CN101162966A

CN101162966A - 一种将纠错码技术用于数据传输的方法及系统

Info

Publication number: CN101162966A
Application number: CNA2006101358122A
Authority: CN
Inventors: 武雨春
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-10-09
Filing date: 2006-10-09
Publication date: 2008-04-16
Also published as: WO2008043315A1

Abstract

本发明涉及一种将纠错码技术用于数据传输的方法及系统，本发明提供的技术方案为：按照设定的纠错码编码方式，对多个信息组进行编码，生成多个码长相同的码组；将所述多个码长相同的码组的各个对应位置的码元依次构造一个数据包并传输，直到所述码组的所有码元依顺序传输完成；接收方将收到的所有数据包中属于同一个码组的各个所有码元组成待解码码组，并对所述待解码码组进行与纠错码编码方式相对应的纠错码解码操作，直到所有待解码码组解码完成。本发明能够灵活快速的进行大批量数据传输和纠错，解决了传输数据包大小灵活可变的问题，并可以很好的对BEC信道传输中典型的突发错误进行纠错。

Description

一种将纠错码技术用于数据传输的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种数据传输的方法及系统，尤其涉及一种将纠错码技术用于数据传输的方法及系统。

背景技术

随着通信技术的快速发展，需要快速大批量数据传输和纠错的系统的应用越来越普遍，常用的这种系统包括Internet(国际互联网)。

Internet在我们的生活中起着越来越重要的作用，它是一种典型的由BEC(二进制删余信道)信道构成的网络，因此，为了使得数据能够在Internet上更快更有效的传输，一个重要的研究课题是研究数据在BEC信道上更快、更有效的传输方案。

因为在Internet网络的数据传输过程中，传输数据的信道为典型的BEC信道，所以Internet网络的数据传输过程与一般的无线通信系统的数据传输过程是不相同的。

在一般的无线通信系统的数据传输过程中，数据的接收方并不知道接收到的数据包是否正确，此时接收方主要采用纠错码技术来对接收到的数据包进行检错和纠错。纠错码技术为一种提高通信可靠性的技术，被广泛的应用于各种通信系统，尤其是无线通信系统中。

在Internet网络的数据传输过程中，由于传输数据的信道为典型的BEC信道，所以接收方对传输过来的数据包是否正确是确定已知的，接收方接收到的数据包只可能被确定为两种状况，即，传输过来的数据包要么是正确的，要么是错误的；同时，需要传输数据包的大小灵活可变，并且能够对BEC信道传输中典型的突发错误进行纠错。

对于被接收方确认为错误的数据包，传统的解决方案为：采用ARQ(自动重传请求)方式来对不符合要求的数据包进行重新传输从而保证通信质量的可靠性。

但是，这种传统的ARQ方式有如下缺点：占用系统的反向信道，带来传输延时。尤其是在组播或广播系统中，每个接收方收到的错误数据包很可能不一样，由于传统的ARQ方式不能对突发错误进行纠错，使得多个接收方都向系统反馈不同的错误数据包，导致系统的发送方需要发送大量的需要重新传输的数据包。当接收方的规模达到一定程度后，系统将由于大量不同数据包的发送而陷于瘫痪。

因而，更进一步的解决方案为，将无线通信系统中常用的纠错码技术直接用于BEC信道的数据传输和纠错，如将常用的纠错码LDPC Codes(低密度校检码)码以及RS Codes(一种码字)码等直接用于BEC信道的数据传输和纠错。

但是，将这种传统的纠错码比如LDPC码、RS码等直接应用于BEC信道的数据传输方式存在如下缺点：由于Internet数据传输量大的特点，在实际的传输过程中，很容易造成数据传输的中断。这是因为这些纠错码码字的复杂度随着码长的增加而迅速增加，在一般无线通信系统中使用的码长在100～5000之间，码长超过5000的非常少；而在典型的BEC信道中，由于Internet应用中的数据包一般都很大，比如16K甚至兆级的数据包，且Internet数据传输的特点是数据量大，要求处理速度很快，否则很容易导致存储器溢出，从而中断通信，所以由于Internet数据传输量大的特点，在实际的传输过程中，不能将传统的纠错码直接应用于BEC信道中传输数据。

传统的ARQ数据传输方式和将传统的纠错码直接应用于BEC信道的数据传输方式都不能解决需要传书包大小灵活可变的应用场景。

因此，目前没有技术方案能够解决针对需要快速大批量数据传输和纠错的系统，数据传输过程中需要传输数据包大小灵活可变以及对突发错误进行纠错的问题，以及由于不能对突发错误进行纠错带来的系统通信中断的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种将纠错码技术用于数据传输的方法及系统，使得数据能够在需要进行快速大批量数据传输和纠错的情况下，进行顺利传输。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种将纠错码技术用于数据传输的方法，所述的方法包括：

A、对多个长度相同的信息组分别按照纠错码编码方式进行编码，生成多个码长相同的码组；

B、将所述多个码长相同的码组中的各个对应位置的所有码元按顺序构造成一个数据包，并按顺序发送传输。

根据系统传输的不同业务区别确定所述多个码长相同的信息组的数量。

所述的步骤B包括：

B1、将所述多个码长相同的码组的各个最高位码元或者最低位码元按顺序构造成一个数据包，并发送给接收方；

B2、自与已发送各码元位置相邻的码元开始，将所述多个码长相同的码组中的其他各个对应位置的所有码元，分别按顺序构造成一个数据包，并发送传输。

所述的方法应用于Internet网数据传输中的BEC信道中。

C、接收方将收到的所有数据包中属于同一个码组的各个所有码元组成待解码码组；

D、接收方采用与编码方式相对应的纠错码解码方式，对所述待解码码组进行纠错码解码操作，直到所有待解码码组解码完成，得到原始发送的数据，即所述多个长度相同的信息组。

在所述的步骤C之前还包括：接收方存储收到的每个数据包，直到所有的数据包存储完毕。

所述的纠错码解码操作具体包括：对所述待解码码组进行与纠错码编码方式相对应的纠错码解码操作。

所述的方法应用于Internet网数据传输中的BEC信道中。

本发明提供了一种将纠错码技术用于数据传输的发送装置，所述的装置包括：

码组生成单元，用于将多个长度相同的信息组分别按照纠错码编码方式进行编码，生成多个码长相同的码组；

数据包构造单元，用于将所述多个码长相同的码组的各个对应位置的码元依次构造成多个数据包；

数据包发送单元，用于按顺序发送传输所述的多个数据包，直到所述数据包发送完成。

本发明提供了一种将纠错码技术用于数据传输的接收装置，所述的装置包括：

待解码码组生成单元，用于接收方将收到的所有数据包中属于同一个码组的各个所有码元组成待解码码组；

码组解码单元，用于接收方对所述待解码码组进行与纠错码编码方式相对应的纠错码解码操作，直到所有待解码码组解码完成。

所述的接收装置还包括：

数据包存储单元，用于保存接收到的所有数据包。

本发明提供了一种将纠错码技术用于数据传输的系统，所述的系统包括至少一个所述的一种将纠错码技术用于数据传输的发送装置和至少一个所述的一种将纠错码技术用于数据传输的接收装置。

所述的系统应用于Internet网数据传输中的BEC信道中。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明采用的一种将纠错码技术用于数据传输的方法及系统，能够灵活快速的进行大批量数据传输和纠错，解决了传输数据包大小灵活可变的问题，并可以很好的对BEC信道传输中典型的突发错误进行纠错。

附图说明

图1为本发明的一种较佳的具体实施方式的过程图；

图2为本发明的一种较佳的具体实施方式的系统结构图。

具体实施方式

本发明的核心思想是将所述多个码长相同的码组的各个对应位置的码元依次构造成一个数据包，并按顺序发送传输；接收方将收到的所有数据包中属于同一个码组的各个所有码元组成待解码码组，并对所述待解码码组进行与纠错码编码方式相对应的纠错码解码操作。

本发明所述的技术方案可以应用于任何需要进行快速大批量数据传输和纠错的系统中，一种典型的应用为Internet网数据传输中的BEC信道，针对Internet网数据传输中的BEC信道，本发明的一种较佳的具体实施方式的过程图如图1所示，具体包括：

步骤1：按照设定的纠错码编码方式，对多个信息组进行编码确定多个码长相同的码组。

设需要发送的一组信息，即信息组的长度为k，按照设定的纠错码编码方式生成的码组的码长为n。

在本发明中，设定的纠错码编码方式可以为常用的各种线性分组纠错码码。如：RS Codes和LDPC Codes。

在本发明中，按照设定的纠错码编码方式，确定多个码长相同的码组的方式为对多个信息组进行纠错码编码生成对应的多个码组，并保存所述的码组。具体可以为：

首先，对一个信息组进行纠错码编码生成对应的码组，并保存所述的码组；即，在本实施方式中，首先对第一个长度为k的信息组u₁ ⁽¹⁾，u₂ ⁽¹⁾，u₃ ⁽¹⁾…，u_k ⁽¹⁾进行纠错码编码生成第一个码组x₁ ⁽¹⁾，x₂ ⁽¹⁾，x₃ ⁽¹⁾，…x_k ⁽¹⁾，x_k+1 ⁽¹⁾…，x_n ⁽¹⁾，n为按照纠错码编码方式生成的码组的长度；

其次，对其他各组信息组进行纠错码编码生成对应的码组，并保存；即，对第二组长度为k的信息组u₁ ⁽²⁾，u₂ ⁽²⁾，u₃ ⁽²⁾，…，u_k ⁽²⁾进行纠错码编码生成第二组码组x₁ ⁽²⁾，x₂ ⁽²⁾，x₃ ⁽²⁾，…x_k ⁽²⁾，x_k+1 ⁽²⁾…，x_n ⁽²⁾，并保存；对第k组长度为k的信息组u₁ ^(k)，u₂ ^(k)，u₃ ^(k)，…，u_k ^(k)，进行纠错码编码生成第k组码组x₁ ^(k)，x₂ ^(k)，x₃ ^(k)，…x_k ^(k)，x_k+1 ^(k)…，x_n ^(k)，并保存；直到对第E个长度为k的信息组u₁ ^(E)，n₂ ^(E)，u₃ ^(E)，…，u_k ^(E)，进行纠错码编码生成第E个码组x₁ ^(E)，x₂ ^(E)，x₃ ^(E)，…x_k ^(E)，x_k+1 ^(E)…，x_n ^(E)，并保存。对E个信息组进行纠错码编码得到的E个码组如下所示：

由于在Internet网数据传输中，需要传输过程中的传输数据包的大小灵活可变，所以可以根据系统传输的不同业务区别确定所述多个码长相同的信息组的数量，即根据各种不同业务所需的传输数据包大小，灵活的调整E值，即信息组和码组的具体数量。例如，当业务为图像时，所需传输数据包一般比较大，E值相对较大；当业务属性为语音时，所需传输数据包一般比较小，对应的E值相对较小。

步骤2：将所述多个码长相同的码组的各个对应位置的码元依次构造一个数据包并依顺序传输，直到所述所有数据包传输完成。

所述的依顺序传输包括：首先，将所述多个码长相同的码组的各个最高位码元或者最低位码元依次构造成一个数据包，并传输给接收方；其次，将已传输各码元对应的相邻位置的各码元依次构造成一个数据包，并传输，直到所述多个码长相同的码组中所有位置的码元依次传输完成。即，针对E个码组，首先将每个码组的各最高位码元构造成第一个数据包x₁ ⁽¹⁾，x₁ ⁽²⁾，x₁ ⁽³⁾…x₁ ^(E)，并传输，然后将每个码组的各次高位码元构造成第二个数据包x₂ ⁽¹⁾，x₂ ⁽²⁾，x₂ ⁽³⁾…x₂ ^(E)，并传输，将每个码组的各第k个码元构造成第k个数据包x_k ⁽¹⁾，x_k ⁽²⁾，x_k ⁽³⁾…x_k ^(E)，并传输，直到将每个码组的各最低位码元构造成最后一个数据包x_n ⁽¹⁾，x_n ⁽²⁾，x_n ⁽³⁾…x_n ^(E)，并传输完成，此时整个E个码组传输完成；同理，也可以将每个码组的各最低位码元构造成第一个数据包x_n ⁽¹⁾，x_n ⁽²⁾，x_n ⁽³⁾…x_n ^(E)，并传输，然后将每个码组的各次低位码元构造成第二个数据包x_n-1 ⁽¹⁾，x_n-1 ⁽²⁾，x_n-1 ⁽³⁾…x_n-1 ^(E)，并传输，将每个码组的各第k个码元构造成第k个数据包x_k ⁽¹⁾，x_k ⁽²⁾，x_k ⁽³⁾…x_k ^(E)，，并传输，直到将每个码组的各最高位码元构造成最后一个数据包x₁ ⁽¹⁾，x₁ ⁽²⁾，x₁ ⁽³⁾…x₁ ^(E)，并传输完成，此时整个E个码组传输完成。

通过上述处理，传输的每个数据包的大小为可以根据各种不同业务的传输数据阵列的大小灵活变化大小的E，整个过程一共传输了n个数据包，可以根据不同的业务需求来灵活调整E的值，以灵活调节传输过程中码字的复杂度。而在已有的传输系统中，传输的每个数据包的大小为n，n是固定的长度，当n随着传输的码字的复杂度的增加而增大时，已有的传输系统是不能对n的大小进行调节来降低传输码字的复杂度。

步骤3：接收方将收到的所有数据包中属于同一个码组的各个所有码元组成待解码码组。具体包括：接收方存储收到的每个数据包，直到所有的数据包存储完毕；之后，接收方将收到的所有数据包中属于同一个码组的各个所有码元组成待解码码组。在Internet网数据传输中的典型BEC信道中，接收方的接收单位为一个个传输过来的数据包。当采用本发明所述的技术方案对码组进行传输时，一个数据包丢失对每个码组的影响只是一比特。根据纠错码理论，只要发送的n个数据包中有n-d_min+1个能够成功到达接收方，即当接收的数据包中正确的数据包数量大于等于n-d_min+1时，此时对每个码组来说，正确的码元个数大于等于n-d_min+1，此时可以用纠删译码算法成功恢复出所有的原始信息组。其中，n为发送方发送的数据包个数，d_min为最小码距，是由纠错码本身决定的。

针对本具体实施方式，只要接收方收到的数据包数量大于等于n-d_min+1，即此时每个码组的数量大于等于n-d_min+1时，根据纠错码理论，可以用纠删译码算法成功恢复出所有的原始信息组。因而采用本发明所述的技术方案对E个码元进行发送还可以起到抗突发错误的作用。而不像传统技术那样，一个数据块当错误比特比较多时，该数据块可能就无法恢复，需要被重传。

步骤4：接收方对所述待解码码组进行与纠错码编码方式相对应的纠错码解码操作，直到所有待解码码组解码完成，得到原始发送的数据，即所述多个长度相同的信息组。即，当接收方收到的数据包数量大于等于n-d_min+1时，接收方对收到的所有数据包中属于同一个码组的各个所有码元组成的各待解码码组进行与步骤1所述的纠错码编码方式相应的解码操作，即可以得到所有的各原始信息组。

本发明的一种较佳的具体实施方式的系统结构图如图2所示，具体包括：发送装置和接收装置，以及一种将纠错码技术用于数据传输的系统，所述的系统包括至少一个所述的一种将纠错码技术用于数据传输的发送装置和至少一个所述的一种将纠错码技术用于数据传输的接收装置。所述的系统应用于Internet网数据传输中的BEC信道中。

所述的发送装置包括：

所述的接收装置包括：

所述的接收装置还可以包括：

数据包存储单元，用于保存接收到的所有数据包。

综上所述，本发明提供了一种把纠错码技术用于数据传输方法及系统，按照设定的纠错码编码方式，对多个信息组进行编码确定多个码长相同的码组；将所述多个码长相同的码组的各个对应位置的码元依次构造一个数据包并依顺序传输，直到所述码组的所有码元传输完成；接收方将收到的所有数据包中属于同一个码组的各个所有码元组成待解码码组，并对所述待解码码组作出与纠错码编码方式相对应的纠错码解码操作，直到所有待解码码组解码完成。本发明能够灵活快速的进行大批量数据传输和纠错，解决了传输数据包大小灵活可变的问题，并可以很好的对BEC信道传输中典型的突发错误进行纠错。

需要说明的是，本发明提供的把纠错码技术用于数据传输的方法及系统适用但是不仅限于Internet网络系统及BEC信道，其他任何需要快速大批量数据传输和纠错的系统及信道均适用于本发明所述的方法及系统。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种将纠错码技术用于数据传输的方法，其特征在于，所述的方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据传输的业务的种类，确定所述多个长度相同的信息组的数量。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤B包括：

4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述的方法应用于Internet网数据传输中的BEC信道中。

5.一种将纠错码技术用于数据传输的方法，其特征在于，所述的方法还包括：

C、接收方将收到的所有数据包中属于同一个码组的所有码元组成待解码码组；

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述的步骤C之前还包括：接收方存储收到的每个数据包，直到所有的数据包存储完毕。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述的方法应用于Internet网数据传输中的BEC信道中。

8.一种将纠错码技术用于数据传输的发送装置，其特征在于，所述的装置包括：

9.一种将纠错码技术用于数据传输的接收装置，其特征在于，所述的装置包括：

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述的接收装置还包括：

数据包存储单元，用于保存接收到的所有数据包。

11.一种将纠错码技术用于数据传输的系统，其特征在于，所述的系统包括至少一个所述的一种将纠错码技术用于数据传输的发送装置和至少一个所述的一种将纠错码技术用于数据传输的接收装置。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述的系统应用于Internet网数据传输中的BEC信道中。