集进入为纠错而相应构建的存储器。这种将偏移信息的存在快速传信到数据集的可能性由此提供在相应设计的接收机中进一步改进纠错属性(特别是,更加快地识别出相应“辅助数据”的通信)的可能性。
此外,根据优选实施例,信息数据也可存在于第一数据集和第二数据集中,其中,用于分配的装置102可被形成用来将偏移信息分配给第一数据集,并且不将偏移信息分配给第二数据集,其中,用于发送的装置104可进一步被形成用来发送第一数据集和第二数据集。这一实施例相应于图1A所示的示例,考虑到虚线,其相应于直接进入用于发送的装置104的数据集的流。因此,这使得可以将相应偏移信息分配给一个数据集或一些数据集,同时不将偏移信息分配给另一数据集。因此,所述可能性导致固定各个类型的数据集的相应纠错能力的分级。由于未被分配偏移信息的数据集无法存储在接收机的存储器中,所以已被分配偏移信息并可由此进入也在接收机中的相应存储器的那些数据集具有比所述未被分配偏移信息的数据集更好的用于相应差错保护的可能性。
根据本发明的另一实施例,第一数据集可包括第一局部的信息数据,并且第二数据集包括不同于第一局部的第二局部的信息数据,其中,用于分配的装置102可被形成用来将第一局部信息分配给第一数据集并将第二局部信息分配给第二数据集,其中,用于发送的装置104可被形成用来发送第一局部信息和第二局部信息。以这种方式形成的发送机提供的优点在于:还发送关于所发出的数据集的局部的信息,由此,相应形成的接收机还可检查重建中接收的数据的局部,并且当接收到更新近的数据集时,相应地不纠正可能错误的较旧的数据集,或丢弃相应的纠正。
根据本发明的另一实施例,用于发送的装置104可被形成用来发送带有第一数量信息数据的第一数据集和带有不同于第一数量信息数据的第二数量信息数据的第二数据集。这实现了对不同大小的数据集的使用,由此,以这种方式形成的发送机的应用领域可相对于传统发送机显著扩展,特别扩展到以可变数据率(例如,可变数据集大小)工作的应用。
此外,在另一实施例中,用于发送的装置还可被形成用来发送关于存储器的存储列数量或存储行数量的信息。以这种方式形成的发送机实现将在相应形成的接收机中执行的对存储器大小或存储器结构的重新配置,并由此能够经由一种“辅助信道”将关于相应存储器的维数的信息发送到接收机。以这种方式形成的发送机由此提供的优点为显著的灵活性,由此还实现应用领域的显著增大。
图1B示出用于接收存在于多个数据集中的信息数据并接收与数据集关联的偏移信息的接收机150,与数据集关联的偏移信息指示在存储装置154中,所述数据集将被存储到哪里。这里的接收机150还包括:用于接收偏移信息的装置152、存储装置154、以及用于在由与数据集关联的偏移信息确定的位置,将数据集插入存储装置154的装置156。用于接收的装置152包括用于接收与数据集关联的偏移信息的数据集的输入。此外,用于接收的装置152包括用于输出偏移信息的输出。用于插入的装置156包括用于接收数据集(或多个数据集)的第一输入。此外,用于插入的装置156包括用于从用于接收的装置152接收偏移信息的第二输入。存储装置154包括端子,经由所述端子,用于插入的装置156可在由与数据集关联的偏移信息确定的位置存储数据集。
如果接收机150接收到数据集和分配给数据集的偏移信息,则用于接收的装置152可提取偏移信息,并将所述偏移信息提供给用于插入的装置156。通过接收的数据集和接收的偏移信息,用于插入的装置156现在可在由偏移信息确定的存储装置154(即,存储器)中的位置存储数据集。通过得知偏移信息,例如,可在当下从数据流识别各个数据集的丢失,并且当将数据集存储在存储装置154中时,相应地考虑上述情况。这提供了以下可能性:例如,当使用前向纠错时,释放存储装置154中的相应存储区段,因此有助于在纠错中显著增加通信纠错的效率。
根据本发明接收机的另一实施例,其可包括用于接收纠错数据的装置和用于纠正多个数据集之一中的传输差错的装置,其中,用于纠正的装置可被形成用来根据重排规则来重排数据集的信息数据,并能够使用纠错数据从重排的信息数据来纠正传输差错。接收机的这种设计由此提供的优点在于除数据集之外,还能够接收纠错数据,由此,可提供相对于传统接收机,对数据集中的传输差错进行纠错的改进可能性。
在本发明的另一示例中,用于插入的装置156可被形成用来根据写入规则将数据集的信息数据写入存储装置154,其中,用来纠正的装置被进一步形成以用来根据不同于写入规则的读取规则读出存储在存储装置154中的信息数据。这提供了重排规则的优点,其易于以数字方式和通过电路技术来实现,例如,以交织器的形式来实现。这里,在块交织器的形式的存储装置154的设计中,可将信息数据逐行写入块交织器,其中,用于纠正的装置逐列读出存储在块交织器中的信息数据,由此实现对各种数据集的信息数据的重排。
在另一实施例中,存储装置154可包括按照多个存储行和多个存储列排列的多个存储单元,其中,用于纠正的装置包括用于变更存储单元数量的装置,其中,用于纠正的装置可进一步被形成用来使用第一数量存储单元来重排多个数据集中的第一数据集的信息数据,并使用第二数量存储单元来重排多个数据集中的第二数据集的信息数据,其中,第一数量存储单元可不同于第二数量存储单元。这样即允许使用可以以可变形式配置的存储装置。具体说来,例如,通过调整存储列的数量,当使用块交织器时(即,通过块交织器的存储行的可变长度),可进行对数据集的大小的调整,由此可提供以下可能性:通过优化在可变数据集大小的数据处理来优化数据吞吐量,同时,优化数据集的开销和有用数据比例部分的比率。
在接收机的另一实施例中,存储器可包括多个局部存储器,其中,存储器或局部存储器的存储列的数量或存储行的数量可取决于数据集中信息数据的数量。这进一步实现:通过用于改进数据集中开销对有用数据部分的比率,经由对存储器或局部存储器的存储行数量或存储器或局部存储器的存储列数量的调整,来优化数据吞吐量。此外,还可由此实现:能够通过将存储装置154划分为各个局部存储器(考虑对每个大小均不同的数据集调整局部存储器的大小)来执行对数据吞吐率的优化。
以下情况也是优选的:存储装置或局部存储器的存储列的数量至少相当于具有最大信息数据数量的数据集的信息数据的数量。这提供的优点在于:例如,当将块交织器用作存储装置时,可将数据集的信息数据完整地嵌入存储行中,由此当使用基于异或的前向纠错算法时,可提供用于所述数据集的改进的纠正可能性。
此外,用于插入的装置156还被形成用来将数据集的信息数据写入不超过一个局部存储器。这可提供通过将用于存储在局部块中的数据集的传输的开销保持在较低状态的改进可能性来优化数据吞吐量的进一步可能性。
此外,用于纠正的装置可被形成用来基于异或组合或使用块编码算法来纠正传输差错。这提供的优点在于能够基于前向纠错算法来执行纠错,所述前向纠错算法已经存在并由此被充分验证过,这显著减轻了实现用于纠正传输差错的可能性的难度。
以下情况也是优选的:在用于接收偏移信息的装置152中形成用于接收纠错数据的装置。具体说来,这提供的优点在于:如果通过使用不允许将偏移信息嵌入将被发送的数据集中的传输协议,可在纠错信息自己的纠错数据中以绑定的方式发送纠错信息,则由此可仍然保持改进这种接收机的纠错属性的可能性。但是这需要额外的缓冲器,在所述缓冲器中,当获得纠错数据集时,对接收的数据集进行缓冲并相应地将其插入存储装置154。
在本发明接收机的另一实施例中,用于插入的装置可被形成用来从包括数据集和纠错数据的数据流提取纠错数据。这提供的优点在于:不必为纠错数据的传输提供它自己的数据流,而能够使用还用于传输数据集的信息数据的数据流。为此,例如,可使用数据集配置,其在许多传输标准中是可随意变化的,并且,作为示例,其可通过相应的头部信令来相应地标记。
在另一实施例中,可将数据集以及与数据集关联的偏移信息嵌入一个或多个(例如,二进制)数据包,其中,用于接收偏移信息的装置被形成用来从一个数据包或多个数据包提取与数据集关联的偏移信息。这提供的优点在于:例如,在数据包连同数据集的信息数据被发送的较低协议层,可嵌入偏移信息,并由此将其发送到局部的数据集。具体说来,如果随意可用的传输能力仍旧存在于这些较低协议层上的二进制数据包中,则这种可能性提供的优点涉及已经存在的系统的带宽效率。
在本发明接收机的另一实施例中,信息数据可存在于第一数据集和第二数据集中,偏移信息与第一数据集关联,并且没有偏移信息与第二数据集关联,其中,用于插入的装置156被形成用来在由与第一数据集关联的偏移信息确定的存储装置154中的位置插入第一数据集,并且不将第二数据集插入存储装置154。这提供的优点在于:提供一种可参照不同数据集的纠错属性来灵活设计的传输系统。例如,第一数据集中的信息数据通过进入存储装置154中的确定的位置可比第二数据集的信息数据得到更好的方式的保护,所述第二数据集的信息数据没有插入存储装置154。
在本发明接收机的另一实施例中,带有第一局部信息的信息数据可存在于第一数据集中,并且带有不同于第一局部信息的第二局部信息的信息数据可存在于第二数据集中,第二局部信息指示相对于由第一局部信息指定的第一数据集的信息数据的局部而言较高的第二数据集的信息数据的局部,其中,用于纠正的装置被形成用来不纠正第一数据集中的传输差错而纠正第二数据集中的传输差错。这提供的优点在于:当使用数据传送带来发送信息数据时,可识别信息数据的更新,由此不会发生对带有过期信息数据的数据集的纠正,从而避免对整个传输的干扰。
此外,接收机还可被形成用来接收带有第一数量信息数据的第一数据集和带有不同于第一数量信息数据的第二数量信息数据的第二数据集。这提供的优点在于:可在具有可变数据集大小并由此具有可变传输率的方案下采用以所述方式设计的接收机,或者能够处理可变包数据大小并由此以特别喜欢的方式适用于音频或视频应用。
以下情况也是优选的:用于纠正的装置还被形成用来接收关于存储装置154的存储列数量的信息或关于存储装置154的存储行数量的信息,并根据接收的存储行数量或接收的存储列数量来改变存储装置。以这种方式装备的接收机提供以下可能性:例如,通过使用侧信道来传输管理信息,可灵活地改变存储装置154的大小的变化或存储装置的结构的变化,并由此能够灵活地对改变传输方案作出反应。
在图2A中,在本发明发送机的一实施例中示意性示出数据处理的过程。这里,在各个数据组202中,首先出现信息数据,其中,在数据群组级,从1到10对各个数据群组202连续编号。这里,应注意到:各个数据群组202可具有不同的长度。可在数据包级传送各个数据群组,其中,数据包级可以是OSI(OSI=开放系统互连)系统模型中的较低传输层(例如,物理层或数据链路层)。作为示例,这些数据包可以是二进制数据包或以字节被分组。在图2A中,由标号204指定这种数据包,其中,为了更好地区分数据群组级和数据包级,通过号码1’到10’来连续表示数据包。这里,应注意到:数据包204具有与数据群组204相同的长度,或者数据包204也可具有不同的长度。此外,在图2A中示出:作为示例,在用于有用数据的传统传输层,数据包204包含未使用的辅助区域206(作为示例,由二进制值“0”来表示)。根据本发明,作为示例,这种未用于传统传输协议的辅助区域206可用于在数据包级直接将偏移信息与相应数据集的信息数据组合。通过这种呈现方式,随后将由图1A所示的用于发送的装置104来发送数据包204连同辅助区域206中的偏移数据。并行于上述处理,可将数据群组202或嵌入数据包204的有用数据的信息数据逐行读入“虚拟”交织器形式的交织器208。如图2A所示,可将若干数据集或若干数据集的信息数据由此读入交织器208的存储行,作为示例,所述交织器208相应于图1B中的存储装置154或从所述存储装置154再产生。这里,交织器208的存储行的长度可以是可变的,但是至少应该是这样长的,从而各个数据集不会扩展到多于一行。在图2A中,选择交织器208的第一行210的长度,以致可将最开始的5个数据集以及第六数据集的一部分存储在所述第一行210中。在交织器208的第二行212中,随后存储第六数据集的第二部分以及第七、第九和第十数据集。这里,应注意到:作为示例,数据群组级中的第八数据集太长,以致无法存储在交织器208中,并被相应地表示,而且没有偏移信息被分配给所述第八数据集。随后,作为示例,可在第八数据集8的辅助区域206或第八数据包8’中标记上述情况。例如,通过辅助区域214包括传统传输协议已知的信令。由此,相应设计的接收机随后也可识别出第八数据集没有必然进入存储器或交织器,因此随后的纠错无法纠正第八数据集8中的差错。
如果将被纠正的各个数据集已经相应地进入交织器208,例如,可通过逐列读取交织器208的各个列来计算对于交织器208的每个列218的FEC数据216。随后可将这些FEC数据216作为它自己的数据群组插入数据群组级。例如,可在这里使用特殊的FEC头部222来表示带有FEC数据216的这一FEC数据群组。相应地,还可经由数据包级发送所述FEC数据群组220,作为相应的FEC数据包224。
图2B示出相应构建的接收机。这里,在数据包级再次接收带有辅助区域206的数据包204。相应于图2A,为了更好地相对于数据集来进行区分,通过1’到10’来表示各个数据包。
例如,如果在经由传输信道的数据包传输中出现类似突发的干扰,则数据包中的各个比特或字节被改变。例如,这可通过基于CRC(循环冗余校验)的差错保护识别来产生,其中,作为示例,还可在各个数据包的辅助区域206中发送相应的CRC数据。如果通过CRC数据的估计在数据包级识别出干扰(特别是类似突发的干扰),则在许多传输协议中将整个数据包丢弃,从而不将错误数据传送到应用。在图2B中,对于数据包4’、5’和6’示例性地表示这种干扰,其中,通过丢弃的数据包4’、5’和6’,随后也在相应的数据群组级丢弃数据群组4、5和6。
然而,如果接收机包括诸如图2B所示的块交织器208的存储装置,则可并行于接收,使接收的数据群组或包含在群组中的信息数据根据重排规则进入块交织器208。优选地,这可根据重排规则来进行,其还相应于如图2A所示的发送机中的“虚拟”或“虚拟”再生的交织器。这里,作为示例,可进行逐行读入接收的数据群组的处理,其中,可估计在辅助区域206中发送的偏移信息,其指示相应于偏移信息在哪个位置使接收的数据集进入块交织器208。因此,这实现了对丢失数据集的识别。例如,如果已经由于错误数据传输和差错识别丢失了数据集4、5和6,则可使数据集7进入交织块中为数据集7提供的位置。因此,这能够“释放”所述存储区域,本来不得不使丢弃的数据集进入所述存储区域。
通过随后对FEC数据群组220的接收,可在当下使用包含于其中的FEC数据216,以便能够纠正块交织器208的列218中的各个差错。这里,可再次看出:因为否则数据群组将沿着多于一个交织行扩展,所以交织行的长度应该短于数据群组的长度,并且可在丢失这种数据群组并且每列仅一个符号的FEC数据的纠正属性的情况下重建数据群组。
还可从图2B看出:通过第八数据包8’的辅助区域214的相应编码器,可标记出:第八数据集8不会通过差错保护检测到,由此不会进入块交织器208(例如,这是因为数据集8具有大于最大值的大小,所述最大值诸如由硬件导致的块交织器208的存储行的大小)。
关于诸如图2A和图2B所示的块交织器208的块交织器的设计,还可声明:应该对其进行进一步划分,从而它的行数量相应于FEC码字中消息符号的数量。作为示例,在图3中示出这种块交织器。
当缓冲时,使将被保护的数据服务的MSC数据群组(即,数据集)逐行进入缓冲器。当缓冲器被填满(不再能够完整地插入下一MSC数据群组)时,随后通过合适的FEC算法来逐列形成冗余符号。通过对于码字信息将逐行输入MSC数据群组与逐列读出相结合产生的交织会具有较大的一个缓冲块行长度的交织距离,所述长度必须长于将被保护的最大MSC数据群组(这取决于数据服务,但受限于MSC数据群组的最大大小)。
当在传输期间丢失MSC数据群组时,通过这种方式,每个码字(列)仅破坏一个符号。丢失的MSC数据群组可被重建。因为正常情况下,许多MSC数据群组一个接一个地位于一个缓冲行中,所以也可通过这种交织器结构来消除会破坏若干连续的MSC数据群组的突发差错。
为了能够执行反向FEC算法以在接收端重建丢失的MSC数据群组,将有必要在与发送端相同的位置,使正确接收的MSC数据群组进入接收缓冲器。为此,应该连同每个MSC数据群组发送缓冲器中的MSC数据群组的地址,优选的是以上述偏移信息的形式。
对于简单的重建,更希望能够在接收端识别出缓冲器之内的哪些MSC数据无法被接收(由于接收差错)。为了确保这一处理,应该连同FEC数据发送附加信息。通过所谓的寻址信息的形式能够最有效地发送这种信息。这里,连同FEC数据广播传输缓冲器的每个MSC数据群组的地址。
块交织器的优点除了允许纠正突发差错的较大的交织距离之外,还在于简单寻址。缓冲器之内的各个MSC数据群组的精确地址对于在接收端进行解码是非常重要的,并且所述地址可通过缓冲器之内的偏移以及简单块交织器中MSC数据群组的长度来指示。
然而,应注意到:缓冲器的大小影响重建循环之间的持续时间,这是因为在发送端可形成冗余纠正信息之前或者在接收端可实现丢失MSC数据群组的重建之后,缓冲器应该总是首先被完全填满。在接收端,这会引起延迟并影响用户的质量属性。但是在无差错方式下接收的MSC数据群组可立即被使用,所以在延迟情况下仅重建出差错(实际上为丢失)的MSC数据群组。
此外,将考虑计算的FEC数据以及缓冲器中MSC数据群组的寻址地址的总量。由于MSC数据群组通常具有默认的最大值大小,所以通常可不在单个MSC数据群组中发送FEC数据。由此,会有必要将寻址数据进一步划分为若干MSC数据群组。然而,对于简单重建,这些FEC数据群组中的每一个应该在缓冲器中包含所有MSC数据群组的所有地址数据,然后会导致开销(由于信令信息的数据开销)增加。
通过根据另一实施例进一步研发本发明来消除关于时间延迟和管理信息计算的总量的简单块交织器的这些方面。
在所述实施例中,使用扩展的块交织器,其中,用于FEC计算的存储区域不会被看作缓冲MSC数据群组的邻接,而是被划分为若干块,如图4中示意性所示。
使MSC数据群组进入各个缓冲块以一个接一个地进行缓冲。这里,由于在突发差错的情况下,将不再给出最大交织距离,所以在较长时间内将一个或多个连续的MSC数据块逐行写入相同的缓冲块,从而它们整个的长度没有超过缓冲块行的长度。这种最大交织距离可具有行长度乘以块数量的值。
这里,相对于写入MSC数据群组的方向,正交地再次进行对码字信息的读取和FEC计算。
优选地,按照行长度给出将被保护的最大MSC数据群组大小。例如,长于缓冲块行的MSC数据群组无法进入缓冲器,因此无法被保护以不受差错破坏。或者,可标记作为示例包含低属性数据的其它数据群组,从而可将它们排除FEC差错保护。因此,可提供差错保护的可变分级,其能够取决于数据服务对于高差错保护或低差错保护的要求而实现进入块交织器的相应入口。这提供了自由分级的附加优点并增加了相应形成的发送机和/或接收机的采用可行性的灵活性。
由于FEC计算优选地对于每个缓冲块分开进行,所以更加灵活地发出FEC数据,并且更加频繁地执行FEC计算(但是在较小的缓冲块上),某种程度上减少了附加的直到第一可行重建的在接收端的延迟。最重要的是,这主要是由于以下事实:FEC数据被以更加一致的方式插入数据流。
在确定提出的两种交织器结构类型之一(简单块交织器或扩展或划分交织器)时将考虑三个重要的准则。首先,研发的交织器应该能够根据上述先决条件在MSC数据群组级尽可能多地纠正突发差错。第二,应该将通过缓冲MSC数据群组形成FEC数据而产生的时间延迟最小化以增加用户的质量属性。第三,应该考虑通过FEC算法增大的开销(由冗余FEC数据和额外需要的诸如寻址数据或偏移数据的信息引起的开销)。第四,要被保护的FEC数据群组的大小应当被考虑。
由于在等同的整个存储器大小下,交织距离(即,将被纠正的最大可能突发差错长度)在两种交织器类型中几乎等同,所以总是以64千字节来选择用于后面的示例性示例的整个存储器大小。
通过这一选择,如果MSC数据群组大小被假设为500字节,则在MSC数据群组级将被纠正的最大突发差错长度为12个MSC数据群组。
对于简单块交织器(64千字节的缓冲器大小)以及扩展块交织器(在随后的仿真中具有均为6400字节的10个缓冲块),所述两种可能性均进行仿真。一方面,在单个FEC数据群组(即,在单个FEC数据集)中传输所有附加FEC符号和管理信息,另一方面,在具有与将被保护的MSC数据群组大约相同大小的FEC数据群组中进行传输。在仿真中,假设每10个消息符号用附加冗余纠正符号来差错保护,从而纯FEC开销为10%。
图5示出先前描述的仿真的仿真结果。在将被保护的MSC数据群组的大小范围内绘制相对开销,即,额外需要的管理信息(例如,寻址信息)和FEC数据的大小相对于发送的有用数据的大小。
可清楚地看出:通过选择具有若干FEC数据群组(其应该均包含在缓冲器中包含的所有MSC数据群组的完整寻址数据)的简单块交织器,开销与其它曲线相比非常高,如图5中用叉更加详细表示的线可看出。这同样适用于10个缓冲块和每缓冲块若干FEC数据群组的排列,每个块的大小相应于将被保护的MSC数据群组(建图5中用叉表示的线)。
该示图还显示以下方面:对于FEC数据群组,管理信息和FEC数据会变得过大。在这种情况下,必须将它们分割成若干MSC数据群组。在该示图中,每缓冲块具有一个FEC数据群组的简单块交织器的三角表示的线以特别清楚的方式显示这一情况。对于小于等于150字节的MSC数据群组大小,累计的寻址信息和FEC数据超过净数据群组大小。必须形成第二FEC数据群组,由此增加了开销。
在属于每缓冲块具有一个FEC数据群组的扩展块交织器(由图5中的矩形表示)的线处,可明确地看出:(当使用每10个消息符号具有一个纠正符号的FEC算法时)用于管理信息和FEC数据的开销相对较低并恒定在11%。在另一执行的仿真中,可显示出这一值几乎独立于使用的缓冲块的数量。
基于以下示例,由所述FEC实现产生的时间增益以及由此增加的对于用户的数据服务的质量变得明显:
以16kbps的数据率来发送具有500千字节数据总量的广播网站的数据服务。由此产生大约4分钟10秒的传送带周期。在接收出现差错并且MSC数据群组丢失,而没有纠错的情况下,必须等待整个的循环时间,直到产生更新的相同数据的广播(如果其没有被再次干扰)。然而,通过FEC实现以及5个并列的12800字节块的块交织器,可在6.4-32秒之后已经发生重建(这取决于在哪个缓冲块中对差错MSC数据群组进行缓冲)。因此,能够以明显加快的方式向用户提供数据。
另一示例显示:缓冲器布局(整个缓冲存储器的大小和缓冲块的数量)应该适合将由广播提供者通过FEC实现保护的各个数据服务。
作为示例,小型数据服务能够在1000bps的数据率以10个MSC数据群组和总共10000字节的数据总量进行发送。由此产生80秒的循环时间。当使用64千字节的交织缓冲器时,直到重建所等待的最大时间长于传送带周期,大约多出524秒。
在这种情况下,选择总体较小的具有少量缓冲块的缓冲存储器是有意义的。为了获得时间上的优点,必须根据数据率来选择缓冲器大小,从而在短于传送带周期的时间之内填满整个缓冲器。
然而,在缓冲器布局的选择中,应注意到:应该设置缓冲存储器的整个大小的上限。只有通过这种方式,终端装置制造者才能够生产统一的接收机。对于仿真,将上限设置到64千字节。根据采用的差错保护,由此导致非常大的交织距离(例如,在从10个数据符号和1个冗余符号形成的FEC码字中,交织距离为6400字节)。此外,还考虑到集成接收装置的要求。
作为纠错算法,作为示例,卷积码或块编码(算术编码)是可用的。卷积编码适用于对连续数据流进行编码,并且除冗余之外,还需要关于过去解码步骤的信息以进行解码。另一方面,可用于纠错的块编码按照块对消息编码,并且仅需要当前消息来进行解码。对于本发明,具体检验了将在下面简要示出的两种块编码。
块编码的第一可能性是异或组合(以下,也称为XOR编码并由符号来表示)。所述XOR编码是在数据系统中普遍使用的一种技术。其中,在容许差错或故障保险系统中用于数据安全性的RAID(廉价/独立冗余磁盘阵列)系统中采用XOR编码。如下所示,通过消息符号A和B来计算冗余检验符号X:
X=AB
因此,还应用以下两个等式
XB=A
AX=B
如果已知哪个符号被干扰,则可通过上述等式在符号的接收出差错的情况下重建该消息符号。
如果通过多于两个的消息符号计算出冗余符号X,则这些等式也保持它们的有效性。图6示出根据下面的等式形成8个信息符号的冗余符号X:
X=ABCDEDGH
通过这一方法,还可独立于消息符号的数量在传输中纠正各个符号差错。由此,可容易地实现开销的简单分级(冗余符号对消息符号的比率),并且所述简单分级可分别适于各个传输信道。可通过对消息符号进行交织来容易地消除XOR编码的主要问题,即,不大可能纠正突发差错。由此,可不再从连续的消息符号获得冗余符号,从而在一个接一个的若干符号的差错传输中,每个码字仅有一个符号被干扰。
XOR编码的较大优点在于它的简单;所有处理器能够较快地在少量时钟周期中执行不要的计算操作。因此,在具有最低功耗的数据系统中,XOR是最快的差错保护技术之一。
采用块编码的第二可能性是里德-所罗门编码。在数字通信和存储中,这些里德-所罗门编码被用于多应用的情况下。它们被研发用来纠正若干(也是连续的)符号差错。
这里,编码器在每m个比特,从k个数据符号形成r个冗余符号,从而以n=k+r的符号长度产生码字。然而,相比于XOR编码,即使不知道哪t个符号被干扰,解码器也能够纠正码字之内的t个错误符号。
对于FEC数据传输,应注意到:在发送端,各个MSC数据群组被写入缓冲块,由此进行缓冲,而同时,作为示例,它们已经被分派出去。如果缓冲块被填满,则作为示例,通过XOR算法形成差错保护必需的冗余符号。
例如,对于每个缓冲块,在单个MSC数据群组中完成对于重建非常重要的这些冗余符号以及接收机的附加信息的传输。基于MSC数据群组CRC,可随后在解码器中针对其差错的存在来检查这些数据。
对于纠正和唯一解码,应该给予接收机两种不同的信息类型。寻址信息(即,有用数据块的偏移信息)描述MSC数据群组被填入哪个缓冲块以及所述块之内的哪个地址,并包含对缓冲块的一般描述。其次,应该将实际(冗余)FEC数据发送到接收机。
图7示出为传输所述信息研发的数据类型的结构。头部包含关于缓冲块的一般描述以及数据群组的内容。在FEC数据群组体中,包含FEC数据和数据群组寻址信息。
因此,在FEC数据群组中包含以下信息:
-BlockIdx(块索引):3比特长度的这一参数包含连续号码,其固定链接到缓冲块(即,BlockID),并且每当所述缓冲块被发出时,所述号码就增加。该参数用于避免丢失FEC数据群组时FEC数据时间上的不一致。值“0”标识特殊值,并且当有规律地增加时跳过值“0”。
-BlockID(块ID):长度为5比特的这一唯一标识号码指定用于产生所述FEC数据群组的缓冲块。
-填充长度:长度为16比特的这一参数以字节指示在缓冲块的末尾的填充区域的长度。
-开始偏移:FEC头部中长度为16比特的这一参数用于描述缓冲块。开始偏移包含相对于整个缓冲存储区域的开始的按照字节的缓冲块开始。
-结束偏移:类似于开始偏移,但是包含相对于整个缓冲存储区域的开始的缓冲块的结束。因此,以下应用为:
开始偏移+缓冲块大小-1=结束偏移
-发送ID标志:这一标志表示MOT-Dir传送ID字段是否存在。
-数据群组计数指示符:长度为15比特的这一对偶数包含存储在缓冲块中并用于FEC数据信息的MSC数据群组的数量n。
-数据群组偏移字段:这一字段包含n个长度为16比特的对偶数,其描述缓冲块的各个MSC数据群组的开始偏移。通过所述对偶数,在接收端进行FEC解码时,可唯一地识别出哪些MSC数据群组不能被接收到。
-MOT-Dir传送ID:长度为16比特的这一字段包含(如果存在)在发出FEC数据群组的时候有效的MOT目录的传送ID。
-FEC数据字段:这一字段包含冗余FEC数据。
参考MSC数据群组的附加信息,应注意到:应该将在接收端获得的MSC数据群组填入相同的缓冲块并且填入其中的相同地址,以便能够通过反FEC算法执行对丢失的MSC数据群组的重建。为此,需要附加信息,所述附加信息应该连同MSC数据群组被发送。
为了对存储位置进行精确寻址,需要块ID以及交织缓冲器之内的MSC数据群组的偏移。为了与在接收缓冲器中缓冲MSC数据群组时避免时间上的不一致(将MSC数据群组填入过去的缓冲块),优选的是另外发送传输缓冲器的参数BlockIdx。
可用3个字节对这三个参数据编码。但是部分地,这些参数多数无法也在MSC数据群组之内(在头部的用户访问字段或在MSC数据群组数据字段内)被发送,这是由于这种方式会改变MSC数据群组的内容。由此,在接收端,不再按照在发送端开始MSC数据群组的方式通过传输层来传递相同的MSC数据群组。将不再保证与不具有FEC实现的接收机的向下兼容性。由于数据服务NewsServiceJournaline,在MSC数据群组头部的用户访问字段中传送三个参数也不可行,这是因为所述头部字段不应在这里设置。设置的具有用户访问字段的MSC数据群组将被这种数据服务丢弃。因此,当使用差错保护时,现有的接收机无法接收任何消息。
根据本发明的另一实施例,由此还可在数据包级的填充区域中发送所述必要的附加信息连同MSC数据群组。
这里,应注意到:通过“最后包标记”来特别地设置MSC数据群组的最后数据包。如果所述最后包的填充区对于附加信息所需的三个字节而言过短,则应该在下个包内完整地发送所述附加信息。由于向下兼容性的原因,通常有必要在相同的包中存在至少一个仍旧可用的字节。如果最后包不包含任何有用数据,旧有接收机会具有其它的问题。因此将不得不分割有用数据部分,如在图8中示例性所示。MOT解码器可简单地确定附加信息的三字节的位置。所述位置在包含的有用数据之后具有直接设置的“最后包标志”的包中。
填充区域的标准填入内容是二进制“0”。因此,在FEC算法的规定中,对于参数BlockIdx排除二进制值“0”。由此,可从附加信息的三字节中唯一地区分出填充数据。如果可能,则由于选取的编码来避免相同时间中所有三个附加参数中的二进制“0”。
此外,可通过将所有三个值同时设置为0向解码器指示差错保护失败。由此,作为示例,广播提供者可在没有特殊信令的情况下立刻关掉差错保护,并使用释放的数据率来进行数据服务。
参考FEC算法的分类,应注意到:当使用交织器时,应该在可计算和发出差错保护数据之前,在缓冲器中对将被保护的数据进行缓冲。这种缓冲随后在接收端也会是必要的,并且可在接收到FEC数据之后进行对丢失的MSC数据群组的重建。
为了在接收端获得相同的MSC数据群组顺序,仅在接收并应用FEC数据以及可行地重建丢失的MSC数据群组之后,才可在MOT解码器中进一步处理正确接收的MSC数据群组。能够保持MSC数据群组的顺序的优点由此也总是引起等待时间。
然而,还可在FEC解码器的接收缓冲器中进行缓冲之后,在MOT解码器中直接处理正确接收的MSC数据群组,不需要等待FEC数据的接收和重建丢失的MSC数据群组。由于重建总是发生在时间上稍后的点(在接收FEC数据之后),因此会改变FEC数据群组的顺序。然而,在无差错接收的情况下,不会产生增加的等待时间。
是否会产生MSC数据群组的顺序改变,取决于使用的传送协议和将被保护的数据服务。
本发明的主要焦点针对研发改进MOT协议的差错保护的可能性,即,传输自备数据单位的可能性,作为示例,在数据传送带中周期性地发出所述数据单位。在以这种传送带发出的数据服务的传输中,处理接收的MSC数据群组的顺序所起的作用比较次要。然而,本发明的方法提供的优点在于提供以下可能性:在无差错的情况下不会出现等待时间增加,而可通过在出差错情况下的纠错来实现相对于等待下一次发出的清楚的时间增益。
但是,采用差错保护方法不仅对于缩短所需的接收时间有意义。在干扰接收中,甚至可由此变得首先能够以可接受的方式使用数据服务。
然而,为了能够使用实施例中所述的包括用于MOT协议的保护的扩展块交织器和XOR编码的纠错机制,有必要将附加信息插入发出的FEC数据,以便能够实现在接收端的一致解码。
在MOT目录模式下的传输中,必须考虑“MOT目录”的有效性,其包含当前发出的MOT对象的管理信息。但是这里,将考虑在执行FEC算法之后可能由重建MOT目录段导致的等待时间。在重建的时间,包含的管理信息应该不再有效,如图9所示。同时,可成功发送包含改变的管理信息的新MOT目录。如果旧的MOT目录的一个段被重建,则解码器将假设最后接收的MOT目录不再有效。为了避免这种不一致性,在发送冗余FEC信息的同时(即,连同FEC数据组)也必须发出能够在接收端识别过期的版本的这一时间点MOT目录有效的唯一标识。为此,可使用传送ID的FEC数据群组参数。长度为16比特的这一参数在数据对象的传输期间唯一地识别数据对象(MOT体、MOT目录和MOT头部)。重建的MOT目录段仅被传递到传送ID相应于所述参数的MOT解码器。
当使用MOT头部模式时,过期MOT单位的重建也将被阻止,这是因为在这种模式下,在一个时间点总是只有一个MOT对象有效。在这种模式下,应注意到:当前对象可直接连续地重复若干次。由此,必须根据每种情况确定采用差错保护是否有意义。与FEC数据发送相比,重复会增加差错抵抗或减少开销。如果采用FEC,则作为示例,尽管FEC缓冲器还没有被完全填满,但是FEC数据可能已经发出。
总之,应主要到:通过本发明,提供一种为诸如DAB和DRM的数字广播系统提供向下兼容的差错保护(例如,在数据群组级)的可能性,其也可应用于其它源于数据块的传输(例如,互联网协议),其中,整个块被以完全正确的方式接收或者被完全丢弃。优选地,FEC不改变原始信息。优选地,FEC操作在MSC数据群组级并可保护使用数据群组(即,数据块)的所有数据服务,所述数据群组也被以完全正确的方式接收或者被完全丢弃。可按照向下兼容的方式来设计纠错,即,如先前已经实现的那样,现有接收机可对通过所述FEC方法保护的数据服务解码。这些接收机将忽略FEC数据,因此,它们也无法得益于增强的差错保护。作为示例,更新近的接收机可识别和估计FEC数据,并得益于增强的差错保护。
在数据群组级的差错保护优选地包括使用在数据群组模式下的传输协议MOT(多媒体对象传送)、IP(互联网协议)、TDC(透明数据信道)和专有协议(诸如Journaline采用)的所有数据服务。
DAB(数字音频广播)和DRM(世界数字广播)中的多数数据服务使用数据群组,并由此可得益于所增加的保护。
差错保护优选地保护各个数据服务。通常,在DAB/DRM中,可在一个频道中发送若干数据服务。对于各个数据服务,可分别激活并参数化差错保护。
根据本发明的一实施例,所述方法采用特殊数据群组类型来区分FEC数据和将被保护的数据。
“典型”FEC方法均保护固定的预设数量的字节。在发送端,除数据之外,为所述总量的字节确定FEC信息,并将其发出。为了能够消除“突发差错”(即,较长的差错序列),总是在FEC编码之前由交织器重排数据,即,经过交织器之后,原始数据流中相邻的数据不再相邻。因此,差错保护不必能够纠正较长的差错序列,只需能够纠正许多较短的差错序列。交织器不改变差错的数量,但是纠正许多单差错在技术上比纠正较长的突发差错要容易。
然而,额外增加的交织器典型地导致有用数据按照另一顺序离开交织器。
为了向下兼容,特别希望的是可按照接收端没有FEC(特别是,没有重排有用数据的交织器)情况下的相同顺序精确地处理每个数据块的有用数据。因此,在先前描述的方法中,优选地采用“虚拟”交织器,其中,有用数据实际上被“虚拟地”重排以确定FEC数据;但是仍旧按照有用数据的原始顺序来发送有用数据。在接收端,优选地,在FEC数据作为差错保护被应用之前,也“虚拟地”重排数据。可能纠正的数据当在接收端被传递到下一步处理阶段之前,被再次相应地重新划分。重新划分实际上增加了工作,但是确保了向下兼容性。
在建议的方法中,特别地,可考虑矩阵或三角形状的块交织器。优选地,使有用数据逐行进入(在“左上角”开始,左上角在沿着第一行的第一位置)。如果这一行被完全填满,则开始进入下一行,继续这一方法直到“右下角”。优选地,只有完全适合块的数据群组被输入。如果数据块被填满(应该插入数据群组,但是数据群组不再完全适合所述块),则逐列确定纠错数据(FEC纠正数据),将纠错数据发送,并清空块交织器。随后使开始计算FEC数据的新的数据群组进入当前为空的块(再次在左上角开始)。
如上所述,先前描述的方法优选地使用“虚拟交织器”,从而可按照未改变的顺序发送有用数据。
在先前描述的方法中,优选地,将数据长时间地添加到交织块,直到它不再容纳下一数据群组。交织块的其余部分被填满0以确定FEC数据。优选地,不发送这些0,但是向FEC解码器通知这个0区域的长度。通过这种方式,即使不发送0本身,FEC解码器也知道交织块的完整内容以进行FEC解码。
在本发明中建议的所述方法优选地标记所有数据群组,从而作为示例,不管之前已丢失多少数据群组,均能够在虚拟交织器中的适当位置将所有群组划分。
这种标记优选地在数据群组层以下的层(即,在数据包级)的填充区域中进行。现有接收机大部分情况下将忽略这一数据,这是由于优选地选择建议的编码,从而所述数据存在于填充区域中,而填充区域正常情况下被接收机忽略。
优选地,在FEC解码中,仅考虑携带所述附加偏移信息的数据群组。因此,可动态地免除对各个数据群组进行FEC保护,作为示例,免除是因为数据群组对于选择的FEC参数而言过大。
因此,“虚拟”交织器优选地允许使用单个交织块(即,所有数据群组进入该交织块)或还使用轮流写入数据的若干交织块。即,在某些情况下,可存在若干较小的FEC块来代替较大的FEC块。这使得能够将FEC数据块(其实际上应该作为一个或多个数据组来发送)的大小和数量参数化。优选地,由FEC编码段确定将哪个数据群组划分到哪个块,优选地,在管理信息中通知所述确定,作为示例,将管理信息附到有用数据的每个数据群组。
正如有用数据一样,FEC数据优选地也包含管理信息,所述管理信息将能够精确地确定什么长度的多少数据群组应该被划分到虚拟交织器中的什么地方。例如,通过这种方式,FEC系统由此知道什么长度的哪个数据群组丢失,并且如果可应用的话,则确定如何重建所述数据。
优选地,可在一个或多个特殊表征的数据群组中发送交织块的FEC数据。在开销方面,作为示例,最希望的情况是可以每个FEC块处理一个数据群组。
如上所述,可使用一个或多个交织块。推荐使用多个交织块,从而为纠正所述数据产生的FEC信息仍适合单个数据群组。DAB/DRM中的数据群组允许8191净字节的最大长度。由于在数据群组内接收差错(一个接收差错导致整个数据群组丢失)的可能性取决于数据群组的大小,所以使用相当小的数据群组有意义。这里推荐的方法允许将FEC数据的数据群组大小参数化。
交织块之内的数据先前通过XOR来保护。这使得能够每个交织列纠正一个差错。根据缓冲器数量和大小,其可以是一个或多个(完全丢失)的数据群组。每个数据群组应该优选地不长于交织块的行是很重要的,这是因为否则一个丢失的数据群组引起一列中的两个或更多差错。
这里,XOR看起来是差错保护与开销之间的很好的折中(两者均关于FEC数据的数据率和计算的复杂性)。
因此,在本发明中,已进入深度方面的XOR差错保护(在我们的交织块中,其能够每列纠正一个差错)。还可采用其它的差错保护方法(里德-所罗门等)。
优选地,将数据集相应地插入存储器的处理应该仅发生在发送机或接收机中,即,作为示例,在发送机和接收机中的读出方向均是逐列的(从左上向下到第一列,然后第二列等)。
如上所述,“典型”交织器通常“收集”有用数据,然后计算FEC信息,并仅在包括FEC数据的完整的块可用之后传递所述数据。这意味着“典型”交织总是将数据延迟。
在接收端,可示例性描述所述“典型”过程,如下:首先,使所有正确接收的有用数据进入各个交织块。一旦对于相应的交织块完整地接收到FEC数据,则重建可能丢失/损坏的数据。然而,仅在接收到所有数据之后才传递交织块的数据。因此,在接收端,数据也总是被延迟。
在“典型”交织器中必须等到交织块被填满的原因在于:通过交织,数据将被重排,也就是说,在末尾进入所述块的部分数据也被划分到所述块的开始。因此,直到所有数据出现并且数据中的所有“缝隙”闭合,才能够传递块的数据。
在先前描述的方法中,然而,在这方面可采用“虚拟”交织器。这意味着以未改变的方式发送有用数据。为此,也可在发送端没有延迟的情况下发出有用数据,并且同时将副本填入交织块。如果交织块被填满,则产生并分派FEC数据。因此,由于“虚拟”交织器,不会发生数据的延迟。
在接收端,必须区分所述两种情况。存在精确地要求有用数据按照产生有用数据的顺序的应用(例如,视频或其它流传输应用)。如同在“典型”交织器中,这些应用需要延迟;即,通过花费的时间来填入(所有)FEC块并重建丢失的数据群组。仅在所有FEC数据被应用并且所有块被处理之后,才知道哪些数据群组可重建而哪些数据群组不可重排地丢失。
其它应用采用数据(例如,文件)的循环传输。即,将数据划分为较小的数据块并将其发出。每个数据块包含关于其属于哪个“文件”以及其包括“文件”的哪个部分的信息。提供这种循环传输的协议是MOT协议,其在DAB和DRM中用来传输多媒体数据。
在这种协议中,接收数据的顺序不重要。当丢失的数据群组作为示例可在一分钟之后(在相应的交织块被填满并且已接收到FEC数据之后)被重建,并且不必等待一刻钟之后重新发出所述数据时,每一刻钟发送其数据的应用会自然地非常受益。
发送端的延迟对于数据服务的用户而言不重要(数据在2秒之前还是25秒之前产生是没有关系的)。在接收端,当打开装置时,第一数据刻在10秒钟之后显示还是仅在1分钟之后显示没有太大的差别。
等待时间取决于交织器的大小。存储器(即,交织器)越小,等待时间越少(接收装置运行成本越低)。但是,交织器的大小还确定多少丢失的数据群组被重建。数据群组的大小通常是几千字节(例如,最多大约8KB),需要能够同时容纳几个数据群组的交织器。先前描述的方法基于对最大大小为64KB的交织器的推荐。相应于服务的数据率,可花费几秒到几分钟,直到交织块被完全填满(例如,在每秒4000比特的情况下花费大约2分钟)。
在循环发出数据的应用中,“虚拟”交织由此提供不显示有用数据的可能性,并仍旧能够在可接受的延迟时间内重建并采用丢失的有用数据。
MOT协议描述通过特殊管理信息(所谓的MOT目录)在一个时间点发出的所有数据。所述管理信息也被划分为数据群组并被发出。应该保证:在改变所述管理信息的情况下(也就是说,如果文件被改变、增加或去除),则不会将所述管理信息的可能丢失和稍后重建的数据群组传递到MOT解码器。因此,差错保护应该允许识别过期管理信息并防止它的重建和传递。
先前描述的方法优选地还在FEC数据中包含关于此刻管理数据的哪个版本有效的信息(所述信息是传送Id,即,标记管理数据的特定版本的所有数据群组的传送标签)。通过这种方式,可保证没有过期管理数据被传递。通过所述信息,如果发出的数据被有规律地更新,则差错保护也起到很好的作用。
优选地,本发明涉及在DAB和DRM中的特殊数据群组类型的使用,其传送FEC数据。可均在一个或多个数据群组中发送FEC数据。
允许向下兼容的差错保护的“虚拟”块交织器的使用(逐行插入,逐列纠错)支持交织器的较短等待时间。即使没有向下兼容性,“典型”交织器也必然可行,并且将由此“带来”增加的等待时间。对于流传输应用(诸如视频),由于仅当数据群组的顺序没有改变时可使用重建的数据群组,所以接收端的等待时间无论如何是不可避免的。以下的方面取决于使用哪个交织器。
在处理接收的数据时,差错保护(至少是使用“虚拟”交织器的差错保护)优选地不会在无差错的情况下引入等待时间。在出差错的情况下,可按照不同于无差错情况的另一顺序来处理重建的数据。然而,对于许多传输协议而言,这是没有问题的。
交织器可管理一个或多个块。块的布局是灵活的,并且可在运行时间改变(因为信令传送)。
有用数据群组到各个块的划分可以是灵活和动态可变的。
还可通过基于短期或长期的信令传送从FEC免除各个数据群组(例如,如果各个数据群组过大,或者没有可用于基于短期的差错保护的数据率)。
在数据包的填充区域,在下部传送层(例如,在数据包模式下)的填充区域中发送用于差错保护的附加信息(例如,在数据群组的末尾的最后数据包将是最可行的,也可在DAB的PAD信道中采用)。这允许有用数据进入各个FEC块。  (也如下所示,可如何在基于IP(互联网协议)的应用中发送附加信息)。也可在有用数据之内(也就是说,在数据群组之内),例如,在“末端用户地址字段”中发送所述附加数据。
通过不提供将该附加信息附到各个传输块的可能性,而是利用具有唯一标签(例如,对象标签/段号;唯一序列号)的各个数据块的传输方法,也可额外地发送所述信息(例如,作为FEC信息的一部分)。但是,由于在这种情况下,在交织器中块将进入哪里的信息仅在稍后可用,所以存储器需要会较高(数据块必须首先经过缓冲,然后仅可在接收到所述FEC信息之后进入交织器,这是因为只有这时才知道它在交织器中的位置)。
FEC数据(作为数据群组/它自己的数据群组/它们自己的数据群组)优选地包含将能够重建丢失数据(也可以是若干连续丢失的数据群组)的纠错数据,包括指示哪些丢失的数据群组将必须进入交织块中的什么地方(如果接收到它们的话)的数据。
例如,纠错使用XOR,但是也可采用诸如里德-所罗门等的其它方法。
作为示例,纠错指示在FEC数据产生的时间有效的MOT目录的传送Id。这保证:接收机可识别并忽略MOT协议的旧的管理信息。其它传送协议可使用管理数据的当前版本的其它特征。唯一重要的是所述特征的原理也可应用于其它协议。
差错保护也可应用于IP。在这种情况下,将不会使用术语“数据群组”,但是其将被称为“UDP数据报”。例如,所述保护可用于“经由空中”(例如,经由IP多播/IP广播)(例如,卫星、UMTS、GPRS、WLAN或经由IP隧道的DAB/DRM等)发出数据的应用情况,并且可包括循环发出的数据(即,数据传送带流传输)。其也可应用于诸如玻璃纤维或线缆的介质中。
然而,在纯粹的互联网点到点应用(诸如电子邮件、HTTP等)中,因为TCP/IP为此提供了足够的保护,所以多数情况下,所述差错保护是不必要的。但是如果一个源循环地向用户提供数据(例如,新闻收报机),则所述保护会是有意义的。
先前描述的方法还应用于提供作为传送层的IP的所有传输系统(DVB、Sky-DSL等)。
优选地附到有用数据的附加信息(作为示例,指示数据将进入哪个块的什么位置)可在IP中的IP头部提出。
建议的方法也可应用于其它源于数据块的传输,其中,正确地接收或完全地丢弃整个块。FEC不改变原始信息(至少当采用“虚拟”交织器时)。
所述方法仍作用在每个任意的差错保护中。
然而,对于向下兼容的发出,为了确定差错保护,不应该过多改变原始数据。由于差错保护计算,实际上可临时重排(交织)所述数据;但是,差错保护方法到此为止应该仅改变原始数据,在接收端应用差错保护之前,可在接收端用接收的原始数据来“复制”所述改变,从而在传输信道中,能够以完全未改变的方式发送数据块。
在最简单的情况下,差错保护不改变它保护的数据的顺序。发送端随后具有经由发送的数据块的副本确定的FEC数据;接收端重建丢失的数据块。
如果差错保护使用交织并假设当数据在通过差错保护重排之后变得可用时被发送,则应进行以下处理:
如果仅通过一个交织器发出数据(即,仅经过重排),则应该在应用差错保护之前,在接收端创建也存在于发送端的交织缓冲器的相同状态。这意味着,在交织器中,在发送端,数据首先被重排,然后确定差错保护。如果数据按照如所述差错保护交织器想要的另一顺序来发送,则首先,数据(按照它的原始顺序和结构发送的数据)必须进入接收端的中间缓冲器;但是,在可应用差错保护之前,首先应该重复在发送端使用的交织,从而用于下面的纠错的差错保护按照在发送端确定差错保护的顺序找到数据。
这意味着随后在接收端,交织器应该被使用两次。首先用于在发送端重建交织块,然后再交织“回来”,以便按照它的原始顺序再次获得重建的数据。然而,如果有必要的话,在纠错后面的“交织回来”期间,仅可直接提取原始丢失/损坏的数据,从而不需要第二个完整的交织器缓冲器。
因此,产生三个方面:
a)在先前描述的方法(或差错保护方法)中,其中,优选地在可变数据率的信道中发送数据,标记数据块和FEC数据,从而可应用FEC。所述方法允许各种差错保护方法、各种交织器以及各种缓冲器大小和数量。如果采用“虚拟交织”,则可实现向下兼容的发出。“虚拟交织”不会导致在发送端增加等待时间。标记数据取决于传输协议。
b)上述方法提供以下可能性:通过巧妙地标记数据块以及FEC数据并通过“虚拟交织”,能够在DAB和DRM中执行向下兼容的发出。“虚拟交织”不会导致在发送端增加等待时间。标记数据取决于传输协议;具体说来,指的是先前提到的DAB和DRM。
数据块中的标记优选地发生在数据包级或“PAD子字段”级的填充区域中。也可在数据群组的末端用户地址字段中标记数据。标记原始数据块(附加信息的向下兼容的添加)还可用于其它附加信息。
c)先前所述的方法还提供以下可能性:通过信令传送管理信息的版本状态保证:接收机可立即进一步处理正确接收的数据,稍后纠正的数据块(在接收到FEC数据之后)优选地仅当它们已经过期时再进一步处理(由此,变得无害)。推荐的如何实现管理信息的版本状态的信令传送的可能性取决于使用的各个传输协议;我们的方案指的是用于DAB和DRM的MOT协议。
根据条件,可用硬件或软件来实现本发明的发送信息数据或接收信息数据的方法。所述实现可以是在数字存储介质上的,具体说来,是在软盘或CD上的,其具有能够与可编程计算机系统交互工作的电可读控制信号,从而执行相应的方法。通常,本发明还由此存在于带有存储在机器可读载体上的程序代码的计算机程序产品,当在计算机上执行所述计算机程序产品时,所述程序代码用于执行本发明的方法。换言之,本发明由此还可实现为带有计算机代码的计算机程序,当在计算机上执行所述计算机程序时,所述程序代码执行所述方法。

Claims (36)

1、一种用于发送存在于多个数据集中的信息数据的发送机(100),包括:
用于将偏移信息分配给所述多个数据集中的一个或多个数据集的装置(102),所述偏移信息指示在接收机的存储装置中所述数据集将被写到哪里;以及
用于发送多个数据集以及与所述数据集关联的偏移信息的装置(104)。
2、如权利要求1所述的发送机(100),还包括:
用于确定对所述多个数据集之一中的传输差错进行纠正的纠错数据的装置;以及
用于发出纠错数据的装置。
3、如权利要求2所述的发送机(100),其中,用于确定的装置被形成用来根据重排规则而重排数据集的信息数据,以便从重排的信息数据确定纠错数据。
4、如权利要求3所述的发送机(100),其中,用于确定的装置被形成用来根据重排规则确定重排,从而根据写入规则将信息数据写入存储装置,并且,根据读取规则来读出存储装置中读取的信息数据,其中,写入规则不同于读取规则。
5、如权利要求4所述的发送机(100),其中,存储装置包括按照多个存储行和多个存储列排列的多个存储单元,其中,用于确定的装置被形成用来使用第一数量存储单元来重排多个数据集中的第一数据集的信息数据,并使用第二数量存储单元来重排多个数据集中的第二数据集的信息数据,其中,第一数量存储单元可不同于第二数量存储单元。
6、如权利要求4或5所述的发送机(100),其中,存储装置包括多个局部存储器,其中,存储器或局部存储器的存储行的数量和存储列的数量可取决于数据集中的信息数据的数量。
7、如权利要求6所述的发送机(100),其中,存储器或局部存储器的存储列的数量至少对应于具有最大数量的信息数据的数据集的信息的数量。
8、如权利要求6或7所述的发送机(100),其中,用于确定的装置被形成用来将数据集的信息写入不多于一个的局部存储器。
9、如权利要求2到8之一所述的发送机,其中,用于确定的装置被形成用来基于异或组合来确定纠错数据或使用块编码算法来确定纠错数据。
10、如权利要求2到9之一所述的发送机(100),其中,用于发出的装置被形成用来发出偏移信息。
11、如权利要求2到10之一所述的发送机(100),其中,用于发送的装置(104)被形成用来将数据集组合成数据流并将纠错数据插入数据流。
12、如权利要求1到11之一所述的发送机(100),其中,用于发送的装置(104)被形成用来将数据集与数据包关联,其中,用于发送的装置(104)进一步被形成用来将与数据集关联的偏移信息集成为与数据集关联的数据包。
13、如权利要求1到12之一所述的发送机(100),其中,信息数据存在于第一数据集和第二数据集中,其中,用于分配的装置(102)被形成用来将偏移信息分配给第一数据集并且不将偏移信息分配给第二数据集,其中,用于发送的装置(104)被形成用来发送第一数据集和第二数据集。
14、如权利要求1到13之一所述的发送机(100),其中,第一局部的信息数据存在于第一数据集中,不同于第一局部的第二局部的信息数据存在于第二数据集中,其中,用于分配的装置(102)被形成用来将第一局部信息分配给第一数据集,并将第二局部信息分配给第二数据集,其中,用来发送的装置(104)被形成用来发送第一局部信息和第二局部信息。
15、如权利要求1到14之一所述的发送机(100),其中,用于发送的装置(104)被形成用来发送带有第一数量信息数据的第一数据集以及带有不同于第一数量信息数据的第二数量信息数据的第二数据集。
16、如权利要求5到8之一所述的发送机(100),其中,用于发送的装置(104)被进一步形成用来发送关于存储装置的存储行数量或存储列数量的信息。
17、一种用于发送存在于多个数据集的信息数据的方法,包括以下步骤:
将偏移信息分配给所述多个数据集中的一个或多个数据集,所述偏移信息指示在接收机的存储装置中所述数据集将被写到哪里;以及
发送多个数据集以及与所述数据集关联的偏移信息。
18、一种带有程序代码的计算机程序,当在计算机上执行所述计算机程序时,所述代码用于执行权利要求16的方法。
19、一种用于接收存在于多个数据集中的信息数据并接收与数据集关联的偏移信息的接收机,所述与数据集关联的偏移信息指示在存储装置(154)中所述数据集将被存储到哪里,该接收机包括:
用于接收偏移信息的装置(152);
存储装置(154);以及
用于在由分配给数据集的偏移信息确定的位置将数据集插入存储装置(154)的装置(156)。
20、如权利要求19所述的接收机(150),还包括:
用于接收纠错数据的装置;以及
用于纠正所述多个数据集之一中的传输差错的装置。
21、如权利要求20所述的接收机(150),其中,用于纠正的装置被形成用来根据重排规则重排数据集的信息数据,并使用纠错数据从重排的信息数据纠正传输差错。
22、如权利要求21所述的接收机(150),其中,用于插入的装置(156)被形成用来将数据集的信息数据写入存储装置(154),以根据写入规则进行重排,其中,用于纠正的装置被进一步形成用来从存储装置(154)读出存储在存储装置(154)中的信息数据,以根据不同于写入规则的读取规则进行重排。
23、如权利要求22所述的接收机(150),其中,所述存储装置(154)包括按照多个存储行和多个存储列排列的多个存储单元,其中,用于纠正的装置包括用于变更存储装置(154)的存储单元数量的装置,其中,用于纠正的装置被进一步形成用来使用第一数量存储单元来重排多个数据集中的第一数据集的信息数据,并使用第二数量存储单元来重排多个数据集中的第二数据集的信息数据,其中,第一数量存储单元可不同于第二数量存储单元。
24、如权利要求22到23之一所述的接收机(150),其中,存储装置(154)包括多个局部存储器,其中,存储装置(154)或局部存储器的存储列的数量或存储行的数量可取决于数据集中信息数据的数量。
25、如权利要求24所述的接收机(150),其中,存储装置(154)或局部存储器的存储列的数量至少对应于具有最大数量的信息数据的数据集的信息数据的数量。
26、如权利要求24或25之一所述的接收机(150),其中,用于插入的装置(156)被形成用来将数据集的信息数据写入不多于一个的局部存储器。
27、如权利要求20到26之一所述的接收机(150),其中,用于纠正的装置被形成用来基于异或组合或使用块编码算法来纠正传输差错。
28、如权利要求20到27之一所述的接收机(150),其中,将用于接收纠错数据的装置形成在用于接收偏移信息的装置(152)中。
29、如权利要求20到28之一所述的接收机(150),其中,用于插入的装置(156)被形成用来从包括数据集和纠错数据的数据流提取纠错数据。
30、如权利要求19到29之一所述的接收机(150),其中,将数据集和与数据集关联的偏移信息嵌入一个或多个数据包,其中,用于接收偏移信息的装置(152)被形成用来从数据集所嵌入的一个或多个数据包提取与所述数据集关联的偏移信息。
31、如权利要求19到30之一所述的接收机(150),其中,信息数据存在于第一数据集和第二数据集中,其中,偏移信息与第一数据集关联,并且没有偏移信息与第二数据集关联,其中,用于插入的装置(156)被形成用来在存储装置(154)中由与第一数据集关联的偏移信息确定的位置插入第一数据集,并且不将第二数据集插入存储装置(154)。
32、如权利要求19到31之一所述的接收机(150),其中,带有第一局部信息的信息数据存在于第一数据集中,并且带有不同于第一局部信息的第二局部信息的信息数据存在于第二数据集中,其中,第二局部信息指示相对于由第一局部信息指定的第一数据集的信息的局部而言第二数据集的信息数据的较高的局部,其中,用于纠正的装置被形成用来不纠正第一数据集中的传输差错而纠正第二数据集中的传输差错。
33、如权利要求19到32之一所述的接收机(150),其被形成用来接收带有第一数量信息数据的第一数据集和带有不同于第一数量信息数据的第二数量信息数据的第二数据集。
34、如权利要求23到26之一所述的接收机(150),其中,用于纠正的装置被进一步形成用来存储关于存储装置(154)的存储列数量的信息或关于存储装置(154)的存储行数量的信息,并根据接收的存储行数量或接收的存储列数量来改变存储器。
35、一种接收存在于多个数据集中的信息数据并接收与数据集关联的偏移信息的方法,所述与数据集关联的偏移信息指示在存储装置(154)中所述数据集将被存储到哪里,所述方法包括以下步骤:
接收偏移信息;以及
在由与数据集关联的偏移信息确定的位置将数据集插入存储装置(154)。
36、一种带有程序代码的计算机程序,当在计算机上执行所述计算机程序时,所述代码用于执行权利要求35的方法。
CN200580035493.1A 2004-09-16 2005-07-19 发送信息数据的发送机和接收信息数据的接收机 Active CN101061658B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004045000A DE102004045000A1 (de) 2004-09-16 2004-09-16 Sender zum Senden von Informationsdaten und Empfänger zum Empfangen von Informationsdaten
DE102004045000.5 2004-09-16
PCT/EP2005/007310 WO2006029665A1 (de) 2004-09-16 2005-07-19 Sender und empfänger für die übertragung von digitalen informationspaketen unter verwendung von vorwärtsfehlerkorrektur

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101061658A true CN101061658A (zh) 2007-10-24
CN101061658B CN101061658B (zh) 2012-10-10

Family

ID=35058960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200580035493.1A Active CN101061658B (zh) 2004-09-16 2005-07-19 发送信息数据的发送机和接收信息数据的接收机

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7895496B2 (zh)
EP (1) EP1790101B1 (zh)
CN (1) CN101061658B (zh)
CA (1) CA2580631C (zh)
DE (1) DE102004045000A1 (zh)
HK (1) HK1101296A1 (zh)
WO (1) WO2006029665A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101184250B (zh) * 2007-12-17 2010-04-21 华为技术有限公司 Dvb-h中多协议封装前向纠错解码的方法、系统和装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8732559B2 (en) * 2006-07-25 2014-05-20 Thomson Licensing Recovery from burst packet loss in internet protocol based wireless networks using staggercasting and cross-packet forward error correction
CN101217349A (zh) * 2007-01-05 2008-07-09 中兴通讯股份有限公司 一种混合自动重传请求中比特收集的装置与方法
US7940759B2 (en) * 2007-06-22 2011-05-10 Newport Media, Inc. Robust technique for frame synchronization in DAB-IP systems
DE102007043083A1 (de) * 2007-09-10 2009-03-12 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Codieren von Datenworten
US8572460B2 (en) * 2009-03-17 2013-10-29 Broadcom Corporation Communication device employing binary product coding with selective additional cyclic redundancy check (CRC) therein
US9819444B2 (en) 2014-05-09 2017-11-14 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Robust line coding scheme for communication under severe external noises
US10019311B2 (en) 2016-09-29 2018-07-10 Micron Technology, Inc. Validation of a symbol response memory
CN109474373B (zh) * 2017-09-08 2021-01-29 华为技术有限公司 交织方法和交织装置
US11379595B2 (en) * 2020-01-16 2022-07-05 EMC IP Holding Company LLC Zero-knowledge protection for side channels in data protection to the cloud
US20230236992A1 (en) * 2022-01-21 2023-07-27 Arm Limited Data elision

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4604655A (en) * 1982-10-23 1986-08-05 Pioneer Electronic Corporation Method of recording and reproducing video format signal
JPH0778418A (ja) * 1993-09-10 1995-03-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ディスク及び光学的記録再生装置
US6430159B1 (en) * 1998-12-23 2002-08-06 Cisco Systems Canada Co. Forward error correction at MPEG-2 transport stream layer
DE19940265A1 (de) * 1999-08-25 2001-03-22 Bosch Gmbh Robert Rundfunkempfänger zum Empfang von Rundfunksignalen
JP3993035B2 (ja) * 2001-07-19 2007-10-17 松下電器産業株式会社 データ記録方法、記録媒体、および再生装置
US7177658B2 (en) * 2002-05-06 2007-02-13 Qualcomm, Incorporated Multi-media broadcast and multicast service (MBMS) in a wireless communications system
DE10227165A1 (de) * 2002-06-18 2004-01-29 Siemens Ag Verfahren und Anordnung zur Codierung bzw. Decodierung einer Folge digitaler Daten
DE10353974A1 (de) * 2003-11-19 2005-06-30 Siemens Ag Verfahren zur Übertragung von digitalen Informationspaketen in einem Datennetz

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101184250B (zh) * 2007-12-17 2010-04-21 华为技术有限公司 Dvb-h中多协议封装前向纠错解码的方法、系统和装置

Also Published As

Publication number Publication date
CA2580631C (en) 2012-02-07
CA2580631A1 (en) 2006-03-23
US20070250752A1 (en) 2007-10-25
DE102004045000A1 (de) 2006-03-30
EP1790101B1 (de) 2015-01-07
CN101061658B (zh) 2012-10-10
WO2006029665A1 (de) 2006-03-23
EP1790101A1 (de) 2007-05-30
HK1101296A1 (zh) 2007-10-12
US7895496B2 (en) 2011-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101061658A (zh) 发送信息数据的发送机和接收信息数据的接收机
CN1757190A (zh) 在数据电视广播中的强壮信号传输
CN1717871A (zh) 连锁反应码的系统编码和解码
CN1134782C (zh) 纠错方法和系统
KR100856525B1 (ko) 데이터 송신 및 수신용 시스템 및 방법
CN101080875B (zh) 纠错方法以及装置
CN1524381A (zh) 数字内容分配系统
CN101040469A (zh) 数字广播网络中的突发传输
CN1645783A (zh) 发送/接收系统、发射机和发送方法、接收机和接收方法、记录媒体和程序
CN1836446A (zh) 用于数字双流广播接收/发送系统的可靠纠错编码/解码设备和方法
CN102017616A (zh) 在移动/手持数字电视机信号中的封装数据包的头中发送附加信息
CN1992570A (zh) 处理交通信息的方法和数字广播系统
TW200926835A (en) Method and apparatus for preserving deinterleaving erasure information of block interleaved coded signal
JP4580278B2 (ja) パケット中継装置、コンテンツ送信装置、パケット中継プログラムならびにパケット中継方法
CN1217843A (zh) 帧同步电路
EP1932242B1 (en) Memory efficient erasure information table for decoding of mpe-fec frames
US8185804B2 (en) Apparatus and method for error correction in mobile wireless applications incorporating multi-level and adaptive erasure data
CN101043296A (zh) 请求重传数据的方法、数据重传方法和数据传输系统
US20060013342A1 (en) Method and apparatus for managing buffer for block deinterleaver in a mobile communication system
US20080209477A1 (en) Promotion and Degradation of Soft Erasure Information Using Crc and Proceding Decoder Information
CN100581268C (zh) 前向纠错解码器
TWI363519B (en) Method for erasure error correction process and integrated circuit device thereof
JP2009543409A (ja) 誤り訂正によるデータ符号化及び復号化方法及び装置
CN1482744A (zh) 交叉交织理德-所罗门码的校正
US8560921B2 (en) Protocol extensions to support varying FEC types

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant