CN1320459C

CN1320459C - 多性质16/17格子码编码装置及方法

Info

Publication number: CN1320459C
Application number: CNB031598129A
Authority: CN
Inventors: W·G·比利斯; R·卡拉贝德
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2023-09-25
Also published as: US20040056784A1; DE10344375B4; US6753797B2; DE10344375A1; CN1577288A

Abstract

在第一具体实施例的一种编码系统能够编码16-位输入字符为均匀同等的17-位字码，其中该字码具至少7个1，其中该字码包括8-位的第一半部及9-位的第二半部，其中该第一半部包括至少3或更多个1，及其中该第二半部包括至少3或更多个1。该字码的第一半部及第二半部的每一个包括奇数坐标位及偶数坐标位，每一半部的至少一个奇数坐标位具值为1，及每一半部的至少一个偶数坐标位具值为1。在第二具体实施例中，该编码系统能够编码16-位输入字符为均匀同等的17-位字码，其中该字码具至少7个1，其中该字码包括11-位的第一半部及6-位的第二半部，其中第一半部包括至少3或更多个1，及其中第二半部包括至少2或更多个1。该字码的第二半部具奇数坐标位及偶数坐标位，且其中第二半部的至少一个奇数坐标位具值为1，及第二半部的至少一个偶数坐标位具值为1。

Description

多性质16/17格子码编码装置及方法

计算机程序清单、光盘附录之参考：

于此附上光盘及并入此处做为参考，于其上有ASCII不压缩文本格式的计算机程序清单附录，其具ASCII换行字符、ASCII换列及以ASCII定义的所有句柄，其具与IBM PC/XT/AT或兼容的计算机兼容性、具与MS-Wundows的操作系统兼容性及包括分别为13,747位及10,462位的档案source_code_1617_H’.txt及source_code_1617_H”.txt，二者皆创作于九月25，2002。

技术领域

本发明系关于一种率16/17编码系统以编码或译码数据并减少在编码后及译码前所引入任何错误的传播及并确保由编码系统所编码的字符的某些位性质。

背景技术

当资料为在经编码形式以传输，为减少在资料运输期间所引入的错误，及为确保资料的某些位性质，在资料被过滤或在两点间运输前，系统常编码资料。编码典型上包括转变资料及引入额外信息于该资料，于此额外信息可被使用以回复或是减少在传输期间被引入的矛盾的影响。

编码机制(或码)可由两个相反品质测量，编码机制的第一个品质为编码的效率或速度，其为要被编码的输入资料量，其与输入数据加添加的编码信息的量成正比，例如，若一个码加上一个编码位至16-位输入字符的码，则产生17-位字码，则编码速度为16/17。高编码速度自然地造成传送输入资料的有效速度，因较少的总信息必须在每单元被传送的输入数据被传送。编码机制的第二个品质为所增加编码信息促进回复或是减少在传输期间被引入的错误之程度。在这两个编码品质间存在一张力，较高的错误回复速度(所欲的)一般需要较少的编码速度(不欲的)。更有效的编码速度(所欲的)一般造成较低的错误回复速度(不欲的)。而且，较低的错误回复或较高的错误传播亦需要更复杂的外错误修正码。所需的为一种具低错误传播速度及有效的编码速度之编码机制，其确保关于字码的位补充的各种利益，而不需复杂的外错误修正码。

发明内容

本发明方向为提供一种率16/17编码系统，其显现编码性质的各种组合。在该率16/17编码的第一具体实施例中，若字码H’为(H1’H2’)，其中H1’表示H’字码的前8个位，且H2’表示H’字码的后9个位，则：

1)每一个字码H’具至少7个值为1的位；

2)H1’具至少3个值为1的位；

3)H2’具至少3个值为1的位；

4)H1’具至少1个值为1的奇数坐标位，及至少1个值为1的偶数坐标位；

5)H2’具至少1个值为1的奇数坐标位，及至少1个值为1的偶数坐标位；及

6)在一或更多字码的任何序列中不会超过11个连续的零，且在该序列中不会超过7个连续交替位(每隔一位)具值0。

在该率16/17编码的第二具体实施例中，若字码H”为(H1”H2”)，其中H1”表示H”的前11个位，且H2”表示H”的后6个位，则：

1)每一个字码H”具至少7个值为1的位；

2)H1”具至少3个值为1的位；

3)H2”具至少2个值为1的位；

4)H2”具至少1个值为1的奇数坐标位，及至少1个值为1的偶数坐标位；

5)在一或更多字码的任何序列中不会超过11个连续的零，且在该序列中不会超过10个连续交替位(每隔一位)具值0；及

6)早期译码性质(EDP)-H1”可被单独使用(无H2”)以自其字码回复对应于H2”的字码的未被编码的资料之第一个字节(8位)。

这些，与之后会明显的其它方面及优点存在于会更详细地说明及申请于下文的结构及操作之细节，并参考成为其一半部的相关图式，其中类似数字表示类似组件。

附图说明

第1图显示使用本发明的16/17码的系统。

第2图显示编码器100的H’编码器124具体实施例的分割区120及对映122。

第3图显示译码器118的H’译码器134具体实施例的条件130及反转对映132。

第4图显示表200及202，其叙述H’编码器124的输入空间或区域的分割区120。

第5-9图显示用于H’编码器124的对映122(F1、F2、F3E、F30、F4)。

第5-9图亦显示用于H’译码器134的反转对映132(F11、F12、F3E1、F301、F41)。

第10图显示叙述H’编码器124的表270及细节272。

第11图显示叙述H’译码器134的表280及细节282。

第12图显示编码器100的H”编码器324具体实施例的分割区320及对映322。

第13图显示编码器118的H”译码器334具体实施例的条件330及反转对映332。

第14图显示表340及342，其叙述H”编码器324的输入空间或区域的分割区320。

第15-18图显示用于H”编码器324的对映322(F1、F2、F3)。

第15-18图亦显示用于H”译码器334的反转对映332(F11、F12、F31)。

第19图显示叙述H”编码器324的表350及细节352。

第20A图显示叙述H”译码器334的表360及细节362。

第20B-20F图提供H”译码器334的进一步细节。

具体实施方式

使用16/17码的系统之回顾

第1图显示使用本发明的16/17码之系统，在第1图系统的编码或前置输送的半个半部可被摘要如：b→c→d→x→y，其中b被编码至c，c被预先编码至d，且d被过滤至x，及x被过滤至y。并非所有阶段是码的必要半部或为其操作所必须。编码器100接收16位的输入资料(b1...b16)，其中(b1...b16)表示16位的向量或字符。若输入资料在由编码器100接收前已被错误修正编码，则码及其性质亦为有效的，编码器100编码该输入资料b，及输出17位的经编码资料(c1...c17)。如稍后所讨论，该编码一半部系以预编码器102的状态为基准，该预编码器102接收编码器100的经编码输出(c1...c17)，及在序列(c1...c17)上执行异或(XOR)状态转变以产生输出序列(d1...d17)。第一信道过滤器104接收序列(d1...d17)，基于序列(d1...d17)执行另一种状态转变，及输出结果序列(x1...x17)。第二信道过滤器106接收序列(x1...x17)，基于序列(x1...x17)执行另一种状态转变，及输出结果序列(y1...y17)。注意，这些x及y向量并不相关于用于叙述H’及H”编码所使用F*对映函数(稍后讨论)的x及y向量。

接着资料y于运输阶段108受到潜在噪声，该运输阶段108可随机地扰乱在序列(y1...y17)的符号，由此产生序列(r1...r17)。对在字符(y1...y17)的每一个符号y(i)，存在一些该运输阶段108会以噪声误差n(i)扰乱y(i)的机率(一般为随机的)。由维特比(Viterbi)侦测器110所接收的运输结果可以向量加成(y1...y17)+(n1...n17)＝(r1...r17)表示，或是以符号加成r(i)＝y(i)+r(i)，序列(r1...r17)常被称为经接收序列。

在第1图系统的后置传送或译码的半个半部可被摘要如：r→y’→x’→d’→c’→b’，其中r被维特比侦测为y’，y’被过滤至x’，x’被过滤至d’，d’被反转前置编码至c’，及c’被译码为b’。

侦测器110接收可能被扰乱的序列(r1...r17)及产生(y’1...y’17)，其为具一或更多位为误差的或被扰乱的(y1...y17)之再建。当任何经回复符号y’(i)为误差的，亦即，当y’(i)≠y(i)，信道输出误差事件发生，信道输出误差事件典型上归因于噪声n。

第二反转信道过滤器112(对应于第二信道过滤器106)接收y’及反转-过滤器(y’1...y’17)为(x’1...x’17)。第一反转信道过滤器114(对应于第一信道过滤器104)接收x’及反转-过滤器(x’1...x’17)为(d’1...d’17)。

反转前置编码器116接收d’及由执行前置编码器102的反转而转变(d‘1...d’17)为(c‘1...c’17)。当d’的经回复位，称之为d’(j)与其相对应原始位d(j)不同，信道输出误差事件被认为是发生。

译码器118接收(c‘1...c’17)，施用编码器100的反转对映，及输出输入资料b＝(b1...b16)的复制b’＝(b’1...b’16)，其中在b’的一些经复制或译码的位可能为误差的，亦即，对一些原始位b(i)及相对应经复制位b’(i)，可能b’(i)≠b(i)。此种在经复制资料b’的误差一般为在c’(或是在相对应或附近的字码)接收的一或更多误差的传播，及此后被称为译码器输出误差。

虽然以个别单元表示，该侦测器110、第二反转信道过滤器112、第一反转信道过滤器114、及反转前置编码器116的功能性可具各种排列，例如，维特比侦测器110可被建造以包括反转信道过滤器112/114的其中一个或二者的功能性。侦测器110亦可被建造以包括反转前置编码器116。

下文所叙述为两个16/17码具体实施例，第一个被称为H’码，及第二个被称为H”码。

编码器及前置编码器间的交互作用

编码器100之后为1/(1D²)前置编码器102，其在时间，i，具状态s(i)＝(s2(i)，s1(i))、输入，c(i)、及输出x(i)，其中x(i)＝c(i)s2(i)。该状态，s，于时间i+1被更新如下：

s(i+1)＝(s2(i+1)，s1(i+1))，其中

s2(i+1)＝s1(i)，及

s1(i+1)＝x(i)。

前置编码器102的输出通过一系列信道过滤器104、106，由(1-D²)及(a+bD+cD²)表示。在过滤器104、106的输出，y位由额外噪声n(r(i)＝y(i)+n(i))而讹误，1-D²项具输入d及输出x，且其在时间i的输出为x(i)＝d(i)*d(i-2)。a+bD+cD²项具输入x及输出y，且其在时间i的输出为y(i)＝a*x(i)+b*x(i-1)+c*x(i-2)。

误差及码性质的讨论

本发明的一方面为典型上长的信道误差被避免。

一般使用编码系统，希望

(i)典型信道误差的长度为短的，

(ii)译码器不会将短的信道误差传播为长的译码器误差，及

(iii)在字码的非零值的数目为大的。

若条件(i)及(ii)未被满足，则系统需要更有力的输入资料b的(外)错误修正码，此会增加系统的复杂性。关于条件(iii)，非零值为有用的因为它们提供回复系统时脉的有用信息，且更多的非零值产生更正确的系统时脉。

关于条件(i)，典型上长的信道误差可能发生，当对一些整数k及M(M大)对，及对x*∈{-1，1}：

(x(k+1)，x(k+2)，...，x(k+M))＝x*(1-11-11-1...)，或

(x(k+2*1)，x(k+2*2)，...，x(k+2M))＝x*(111111...)。

如上所述，有两个16/17编码具体实施例于此处讨论；H’码及H”码。为进行讨论，H’码的字码被分为H1’半部及H2’半部(H’码字符为与H2’连锁的H1’)。类似地，H”码的字码为H1”与H2”连锁。

如在摘要中所述，H1’的性质(4)需要有至少一个非零偶数坐标及至少一个非零奇数坐标于H’码的H1’半部。H1’的性质(4)保证H’码，但不保证H”码。类似地，H’及H”码皆保证有至少一个非零偶数坐标位及至少一个非零奇数坐标位于码的H2’及H2”半部(参看H2’的性质(5)及H2”的性质(4)的摘要)。非零奇数/偶数坐标性质促成条件(i)，且H’码及H”码的性质(1)-(3)皆促成条件(iii)。而且，因字码为17位长，译码器无法传播超过16位的信道误差，所以，H’及H”码亦满足条件(ii)。结果，16位，(D1，D2)，被编码为(H1”，H2”)，其中D1及D2皆为8位。早期译码性质(EDP)要求D1为可仅基于H1”译码的，EDP帮助H”码的条件(ii)，但未帮助H’码的条件(ii)。

H’及H”码如何被解释

在第1图，编码器100被表示为对映b至c，且译码器118被表示为对映c’至b’。然而，不论第1图，第2-20F图及以下讨论独立地叙述编码器100及译码器118的H’及H”具体实施例。H’及H”编码器以在向量x及向量y间的对映的方式被概要地叙述，在H’码的情况下，第2、3、10及11图以x＝(x1...x16)及y＝(y1...y17)的方式叙述H’。在H”码的情况下，第12、13、及20A-20F图以x＝(11...18r1...r8)，及y＝(c1...c17)的方式叙述H”。

在第1图中，编码器100的输入b对应于H’或H”编码器的输入x，且编码器100的输出c对应于H’或H”编码器的输出y。类似的说明应用于译码器118及H’与H”译码器具体实施例。为了解下列讨论，牢记用来叙述各种对映的一些变量的范围可能为局部的是有帮助的。

H’编码器及译码器

第2图显示编码器100的H’编码器124具体实施例的分割区120及对映122。H’编码器124对映16-位输入字符x为17-位字码y。H’编码器124使用分割区120以决定如何对映x为y，于此如此决定的对映可能包括对映122的其中一个。

第3图显示译码器118的H’译码器134具体实施例的条件130及反转对映132。H’译码器134对映17-位字码y为16-位输出字符x，H’译码器134使用条件130以决定如何对映y为x，于此如此决定的对映可能包括反转对映132的其中一个。

第4图显示表200及202，其叙述H’编码器124的输入空间及区域的分割区120。第5-9图显示用于H’编码器124的对映122(F1、F2、F3E、F30、F4)。第5-9图亦显示用于H’译码器134的反转对映132(F11、F12、F3E1、F301、F41)。例如，F11为F1的反转。

第10图显示叙述H’编码器124的表270及细节272。对H’编码器124的特定输入x，x为在分割区R1-R10的其中一个，且x被对映至y，如在表270的相对应列所叙述。细节272进一步解释位y1至y17如何被决定。例如，若特定x落在组R6，则x会如在表270的列6所示地对映为y。在此实例中，在列6的(y3...y8)对应于在细节272的(h1”...h6”)，细节272显示y的(h1”...h6”)＝(y3...y8)半部可由对映F2决定。

第11图显示叙述H’译码器134的表280及细节282。对H’译码器134的特定输入y，在表280的第二行的条件中的其中一个对y为真，且y如在表280的相对应行所叙述地对映至x。细节282进一步解释位x1至x16如何被决定。例如，若特定y满足(y17＝1 & y1y2y3y4＝0010)，则在列2的条件被符合，且y会如在表280的列2所示地对映至x。在此实例中，在列2的(x1...x8)对应于在细节282的(A1”...A8”)，细节282显示x的(A1’...A8’)＝(x1...x8)半部可由反转对映F3E1决定。

H”编码器及译码器

第12图显示编码器100的H”编码器324具体实施例的分割区320及对映322。H”编码器324对映16-位输入字符x为17-位字码y。H’编码器324使用分割区320以决定如何对映x为y，于此如此决定的对映可包括对映322的其中一或更多个。

第13图显示译码器118的H”译码器334具体实施例的条件330及反转对映332。H”译码器334对映17-位字码x为16-位输出字符y，H”译码器334使用条件330以决定如何对映y为x，于此如此决定的对映可包括反转对映332的其中一个。

第14图显示表340及342，其叙述H”编码器324的输入空间或区域的分割区320。第15-18图显示用于H’编码器324的对映322(F1、F2、F3)。第15-18图亦显示用于H”译码器134的反转对映332(F11、F21、F31)。

第19图显示叙述H”编码器324的表350及细节352。对H”编码器324的特定输入x，x为在分割区330(”若x为在”，第二行)的其中一个，且x如在表350的相对应列所叙述地被对映至y。细节352进一步解释位c1至c17如何被决定。例如，若特定x落在组R4，则x会对映为y，如在表350的列3所示。在此实例中，在列1的y(c1...c8)的半部对应于在细节352的(P1P2P3P4Q1Q2Q3Q4)，细节352显示y的(P1P2P3P4Q1Q2Q3Q4)＝(c1...c8)半部可由对映F2决定当施用于x(11...18r1r2)的前10个位。

第20A图显示叙述H”译码器334的表360及细节362。对H”译码器334的特定输入y，在表360的第二行(”若”)的条件中的其中一个对y为真，且y对映至x，如在表360的相对应列所叙述。细节362进一步解释x的位(11...18r1...r8)如何被决定。例如，若在表360的第二条件被满足，则在列2的条件被符合，且y会如在表360的列2所示地对映至x。图20B-20F提供H”译码器334的进一步细节。

要注意在图中所示的表、细节等仅被用于叙述H’及H”码，码的实际具体实施例或实施不需本身的表(虽然它们可被使用)。所叙述码可以电路、软件等形成，每一个皆可以码的数学观念实现。

结论

本发明的许多特性及优点可由详细说明书明显得知，且因而意欲由所附申请专利范围涵盖在本发明意旨及范围内的本发明的所有此种特性及优点，而且，因子种修改及变更为熟知本技艺者可明显易见的，不欲限制本发明于所说明及叙述的精确相同结构及操作，且因此所有合适的修改及相当方案被诉诸为在本发明范围内。

Claims

1.一种编码装置，包括：

一个编码系统，其包括：

一编码器，用以编码16-位输入字符为均匀同等的17-位字码；

一过滤器，以基于该17-位字码接收该17-位字码的至少其中一个与字符；及

一对映装置，基于一分割区以对映16-位字符的一半部为17-位字码的一半部，

其中，该字码具至少7个值为1的位，其中该字码包括8-位的第一半部及9-位的第二半部，其中该第一半部包括至少3或更多个值为1的位，及其中该第二半部包括至少3或更多个值为1的位。

2.根据权利要求1的装置，其中该字码的第一半部及第二半部的每一个包括奇数坐标位及偶数坐标位，且其中每一半部的至少一个奇数坐标位具值为1，以及每一半部的至少一个偶数坐标位具值为1。

3.根据权利要求1的装置，其中一或更多该字码的任何序列具至多11个具值为零的连续位。

4.根据权利要求1的装置，其中对在该序列中交替位的任何子序列，该子序列具至多7个具值为零的连续位。

5.一种编码装置，包括：

一个编码系统，其包括：

一编码器，用以编码16-位输入字符为均匀同等的17-位字码；

-对映装置，基于一分割区以对映16-位字符的一半部为17-位字码的一半部，

其中，该字码具至少7个值为1的位，其中该字码包括11-位的第一半部及6-位的第二半部，其中该第一半部包括至少3或更多个值为1的位，及其中第二半部包括至少2或更多个值为1的位。

6.根据权利要求5的装置，其中该字码的第二半部包括奇数坐标位及偶数坐标位，且其中第二半部的至少一个奇数坐标位具值为1，及第二半部的至少一个偶数坐标位具值为1。

7.根据权利要求5的装置，其中一或更多该字码的任何序列具至多11个具值为零的连续位。

8.根据权利要求5的装置，其中对在该序列中交替位的任何子序列，该子序列具至多10个具值为零的连续位。

9.根据权利要求5的装置，其中该输入字符的前8个位能够仅基于该字码的第一半部被解。

10.一种编码装置，包括：

一编码装置，以编码16-位字符为17-位字码；

一对映装置，基于一分割区将以对映16-位字符的一半部为17-位字码的一半部。

11.一种编码装置，包括：

-输出17-位字码的检测器；

一译码装置，以通过基于该17-位字码的该17-位字码的至少其中一个与字符进行译码而输出16-位字符；及

一对映装置，基于一条件以对映该17-位字码的一半部为16-位字符的一半部。

12.一种编码方法，包括：

编码16-位输入字符为均匀同等的17-位字码，其中该字码具至少7个1，其中该字码包括8-位的第一半部及9-位的第二半部，其中第一半部包括至少3或更多个1，及其中第二半部包括至少3或更多个1。

13.根据权利要求12的方法，其中该字码的第一半部及第二半部的每一个包括奇数坐标位及偶数坐标位，且其中每一半部的至少一个奇数坐标位具值为1，及每一半部的至少一个偶数坐标位具值为1。

14.根据权利要求12的方法，其中一或更多该字码的任何序列具至多11个具值为零的连续位。

15.根据权利要求12的方法，其中对在该序列中交替位的任何子序列，该子序列具至多7个具值为零的连续位。

16.一种编码方法，包括：

编码16-位输入字符为均匀同等的17-位字码，其中该字码具至少7个1，其中该字码包括11-位的第一半部及6-位的第二半部，其中该第一半部包括至少3或更多个1，及其中该第二半部包括至少2或更多个1。

17.根据权利要求16的方法，其中该字码的第二半部包括奇数坐标位及偶数坐标位，且其中该第二半部的至少一个奇数坐标位具值为1，及该第二半部的至少一个偶数坐标位具值为1。

18.根据权利要求16的方法，其中一或更多该字码的任何序列具至多11个具值为零的连续位。

19.根据权利要求16的方法，其中对在该序列中交替位的任何子序列，该子序列具至多10个具值为零的连续位。

20.根据权利要求16的方法，其中该输入字符的前8个位能够仅基于该字码的第一半部被解码。