CN102308481A - 连续交错错误校正 - Google Patents

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Abstract

在通信系统中使用连续交错码字以提供错误校正能力。一般来说，当按次序布置码字时，每一码字与先前码字及后续码字两者共享符号，使得对任何一个码字中的符号的校正也校正另一码字中的符号，且考虑到中间码字的可能校正，对任一码字中的符号的校正可允许按所述码字次序进一步校正任一码字。在一个实施例中，可将所接收信息布置于子帧中，其中每一子帧包含多个码字的终端符号，所述多个码字中的每一者包含多个子帧中的符号。

Description

连续交错错误校正
技术领域
本发明一般来说涉及前向错误校正，且更明确地说，涉及使用连续交错代码的前向错误校正。
背景技术
通信系统通常经由通信信道提供大量信息。举例来说，所述通信信道可使用光纤链路、导线、无线电波、存储媒体等。然而，通信信道通常将噪声插入到经由通信信道传递的信号中，即，接收器经由通信信道接收的信号可能与由发射器发射的信号不同。另外，发射器及接收器两者也可将噪声插入到正在发射或接收的信号中。因此，通常将冗余信息包含在所发射数据中，其中冗余信息允许接收器确定既定已发射的信息。
已知有若干种用于确定与所发射数据包含在一起的冗余信息的译码方案。在发射之前，译码方案通常将信息符号或信息符号块转换成代码符号或代码符号块，且在接收到之后，使用代码符号或代码符号块恢复信息符号或信息符号块。对特定译码方案及特定译码方案中所使用的特定代码的选择可取决于多种因素，包含所要位错误率(BER)、与特定译码方案及代码相关联的开销、编码及解码的容易程度以及其它因素。
发明内容
本发明提供连续交错代码的使用。在一个方面中，本发明提供一种对数据进行编码以供经由通信媒体发射的方法，所述方法包括：反复地形成码字，每一码字具有n个符号且每一码字使用k个符号而形成，其中每一码字使用先前形成的码字的至少一些符号而形成。
在另一方面中，本发明提供一种形成具有错误校正信息的码字的方法，所述方法包括：使用k个位来形成n个位的码字，所述码字包含n-k个奇偶校验位，所述n个位中的每一者位于至少一个其它n个位的码字中，所述k个位中的至少一些位为其它码字的奇偶校验位。
在另一方面中，本发明提供解码所接收信息以校正所述所接收信息的传递中的错误的方法，其包括：接收信息串流，所述信息由若干个位构成；反复地解码所述所接收信息串流的码字，每一码字的每一位位于至少两个码字中，其中所述码字中的任一特定码字的所述位中的一些位位于其最后一个位在接收到所述特定码字之前被接收的码字中，且其中任一特定码字的所述位中的其它位在接收到所述特定码字的所述最后一个位之后被接收。
在另一方面中，本发明提供一种解码布置于子帧中的信息的方法，每一子帧包含32640个位，每一子帧包含BCH(1020，988)代码的64个码字的最后510个位，其中所述64个码字的前510个位散布于8个其它码字上，所述8个其它码字中的每一者也包含BCH(1020，988)代码的64个其它码字的最后510个位，所述方法包括：解码终止于特定子帧中的码字；依据所述解码校正所述码字的位，包含位于其它子帧及其它码字中的位；以及解码所述其它码字。
在审阅此揭示内容之后会更全面地领会本发明的所述及其它方面。
附图说明
图1是根据本发明的方面的通信系统的框图；
图2是显示根据本发明的方面的发射串流中的码字的图示；
图3是显示根据本发明的方面的发射串流中的码字的其它图示；
图4是显示根据本发明的方面的发射串流中的码字的又其它图示；
图5是包含根据本发明的方面的编码器的框图；
图6是包含根据本发明的方面的多个编码器的其它框图；
图7是包含根据本发明的方面的解码器的框图；
图8是显示根据本发明的方面的多个子帧的图示；
图9是显示根据本发明的方面的码字至子帧的位映射的图示；及
图10是显示根据本发明的方面的子帧的选定位至码字的位映射的图示。
具体实施方式
图1是根据本发明的方面的通信系统的框图。在发射侧，数据源111提供既定用于发射的数据。所述数据由编码器113接收。编码器对所述数据进行编码以形成码字。发射器115经由通信媒体117发射码字的信息。在一些实施例中，编码器及发射器皆由(举例来说)单个半导体装置或芯片中或多个半导体装置或芯片中的电路提供。在一些实施例中，编码器及/或发射器可由可编程处理器提供，其中所述处理器由指令进行编程以提供编码及/或发射功能。在许多实施例中，通信媒体为光纤线。然而，在各种实施例中，通信媒体可以是导线、存储媒体或无线电波通信信道。
在接收器侧，接收器119从通信媒体接收信息。所接收信息通常将为所发射信息，其潜在地被通信媒体的噪声更改过。一解码器解码所接收信息的码字以恢复既定用于发射的数据，且将经恢复数据提供到数据汇123。与在发射侧一样，接收器及解码器可各自为单独半导体装置或组合在单个半导体装置中，或可实施为用指令编程的可编程处理器的部分。
在大多数实施例中，图1中所图解说明的发射器侧及接收器侧将各自为网络中的节点且具有至少一个发射器及至少一个接收器以在两个节点之间提供双向通信，且将具有其它发射器及接收器以用于与其它节点进行通信。
既定用于发射的数据通过编码器进行编码以形成连续交错码字。大体来说，连续交错码字与先前形成的码字及后续形成的码字共享符号。举例来说，连续交错码字可各自通过对先前确定的码字的至少一些符号及额外符号进行编码而形成，优选地每一码字中的每一符号为至少两个码字的部分。此外，举例来说，在一些实施例中，连续交错的n个位码字可由k个位形成，其中k个位中的至少一些位为其它码字的数据位且k个位中的至少一些位为其它码字的奇偶校验位。
在大多数实施例中，在码字串流中，最初的第一数目个码字可包含填充符号(举例来说，零符号)以使所述符号中的一些符号用于编码中，直到已形成充分数目个码字以提供供在形成后续码字中使用的符号为止。举例来说，在一些实施例中，码字可包含k个符号，其中用于形成所述码字的k/2个符号为与先前形成的码字共享的符号。在此实施例中，在(例如)包含比k大数个数量级的若干个码字的串流码字中，在最初的k/2-1个码字之后，码字与先前形成的码字共享k/2个符号。在大多数实施例中，在开始操作通信系统时，第一数目个码字可仅与后续码字共享符号，且可与第一数目个码字是相同数目的第二数目个码字可仅与先前码字共享符号。然而，在许多实施例中，由通信系统相继传递的码字的数目比第一数目或第二数目大许多倍，且在许多实施例中，由通信系统相继传递的码字的数目比第一数目或第二数目大数个数量级，举例来说，3个或3个以上、或10个或10个以上或100个或100个以上。作为实例，长途电信网络中的两个节点，特别是通过海底电缆耦合的两个节点通常连续地传递相继码字达数小时或数天或更长时间，且通常以千兆赫位速率传递。因此，对接近码字串流的传递的开始及接近其结束的码字的译码及解码的影响通常是小的且可被忽略。
图2是提供根据本发明的方面的连续交错码字的实例的图示。在图2中，提供数据位d串流用于编码，其中编码器确定12个位的码字的奇偶校验位p。所述位串流位于较长位串流内，其中所述位串流形成较长位串流的某一不间断部分。如图2中所图解说明，所述位布置成行及列，其中每一下降行向右偏移一个列。然而，如图2中所图解说明，每一行具有相同数目个位，且对于图2的特定实例，每一列也具有相同数目个位(对于其位在图2中完全显示的列)，其中行及列两者具有相同数目个位。
在图2的此实例中，特定码字x包含2个奇偶校验位，其中编码器通过对来自先前确定的码字的2个奇偶校验位、也是先前确定的码字的部分的4个数据位及4个额外数据位进行编码来确定2个奇偶校验位。如图2中所示，来自先前确定的码字的2个奇偶校验位及也是先前确定的码字的部分的4个数据位存在于在左边邻近包含4个额外数据位且在编码之后包含2个奇偶校验位的行的第一列的列中。因此，在许多实施例中，在对特定码字进行编码或完成对特定码字进行编码之前，已发射或准备发射先前确定的码字或先前确定的码字在发射过程中。因此，可认为包含4个额外位及2个奇偶校验位的行是特定码字x的终止行。在大多数实施例中，当确定码字时，将终止行的位提供到发射器以用于发射，而且临时存储所述终止行的位以用于确定其它码字。
在紧接在终止码字x的行后面的行中终止的后续码字x+1也包含2个奇偶校验位，其中编码器通过对来自其它先前确定的码字的2个奇偶校验位、也是先前确定的码字的部分的4个数据位(其中所述数据位中的一者为码字x的4个额外数据位中的一者)及4个其它额外数据位进行编码来确定2个奇偶校验位。类似地，对于在紧接在终止码字x+1的行后面的行中终止且其奇偶校验位尚未确定的码字x+2，编码器通过对来自又其它先前确定的码字的2个奇偶校验位、也是先前确定的码字的部分的4个数据位(其中所述数据位中的一者为码字x的4个额外数据位中的一者且其中所述数据位中的一者为码字x+1的4个额外数据位中的一者)及4个额外数据位进行编码来确定奇偶校验位。
在解码期间，举例来说在由接收器接收到之后，可解码码字x。然而，码字x可能具有比通过所使用的特定译码方案可校正的错误数目大的错误数目。在此实例中，码字x+1可被成功解码且码字x+1中的错误得到校正。在码字x+1的经校正错误当中，可存在由码字x与码字x+1共享的位，且因此，可通过将码字x中的错误数目减少到可由特定译码方案校正的数目而允许校正码字x。此外，即使对码字x+1的校正未校正码字x与码字x+1的共享位，所述校正也可导致对其它码字的位的校正，所述其它码字可能已是无法校正的且也可能与码字x共享位。相同陈述适用于也与码字x共享位的码字x+2。另外，校正不与码字x共享位的码字可允许校正与码字x共享位的码字，或允许校正与和码字x共享位的码字共享位的码字等等。
图3是提供根据本发明的方面的交错码字的其它实例的图示。图3的交错码字类似于图2的交错码字布置。然而，图3的交错码字包含未规定数目个数据位及奇偶校验位。因此，图3的交错码字可(举例来说)包含用于形成32个奇偶校验位的988个位(例如在BCH(1020，988)代码中)，其中988个位中的一些位为数据位且988个位中的一些位为通过形成其它码字确定的奇偶校验位。另一选择为，对于某一其它代码，图3的交错码字可替代地包含用于形成码字的某一其它数目的位。
图4是提供根据本发明的方面的交错码字的又其它实例的图示。图4的交错码字以某种程度上类似于图2及3的码字的方式布置，但在图4的图示中，每隔一个下降行向右偏移一个列。如图4的实例中所图解说明，每一位列包含在两个码字中，结果是大多数位在3个不同的码字中。在各种实施例中，通过重新布置行及列的格式或重新布置各种行及列中的哪些位用于特定码字中，可获得码字的不同位覆盖率。
图5是包含根据本发明的方面的编码器的框图。如图5中所图解说明，编码器511接收信息且将所述信息形成为码字。将码字提供到实施(举例来说)发射功能的其它电路(未显示)。举例来说，可(例如)使用针对特定代码实施编码的线性反馈移位寄存器将编码器实施为可编程处理器或离散电路。在一些实施例中，编码器针对BCH代码(举例来说，BCH(1020，988)代码)执行编码，且在一些实施例中，编码是使用(x10+x3+1)(x10+x3+x2+x+1)(x10+x5+x3+x2+1)(x2+1)的生成多项式来执行。
还将所述码字提供到存储器513。在一些实施例中，所述存储器可实施在编码器511内，但在图5中显示为单独存储器块。当编码器产生码字时，将所述码字存储在存储器中。编码器后续使用先前形成的码字的符号(通常为位)中的一些符号形成其它码字，例如关于图2到4所论述。
图6是包含根据本发明的方面的多个编码器611a到n的框图。在许多实施例中，可并列形成多个码字，其中多路复用器615或其它电路在一些实施例中以交错方式将并列码字或码字部分组合成单个串流。举例来说，在一些实施例中，每一时钟循环可产生预先界定数目个位，例如1个位或每一时钟循环可产生某一其它数目个位。可将所述预先界定数目个位提供到存储器613，其中所述位此后用于形成其它码字。举例来说，可将来自第一编码器611a的位提供到存储器，且然后连同既定用于发射的其它位馈送到编码器611b或更一般地以轮转方式馈送到611b到n以形成其它码字或码字部分。
图7是包含根据本发明的方面的解码器的框图。输入数据串流包括所接收字，其为被(例如)噪声所提供的错误信号修改的码字。将所接收字提供到存储器711且所述存储器存储所述所接收字。
将所接收字提供到解码器。如图6中所图解说明，解码器包含校正子发生器713、关键方程求解器715及错误位置与量值块717及错位校正块719。在各种实施例中，可使用不同解码器电路及不同解码方法，此项技术中已知多种解码器电路及解码方法。校正子发生器产生提供到关键方程求解器及错误位置与量值块的校正子字。错误位置与量值块产生提供到错误校正块的错误矢量。错误校正块进行校正且提供经校正数据。将经校正数据提供回到存储器以用于其它轮解码，且通常在固定数目次校正之后，输出经校正码字。在一些实施例中，也可将经校正数据提供到校正子发生器或与校正子发生器相关联的存储器以供在修改校正子中使用。
因此，将经校正数据提供到存储器且盖写或以其它方式替换先前存储的未经校正数据。因此，举例来说，码字x在校正之前可含有y个错误。然而，码字x的经校正数据含有小于y个错误，且因此写入经校正数据取代未经校正数据。由于在码字x中校正了错误，因此与码字x共享位的其它先前无法校正的码字现在可具有充分数目个正确位，使得可校正先前无法校正的码字。此外，在校正先前无法校正的码字之后，现在可校正与所述先前无法校正的码字共享位的又其它先前无法校正的码字。因此，可反复地解码码字。
图8显示根据本发明的帧式数据通信系统中的一系列子帧(编号为0至n)的实例。举例来说，所述子帧可为符合ITU-T建议书G.975或用于对ITU-T建议书G.975的进一步修正的提议的子帧。出于图8的目的，用整数识别子帧，其中较小整数指示较近发射或接收的子帧。因此，如图8中所图解说明，子帧0是最近发射或接收的子帧，子帧1是下一个最近发射或接收的子帧等等。图8的实例中的每一子帧包含32640个位，在这些位中标称地2048个位既定为奇偶校验位。
在用于图8中所示的实例的一个实施例中，通信系统使用连续交错BCH(1020，988)码字。所述BCH(1020，988)码字包含988个数据位及32个奇偶校验位，一种1020个位。所述通信系统将信息组织成32640个位的子帧。每一子帧包含64个码字中的每一者的最后510个位。所述64个码字的最后510个位包含32个奇偶校验位，对于64个码字来说一共2048个位，且所述奇偶校验位可因此方便地置于子帧中用于奇偶校验位的2048个位位置中。在这一点上，在发射过程期间逐位交错来自64个码字的位可使通信系统在布置子帧的最后2048个位来包含64个码字的奇偶校验位中的处理容易。
8个先前接收的子帧含有64个码字中的每一者的前510个位，其中优选地8个先前接收的子帧中的每一者含有64个码字中的每一者的64或63个位。所述先前接收的子帧还包含64个其它码字的最后510个位，因此8个先前接收的子帧中的64个码字的前510个位也在于这些子帧中终止的码字中。此外，由于64个码字的最后510个位也是下一个8个子帧中所接收的码字的部分，因此64个码字中的每一者的最后510个位也在于那些子帧中终止的码字中。
图9係显示码字在子帧上的位映射的图示。在图9中，码字包含1020个位。码字的最后510个位在子帧0中。在所述最后510个位之前的第一组64个位在子帧1中。在所述第一组64个位之前的第二组64个位在子帧2中。在所述第二组64个位之前的第三组64个位在子帧3中。在所述第三组64个位之前的第四组64个位在子帧4中。在所述第四组64个位之前的第五组64个位在子帧5中。在所述第五组64个位之前的第六组64个位在子帧6中。在所述第六组63个位之前的第七组63个位在子帧7中。在所述第七组63个位之前的第八组63个位在子帧8中。
在大多数实施例中，还将各种码字的位与另一码字交错。在一个实施例中，可给发射中的每一位指派唯一识别符：<subframenum，bitloc[14:0]>，其中subframenum是规定子帧的整数且bitloc[14:0]规定在32640位子帧内的位位置。较小subframenum整数指示较近发射的子帧且在一个子帧内，0是按时间最后发射的一个位，1是按时间最后发射的一个位的下一者等等。可给每一BCH(1020，988)码字指派唯一识别符：<subframenum，codenum[5:0]>，其中subframenum是规定含有所述码字的包含码字的奇偶校验在内的最后510个位的子帧的整数且codenum[5:0]规定所述码字。可给每一BCH(1020，988)码字内的每一位指派唯一识别符：<subframenum，codenum[5:0]，bitnum[9:0]>，其中bitnum[9:0]规定BCH(1020，988)码字的位，其中位0是按时间最后接收的位，位1是按时间最后接收的位的下一者等等。
可如下确定码字位在发射串流中的位置。对于0与509之间的bitnum[9:0]，码字位的位置在发射流<subframenum，{bitnum[8:0]，codenum[5:0]}>中，其中{a，b}指示a与b的串联。对于512与1022之间的bitnum[9:0]，排除959，码字位的位置在发射串流<subframenum+bitnum[8:6]+1，{bitnum[5:0]，bitnum[8:6]，codenum[5:0]^bitnum[5:0]}>中，其中^指示逐位异或运算。不发射码字位510、511、959及1023且这些位是0填充的。码字的位0到31(31＞＝bitnum[9:0]＞＝0)是其中填有奇偶校验位的位置。发射串流的位0到2047(2047＞＝bitloc[14:0]＞＝0)是子帧内用于奇偶校验的位置。
所述实施例的发射串流中的每一位在两个码字中：<G975num，bitloc[5:0]，{1′b0，bitloc[14:6]}>及<G975num-bitloc[8:6]-1，bitloc[5:0]^bitloc[14:9]，{1′b1，bitloc[8:6]，bitloc[14:9]}>，其中1′b0指示1个0位且1′b1指示1个1位。不存在发射的位32640至32767(32767＞＝bitloc[14:0]＞＝32640)。
图10是显示根据本发明的子帧中的选定位到码字的映射的实例的图示。在图10的实例中，32640位子帧包含在位位置31处的位“A”。所述子帧还包含在位位置95处的位“B”。当映射到码字时，位31“A”在于子帧7中终止的码字31的位位置0处且也在于子帧6中终止的码字31中的位位置512处。类似地，子帧7的位95“B”在于子帧7中终止的码字31中的位1中及于子帧5中终止的码字31中的位576中。
因此，本发明提供连续交错码字的使用。尽管已关于某些具体实施例说明本发明，但应认识到本发明包括此揭示内容所支持的新颖及非显见的权利要求及其非实质性变化形式。

Claims (13)

1.一种对数据进行编码以供在通信媒体上发射的方法，其包括：
反复地形成码字，每一码字具有n个符号且每一码字使用k个符号而形成，其中每一码字使用先前形成的码字的至少一些符号而形成。
2.根据权利要求1所述的方法，其中每一码字包含冗余信息的n-k个符号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中使用先前形成的码字的冗余信息的至少一些符号来形成每一码字。
4.根据权利要求1所述的方法，其中每一码字的每一符号为至少两个码字中的符号。
5.根据权利要求4所述的方法，其中每一码字的每一符号为两个码字中的符号。
6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括在反复地形成码字之前形成至少n/2个码字，每一码字具有n个符号且每一码字使用k个符号而形成，其中每一码字使用先前形成的码字的至少一些符号而形成。
7.根据权利要求1所述的方法，其中使用BCH代码来形成每一码字。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述符号为位。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述BCH代码具有(x10+x3+1)(x10+x3+x2+x+1)(x10+x5+x3+x2+1)(x2+1)的生成多项式。
10.根据权利要求5所述的方法，其中一码字的n/2个符号为先前形成的码字的符号，且n/2个符号为后续形成的码字的符号。
11.一种形成具有错误校正信息的码字的方法，其包括：
使用k个位来形成n个位的码字，所述码字包含n-k个奇偶校验位，所述n个位中的每一者位于至少一个其它n个位的码字中，所述k个位中的至少一些位为其它码字的奇偶校验位。
12.一种解码所接收信息以校正所述所接收信息的传递中的错误的方法，其包括：
接收信息串流，所述信息由若干个位构成；
反复地解码所述所接收信息串流的码字，每一码字的每一位位于至少两个码字中，其中所述码字中的任一特定码字的所述位中的一些位位于其最后一个位在接收到所述特定码字之前曾被接收的码字中，且其中任一特定码字的所述位中的其它位在接收到所述特定码字的所述最后一个位之后被接收。
13.一种解码布置于子帧中的信息的方法，每一子帧包含32640个位，每一子帧包含BCH(1020，988)代码的64个码字的最后510个位，其中所述64个码字的前510个位散布于8个其它子帧上，所述8个其它子帧中的每一者也包含BCH(1020，988)代码的64个其它码字的最后510个位，所述方法包括：解码终止于特定子帧中的码字；依据所述解码校正所述码字的位，包含位于其它子帧及其它码字中的位；以及解码所述其它码字。
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