專利名稱：糾錯方法以及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如在ATM、IP、LAN等分組傳送方式中對比特差錯和分組丟失進(jìn)行補(bǔ)償?shù)募m錯技術(shù)。
背景技術(shù)：
作為對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的比特差錯和丟失進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆绞剑蠪EC方式(FECForward Error Correction，向前糾錯)。在FEC方式中，在發(fā)送方通過糾錯碼對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，在接收方檢測差錯或丟失并進(jìn)行修正。作為糾錯碼，提出有BCH碼、Reed-Solomon碼、卷積碼等各種糾錯碼(例如，參照非專利文獻(xiàn)1)。
在糾錯碼中，將對N位的數(shù)據(jù)附加n位的糾錯碼后得到的N+n位的位串稱為碼字。當(dāng)碼字中的比特產(chǎn)生差錯時，如果該差錯數(shù)在糾錯能力以內(nèi)，可以在接收方檢測出差錯位置，從而可以完全修正差錯。糾錯能力根據(jù)糾錯碼而不同，例如，在(15，10)漢明碼、即對10位的數(shù)據(jù)附加5位的糾錯碼而形成15位碼字的漢明碼中，可以修正2位以下的突發(fā)錯誤。另外，雖然以奇偶校驗(yàn)碼、CRC碼為代表的檢錯碼與糾錯碼一樣也對數(shù)據(jù)附加檢錯碼，但僅對碼字內(nèi)是否有錯進(jìn)行檢測，而無法進(jìn)行修正。
為了應(yīng)對僅通過糾錯碼自身而難以修正的差錯、例如突發(fā)性錯誤，提出并使用了組合使用多個糾錯碼或組合使用糾錯碼和檢錯碼的各種FEC方式。
現(xiàn)有技術(shù)中的FEC方式可以大致分為三類。第一類是在串流傳送方式中使用的FEC方式，第二類是在分組傳送方式中對分組丟失進(jìn)行補(bǔ)償?shù)腇EC方式，第三類是在分組傳送方式中對分組的丟失和分組內(nèi)的比特差錯進(jìn)行修正的FEC方式。以下，使用圖6～圖9來說明現(xiàn)有技術(shù)中的FEC方式。
圖6是說明在串流傳送方式中使用的FEC方式的圖，其中(a)示出了使用單一糾錯碼的方式，(b)示出了使用兩種糾錯碼的方式。
在圖6的(a)所示的、使用單一糾錯碼的方式中的發(fā)送方，以規(guī)定的位數(shù)為單位來劃分發(fā)送數(shù)據(jù)，對已劃分的數(shù)據(jù)計算糾錯碼并生成碼字。在接收方，根據(jù)糾錯碼來進(jìn)行糾錯。
圖6的(b)示出了組合兩種糾錯碼的、所謂的乘積碼的方式。如圖6的(b)所示，將一定長度的數(shù)據(jù)配置成矩陣狀，例如首先在縱向或列方向上計算糾錯碼，將作為糾錯碼的外碼附加在各列的最后。另外，所謂外碼是指所使用的兩種碼中先計算的碼。
然后，在橫向或行方向上計算糾錯碼，將作為糾錯碼的內(nèi)碼附加在各行的最后。另外，作為內(nèi)碼是指所使用的兩種碼中后計算的碼。
在乘積碼中，例如當(dāng)由于突發(fā)錯誤而在1行內(nèi)產(chǎn)生了超出內(nèi)碼的糾錯能力的差錯時，由于在列方向上不存在突發(fā)錯誤，因此可以通過外碼來修正所有的差錯，從而可以提高其糾錯能力。例如，在日本國內(nèi)的地上數(shù)字廣播中采用使用乘積碼的FEC方式(例如，參照非專利文獻(xiàn)2、3)，該乘積碼使用收縮卷積碼作為內(nèi)碼，使用(204，188)縮短Reed-Solomon碼作為外碼。
圖7是說明在分組傳送方式中對分組丟失進(jìn)行補(bǔ)償?shù)腇EC方式的圖，其記載在專利文獻(xiàn)1中。根據(jù)專利文獻(xiàn)1，如圖7所示，繼在有效負(fù)載部分具有數(shù)據(jù)A～D的ATM信元之后，發(fā)送在有效負(fù)載部分具有奇偶校驗(yàn)位的奇偶校驗(yàn)信元。對數(shù)據(jù)A～數(shù)據(jù)D的第k位的奇偶校驗(yàn)位放在奇偶校驗(yàn)信元的有效負(fù)載部分的第k位中。另外，根據(jù)發(fā)送順序賦予ATM信元連續(xù)的信元編號。
例如，當(dāng)丟失了具有數(shù)據(jù)B的ATM信元時，在接收方可以根據(jù)信元編號而識別出信元的丟失，從而可以根據(jù)奇偶校驗(yàn)信元恢復(fù)數(shù)據(jù)B。該方式可以通過簡單的結(jié)構(gòu)對分組的丟失進(jìn)行補(bǔ)償，但是無法修正比特差錯。即，即使在數(shù)據(jù)B的第1位產(chǎn)生了差錯，能夠通過奇偶校驗(yàn)信元判斷出來的也僅是在數(shù)據(jù)A～D的某一個或多個第1位上產(chǎn)生了差錯。
圖8及圖9是說明在分組傳送方式中對分組丟失和分組內(nèi)的差錯進(jìn)行修正的FEC方式的圖，它們例如記載在非專利文獻(xiàn)4、專利文獻(xiàn)2、以及專利文獻(xiàn)3中。
在本實(shí)施方式中，如圖8的(a)所示，將數(shù)據(jù)列劃分成規(guī)定長度的數(shù)據(jù)A～D并配置成矩陣狀，然后在行方向上計算外碼并分別給數(shù)據(jù)A～D賦予外碼A～D。然后，針對數(shù)據(jù)和外碼，在列方向上計算內(nèi)碼并賦予內(nèi)碼Z。即，計算乘積碼。
然后，將各行的數(shù)據(jù)分割成ATM信元的大小，從矩陣的第1行順次作為賦予了信元編號的ATM信元而進(jìn)行發(fā)送，該信元編號表示信元的發(fā)送順序。在圖8的(b)中，各個數(shù)據(jù)被一分為二。
如圖9所示，在接收方，根據(jù)信元編號將數(shù)據(jù)排列成與發(fā)送方相同的矩陣狀。此時，對根據(jù)信元編號檢測出的丟失信元插入偽數(shù)據(jù)。在圖9中，由于丟失了數(shù)據(jù)B-1的ATM信元，所以在數(shù)據(jù)B-1的位置插入偽數(shù)據(jù)。另外，在該階段無法檢測出產(chǎn)生了差錯的數(shù)據(jù)，因此將具有差錯的狀態(tài)的數(shù)據(jù)配置成矩陣狀。在圖9中，在數(shù)據(jù)D-2產(chǎn)生了差錯。
然后，通過內(nèi)碼和外碼對配置成矩陣狀的數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯，進(jìn)行偽數(shù)據(jù)和差錯的修正處理。本方式與使用圖7來說明的專利文獻(xiàn)1所記載的結(jié)構(gòu)不同，雖然也可以對比特差錯進(jìn)行補(bǔ)償，但存在著效率低、延遲高、以及電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)。
效率低的原因在于存在著存儲外碼的專用信元。例如，在非專利文獻(xiàn)4中，(442，424)BCH碼的傳送效率是21/22，(460，424)BCH碼的傳送效率是10/11。
另外，在接收方進(jìn)行糾錯時會發(fā)生高延遲，這依賴于接收全部碼字的時間，即接收數(shù)據(jù)、內(nèi)碼、以及外碼的時間。例如，如果是非專利文獻(xiàn)4所記載的、使用(460，424)BCH碼作為外碼并使用(15，14)奇偶校驗(yàn)碼作為內(nèi)碼的方式的話，橫向(數(shù)據(jù)+外碼)的碼字長度為11信元，縱向(數(shù)據(jù)+內(nèi)碼)的碼字長度為15信元，乘積碼整體的碼字長度為11×15＝165信元。即，接收165信元的時間決定延遲時間。
并且，當(dāng)內(nèi)碼和外碼均使用糾錯碼時，其電路結(jié)構(gòu)會變得復(fù)雜。另外，例如在非專利文獻(xiàn)5中記載有進(jìn)行糾錯編碼的糾錯編碼器、根據(jù)糾錯碼進(jìn)行糾錯的糾錯器、進(jìn)行檢錯編碼的檢錯編碼器、以及根據(jù)檢錯碼進(jìn)行檢錯的檢錯器。
另外，也考慮如乘積碼那樣使用Turbo Product Code進(jìn)行二元編碼的方法，但是Turbo Product Code的計算量很大，尤其是在解碼時需要重復(fù)運(yùn)算，因此非常復(fù)雜。例如在專利文獻(xiàn)4中記載有使用Turbo Product Code的方法。
專利文獻(xiàn)1日本專利文獻(xiàn)特許第2762815號說明書；專利文獻(xiàn)2日本專利文獻(xiàn)特開平03-254240號公報；專利文獻(xiàn)3日本專利文獻(xiàn)特開平04-207734號公報；專利文獻(xiàn)4美國專利文獻(xiàn)US2004-0260996A1；非專利文獻(xiàn)1今井秀樹監(jiān)修、“エレクトロニクスエツセンシャルズNo.20誤り訂正符號の要點(diǎn)”、日本工業(yè)センタ一；非專利文獻(xiàn)2山田宰監(jiān)修、“映像情報メデイア學(xué)會編、デジタル放送ハンドブツク”、オ一ム社、pp18-19；非專利文獻(xiàn)3ITU-R勧告BT.1306-1；非專利文獻(xiàn)4巖瀬亮一、小原仁、“ATM網(wǎng)における伝送路符號誤りおよびセル廃棄の補(bǔ)償法”、電子情報通信學(xué)會和文論文誌、J75-B1No.1、pp1-11、1992年1月；非專利文獻(xiàn)5原島博監(jiān)修、“誤り訂正符號化技術(shù)の応用事例<デジタル記録編>”、トリケツプス刊、pp43-44、pp67-68。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種可以對分組丟失和分組內(nèi)的比特差錯進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?、高效率、低延遲、并且可以通過簡單的電路結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的糾錯方法、糾錯編碼裝置、以及糾錯解碼裝置。
根據(jù)本發(fā)明的糾錯方法，在發(fā)送方裝置中以規(guī)定的位數(shù)為單位對作為發(fā)送對象的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并通過分組進(jìn)行發(fā)送，在接收方裝置中對分組的比特差錯和分組丟失進(jìn)行補(bǔ)償，所述糾錯方法的特征在于，在發(fā)送方裝置中包括以下步驟將數(shù)據(jù)配置成矩陣狀的步驟；在配置成矩陣狀的數(shù)據(jù)的列方向上計算糾錯碼，并將該糾錯碼配置成與數(shù)據(jù)相同列數(shù)的矩陣狀的步驟；對具有數(shù)據(jù)或糾錯碼的各行賦予與行號相對應(yīng)的編號信息的步驟；以及將具有編號信息和數(shù)據(jù)、或編號信息和糾錯碼的各行分別封裝在一個分組中并將檢錯碼也封裝在該分組中而進(jìn)行發(fā)送的步驟，其中所述檢錯碼至少檢測針對包含在分組中的編號信息和數(shù)據(jù)、或編號信息和糾錯碼的比特差錯；在接收方裝置中包括以下步驟廢棄根據(jù)包含在接收到的分組中的檢錯碼而檢測出差錯的分組的步驟；根據(jù)包含在分組中的編號信息檢查分組的丟失的步驟；和利用糾錯碼恢復(fù)已丟失的數(shù)據(jù)的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的糾錯方法的其他實(shí)施方式，優(yōu)選的是，在恢復(fù)所述數(shù)據(jù)的步驟中，將在檢查所述分組的丟失的步驟中未檢測出丟失的分組的編號信息用于恢復(fù)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的糾錯編碼裝置的特征在于，包括糾錯碼單元，將輸入的規(guī)定位數(shù)的數(shù)據(jù)配置成矩陣狀，對各列計算糾錯碼，將所計算的糾錯碼附加到各列；編號信息賦予單元，將與行號相對應(yīng)的編號信息附加到糾錯碼單元輸出的各行；檢錯碼單元，將檢測各行的比特差錯的檢錯碼附加到編號信息賦予單元輸出的各行；以及分組發(fā)送單元，將檢錯碼單元輸出的各行封裝在一個分組中進(jìn)行發(fā)送。
本發(fā)明的糾錯解碼裝置接收所述糾錯編碼裝置輸出的分組并進(jìn)行解碼，其特征在于，包括檢錯單元，對包含在各個分組中的檢錯碼進(jìn)行解碼，僅輸出未檢測出差錯的編號信息和數(shù)據(jù)的組、或未檢測出差錯的編號信息和糾錯碼的組；以及糾錯單元，使檢錯單元輸出的數(shù)據(jù)或糾錯碼對應(yīng)于行號的位置而成矩陣狀，根據(jù)包含在同一列中的糾錯碼對各個列進(jìn)行糾錯，其中所述行號與和所述數(shù)據(jù)或糾錯碼一同輸出的編號信息相對應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的糾錯解碼裝置的其他實(shí)施方式，優(yōu)選的是，所述糾錯單元將由檢錯單元與數(shù)據(jù)或糾錯碼同時輸出的編號信息用于糾錯。
將乘積碼中的一個碼作為附加位數(shù)比糾錯碼少、電路結(jié)構(gòu)也簡單的檢錯碼，并通過與數(shù)據(jù)或糾錯碼相同的分組來發(fā)送檢錯碼，由此可以對分組丟失和分組內(nèi)的比特差錯這兩者進(jìn)行補(bǔ)償，同時可以削減冗長并實(shí)現(xiàn)低延遲和高效率，另外還可以實(shí)現(xiàn)編碼裝置和解碼裝置的簡化。
并且，由于賦予各個分組編號信息，因此可以通過編號信息而得知未接收到的分組的縱向的位置，甚至可以使用如單一糾錯碼這樣的簡單的糾錯碼，從而可以提高修正性能。


圖1是說明本發(fā)明的糾錯編碼的圖；圖2是本發(fā)明的糾錯方法中的發(fā)送分組的示意圖；圖3是說明本發(fā)明的糾錯方法的解碼的圖；圖4是本發(fā)明的糾錯編碼裝置的框圖；圖5是本發(fā)明的糾錯解碼裝置的框圖；圖6是說明用于串流傳送方式的FEC方式的圖；圖7是說明在分組傳送方式中對分組丟失進(jìn)行補(bǔ)償?shù)腇EC方式的圖；圖8是說明在分組傳送方式中對分組丟失和分組內(nèi)的比特差錯進(jìn)行修正的FEC方式的圖；圖9是說明在分組傳送方式中對分組丟失和分組內(nèi)的比特差錯進(jìn)行修正的FEC方式的另一個圖。
具體實(shí)施例方式
下面，使用附圖來詳細(xì)地說明用于實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。
圖1是說明本發(fā)明的糾錯方法的編碼的圖。如圖1的(a)所示，在發(fā)送方裝置中，以N位為單位來劃分發(fā)送數(shù)據(jù)，將M個N位數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)#1～#M)配置成矩陣狀，進(jìn)行編碼處理。即，發(fā)送方裝置以N×M位為單位進(jìn)行編碼處理。這里，N和M是規(guī)定的自然數(shù)。另外，在圖1中，以從第1行開始按照行的升序進(jìn)行配置的形式示出了發(fā)送數(shù)據(jù)，但只要發(fā)送方和接收方相同即可，對N×M位數(shù)據(jù)的配置順序沒有限制，例如也可以是從第1列開始按照列的升序進(jìn)行配置的方式等。
然后，通過糾錯碼對縱向或列方向進(jìn)行編碼，賦予作為糾錯碼的外碼。如圖1的(b)所示，在本例子中，外碼是對M位的數(shù)據(jù)生成的m位的糾錯碼，將生成的m位的外碼附加到與計算對象列相同的列。因此，外碼為m行N列的矩陣狀。然后，如圖1的(b)所示，將外碼的第k位的行稱為外碼#M+k(1≤k≤m)。
然后，將Q位的編號信息賦予數(shù)據(jù)#1至數(shù)據(jù)#M和外碼#M+1至外碼#M+m的各行的開頭。編號信息是表示行號的信息。然后，如圖1的(b)所示，將第k行(1≤k≤M+m)的編號信息稱為編號信息#k。
最后，通過糾錯碼對由Q+N位構(gòu)成的各行進(jìn)行編碼，賦予作為檢錯碼的內(nèi)碼。如圖1的(b)所示，在本例中，內(nèi)碼是對Q+N位生成的n位的檢錯碼，將生成的n位的內(nèi)碼賦予與計算對象行相同的行。然后，如圖1的(b)所示，將第k行(1≤k≤M+m)的內(nèi)碼稱為內(nèi)碼#k。
圖2是本發(fā)明的糾錯方法中的發(fā)送分組的示意圖。發(fā)送方裝置將分組的報頭賦給圖1的(b)所示的Q+N+n位的各行并作為一個分組來進(jìn)行發(fā)送。即，發(fā)送方裝置通過M+m個分組來發(fā)送N×M位的數(shù)據(jù)。
在接收方裝置中，首先通過一定存在于接收分組中的、作為檢錯碼的內(nèi)碼來檢查是否產(chǎn)生了差錯，當(dāng)檢測出差錯時廢棄該分組。然后，根據(jù)接收分組的編號信息，將除去了編號信息的有效負(fù)載部分、即包含數(shù)據(jù)或外碼的部分配置成矩陣狀。此時，對由于檢測出差錯而廢棄的分組和由于網(wǎng)絡(luò)中的丟失而未接收到的分組，可以配置適當(dāng)?shù)膫螖?shù)據(jù)。圖3是說明本發(fā)明的糾錯方法的解碼的圖，在圖3中，由于在數(shù)據(jù)#4的分組中檢測出了差錯、或者由于根本未接收到數(shù)據(jù)#4的分組，在數(shù)據(jù)#4的位置配置偽數(shù)據(jù)。
最后，在接收方裝置中，通過正確接收到的編號信息和外碼進(jìn)行糾錯，進(jìn)行偽數(shù)據(jù)的糾錯。
另外，雖然示出的是在發(fā)送方裝置中將分組報頭賦予由Q+N+n位構(gòu)成的各行并進(jìn)行發(fā)送的示例，但也可以在一個分組中存儲用于位調(diào)整的填充位等其他位。另外，此時在檢錯碼的檢測對象范圍內(nèi)也可以包含其他位。即，滿足以下條件即可檢錯碼的檢測對象范圍至少包含Q位的編號信息和N位的數(shù)據(jù)或外碼，接收方裝置可以區(qū)分Q位的編號信息、N位的數(shù)據(jù)或外碼、n位的檢錯碼、以及其他位，發(fā)送方裝置和接收方裝置的n位的檢錯碼的對象范圍相同。另外，雖然各個塊的處理延遲會引起數(shù)據(jù)、塊信號、各個控制信號不同步，但可以通過插入適當(dāng)?shù)难舆t電路對此進(jìn)行補(bǔ)償。在以后的說明中將省略延遲電路。
圖4是本發(fā)明的糾錯編碼裝置、即發(fā)送方裝置的框圖。根據(jù)圖4，糾錯編碼裝置包括RAM(Random Access Memory，隨機(jī)存取存儲器)2、糾錯編碼器3、檢錯編碼器4、以及分組報頭賦予器5。另外，標(biāo)號1是數(shù)據(jù)輸入端口，標(biāo)號6是分組輸出端口。
如由圖1的(b)所說明的那樣，以N×M位為單位來處理輸入到數(shù)據(jù)輸出端口1的發(fā)送數(shù)據(jù)，在RAM2的、由圖4的虛線劃分出的區(qū)域中，在M行N列的中央上部的區(qū)域中依次寫入該發(fā)送數(shù)據(jù)。
另外，將Q位的編號信息存儲在RAM2的左側(cè)Q列的各行、即第1行至第M+m行中。既可以在將發(fā)送數(shù)據(jù)寫入各行時一并寫入該編號信息，也可以在對RAM2進(jìn)行初始化時將該編號信息作為固定值寫入。
將發(fā)送數(shù)據(jù)存儲在RAM2的M行N列的區(qū)域中之后，糾錯編碼器3生成對發(fā)送數(shù)據(jù)的各列的糾錯碼并將生成的糾錯碼存儲在與作為修正對象的發(fā)送數(shù)據(jù)相同的列的第M+1行至第M+m行。對所有發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行上述處理，即對RAM2的第Q+1列至第Q+N列進(jìn)行上述處理。另外，也可以每次并列處理多列，而不是一列一列來處理。另外，也可以不是在將所有N×M位的發(fā)送數(shù)據(jù)存儲在RAM2的M行N列的區(qū)域中之后進(jìn)行糾錯碼的生成和存儲處理，而是從所有行的數(shù)據(jù)已被存儲的列開始，依次進(jìn)行糾錯碼的生成和存儲處理，從而可以減少處理時間。
所使用的糾錯碼也可以是非二元碼。此時，進(jìn)行以多位為最小單位的糾錯編碼。例如，當(dāng)使用Reed-Solomon碼RS(255，239)時，以8位為編碼的單位來進(jìn)行計算。
然后，檢錯編碼器4生成對各行數(shù)據(jù)的檢錯碼并將其存儲在檢錯對象行的第Q+N+1列至第Q+N+n列。與糾錯編碼器3相同，檢錯編碼器4也可以每次并列處理多行，而不是一行一行來處理。另外，也可以不是在將需要的數(shù)據(jù)即編號信息、發(fā)送數(shù)據(jù)、糾錯碼存儲在RAM2的(Q+N)×(M+m)的全部區(qū)域中之后進(jìn)行檢錯碼的生成和存儲處理，而是從所有的數(shù)據(jù)已被存儲的行開始依次進(jìn)行檢錯碼的生成和存儲處理，從而可以減少處理時間。
分組報頭賦予器5輸入RAM2的各行數(shù)據(jù)，即包含編號信息、發(fā)送數(shù)據(jù)或糾錯碼、檢錯碼的數(shù)據(jù)，將分組報頭賦予該數(shù)據(jù)并輸出給分組輸出端口6。
圖5是本發(fā)明的糾錯解碼裝置、即接收方裝置的框圖。根據(jù)圖5，糾錯解碼裝置包括分組報頭分離器8、檢錯器9、編號信息分離器10、RAM11、以及糾錯器12。另外，標(biāo)號7是分組輸入端口，標(biāo)號13是數(shù)據(jù)輸出端口。
分組報頭分離器8終結(jié)從分組輸入端口7輸入的分組的報頭，將包含編號信息、數(shù)據(jù)或糾錯碼、檢錯碼的Q+N+n比特的有效負(fù)載輸出給檢錯器9。
檢錯器9根據(jù)檢錯碼檢查在輸入的編號信息+數(shù)據(jù)、或編號信息+糾錯碼中是否產(chǎn)生了差錯。當(dāng)未檢測出差錯時，檢錯器9將編號信息+數(shù)據(jù)、或編號信息+糾錯碼輸出給編號信息分離器10，當(dāng)檢查出差錯時不進(jìn)行任何輸出。
編號信息分離器10終結(jié)輸入的編號信息+數(shù)據(jù)、或編號信息+糾錯碼的編號信息，將該數(shù)據(jù)或糾錯碼存儲在RAM11的、與該編號信息相對應(yīng)的行的第2列至第N+1列中，并使同一行的第1列的值為0。
RAM11的第1列是表示分組廢棄的分組廢棄標(biāo)志區(qū)域，第2列至第N+1列的第1行至第M行是存儲數(shù)據(jù)的區(qū)域，同列的第M+1行至M+m行是存儲糾錯碼的區(qū)域。分組廢棄標(biāo)志表示同一行的數(shù)據(jù)或糾錯碼是否是正常接收到的數(shù)據(jù)或糾錯碼，當(dāng)值為0時表示無差錯地接收到了數(shù)據(jù)或糾錯碼，當(dāng)值為1時表示檢測出了廢棄或差錯。另外，在RAM11進(jìn)行初始化時、以及每次N×M位的數(shù)據(jù)處理結(jié)束時，所有的分組廢棄標(biāo)志被設(shè)定為值1。
當(dāng)分組廢棄標(biāo)志的第1行至第M行中即使有一個變?yōu)橹?時，糾錯器12根據(jù)糾錯碼和分組廢棄標(biāo)志的值對RAM11的第2列至第N+1列的數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯。另外，在糾錯編碼裝置接收到M+m個分組之后、或者為了接收M+m個分組而從接收到最初的分組開始經(jīng)過了足夠長的時間之后，糾錯器12開始糾錯。另外，糾錯器12也可以不是一列一列地執(zhí)行糾錯處理，而是每次并列處理多列。然后，將數(shù)據(jù)輸出給數(shù)據(jù)輸出端口13。
以下示出了與糾錯有關(guān)的具體示例。例如，假定糾錯碼為偶校驗(yàn)碼。此時，m＝1，生成糾錯碼，使得每列的1的個數(shù)均為偶數(shù)個。當(dāng)糾錯解碼裝置接收到M+1個分組并且在其中一個中檢測出差錯而將其廢棄時，僅該行的分組廢棄標(biāo)志變?yōu)橹?。此時，如果將以RAM11的第2列至第N+1列的信號為元素的M+1行N列的矩陣作為DM+1，N、將分組廢棄標(biāo)志作為長度為M+1的縱向量FM+1、將(M+1)行(M+1)列的單位矩陣作為IM+1、將所有元素為1并且長度為M+1的橫向量作為EM+1，則根據(jù)下式來計算被廢棄的1行得以恢復(fù)的M+1行N列的矩陣D*M+1，N，D*M+1，N＝[IM+1+FM+1·EM+1]DM+1，N(1)式(1)是以模2為基礎(chǔ)的運(yùn)算。例如，假定N＝8，M＝4，發(fā)送數(shù)據(jù)為[數(shù)1]00000001000000101111001111110100]]>則外碼為
。如果在接收方裝置中由于檢測出差錯而廢棄了第2個分組，則RAM11的(M+1)行(N+1)列的存儲內(nèi)容變?yōu)閇數(shù)2]0000000011xxxxxxxx011110011011110100000000100]]>這里，x表示由于廢棄而造成的不確定的值。此時，式(1)右邊的各個變量為[數(shù)3]
IM+1=1000001000001000001000001]]>FM+1=01000]]>EM+1=11111]]>DM+1,N=00000001xxxxxxxx111100111111010000000100]]>將它們代入式(1)進(jìn)行計算，則得到[數(shù)4]D*M+1,N=0000000100000010111100111111010000000100]]>可以確認(rèn)的是，包括第2行的上方4行與發(fā)送數(shù)據(jù)一致?？梢詢H通過矩陣的加法和乘法而簡單地實(shí)現(xiàn)式(1)的計算。
通常，為了進(jìn)行1位糾錯，需要使用最小漢明距離為3位以上的代碼。當(dāng)為4位數(shù)據(jù)時，糾錯碼最低需要3位。例如，作為糾錯碼為3位的代碼，有二元(7，4)BCH碼。在本數(shù)值示例中，糾錯碼為1位，因此應(yīng)發(fā)送的信息少，從而可以削減信號傳送帶寬。作為檢錯碼，由于僅檢測差錯，因此也可以使用如奇偶校驗(yàn)位這樣的簡單代碼。另外，如果將本發(fā)明應(yīng)用于如以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))幀這樣的、原本具有檢錯功能的分組，則不需要重新附加檢錯碼，從而不需要多余的帶寬。
如上所述，將乘積碼中的一個碼作為附加位數(shù)比糾錯碼少、電路結(jié)構(gòu)也簡單的檢錯碼，通過與數(shù)據(jù)或糾錯碼相同的分組來發(fā)送檢錯碼，可以對分組丟失和分組內(nèi)的比特差錯這兩者進(jìn)行補(bǔ)償，同時可以削減冗長并實(shí)現(xiàn)低延遲和高效率，另外還可以實(shí)現(xiàn)糾錯編碼裝置和解碼裝置的簡化。并且，由于在糾錯解碼裝置中根據(jù)各個分組的編號信息來識別縱向上的分組廢棄位置，因此甚至可以使用如單一糾錯碼這樣的簡單的糾錯碼，從而可以提高修正性能。
權(quán)利要求
1.一種糾錯方法，在發(fā)送方裝置中以規(guī)定的位數(shù)為單位對作為發(fā)送對象的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并通過分組進(jìn)行發(fā)送，在接收方裝置中對分組的比特差錯和分組丟失進(jìn)行補(bǔ)償，所述糾錯方法的特征在于，在發(fā)送方裝置中具有將數(shù)據(jù)配置成矩陣狀的步驟；在配置成矩陣狀的數(shù)據(jù)的列方向上計算糾錯碼，并將該糾錯碼配置成與數(shù)據(jù)相同列數(shù)的矩陣狀的步驟；對具有數(shù)據(jù)或糾錯碼的各行賦予與行號相對應(yīng)的編號信息的步驟；和將具有編號信息和數(shù)據(jù)、或編號信息和糾錯碼的各行分別封裝在一個分組中并將檢錯碼也封裝在該分組中來進(jìn)行發(fā)送的步驟，其中所述檢錯碼至少檢測針對包含在分組中的編號信息和數(shù)據(jù)、或編號信息和糾錯碼的比特差錯；在接收方裝置中具有廢棄根據(jù)包含在接收到的分組中的檢錯碼而被檢測出差錯的分組的步驟；根據(jù)包含在分組中的編號信息檢查分組的丟失的步驟；以及利用糾錯碼來恢復(fù)已丟失的數(shù)據(jù)的步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的糾錯方法，其特征在于，在恢復(fù)所述數(shù)據(jù)的步驟中，將在檢查所述分組的丟失的步驟中未檢測出丟失的分組的編號信息也用于恢復(fù)數(shù)據(jù)。
3.一種糾錯編碼裝置，其特征在于，包括糾錯碼單元，將輸入的規(guī)定位數(shù)的數(shù)據(jù)配置成矩陣狀，對各列計算糾錯碼，將所計算的糾錯碼附加到各列；編號信息賦予單元，將與行號相對應(yīng)的編號信息附加到糾錯碼單元輸出的各行；檢錯碼單元，將檢測各行的比特差錯的檢錯碼附加到編號信息賦予單元輸出的各行；以及分組發(fā)送單元，將檢錯碼單元輸出的各行封裝在一個分組中進(jìn)行發(fā)送。
4.一種糾錯解碼裝置，接收權(quán)利要求3所述的糾錯編碼裝置輸出的分組并進(jìn)行解碼，其特征在于，包括檢錯單元，對包含在各個分組中的檢錯碼進(jìn)行解碼，僅輸出未檢測出差錯的編號信息和數(shù)據(jù)的組、或未檢測出差錯的編號信息和糾錯碼的組；以及糾錯單元，使檢錯單元輸出的數(shù)據(jù)或糾錯碼對應(yīng)于行號的位置而成矩陣狀，根據(jù)包含在同一列中的糾錯碼對各個列進(jìn)行糾錯，其中所述行號與和所述數(shù)據(jù)或糾錯碼一同輸出的編號信息相對應(yīng)。
5.如權(quán)利要求4所述的糾錯解碼裝置，其特征在于，所述糾錯單元將由檢錯單元與數(shù)據(jù)或糾錯碼同時輸出的編號信息也用于糾錯。
全文摘要
在本發(fā)明中，在發(fā)送方裝置中，將數(shù)據(jù)配置成矩陣狀，在數(shù)據(jù)的列方向上計算糾錯碼，將糾錯碼配置成與數(shù)據(jù)相同列數(shù)的矩陣狀，對具有數(shù)據(jù)或糾錯碼的各行賦予與行號相對應(yīng)的編號信息，將各行分別封裝在一個分組中并將檢錯碼也封裝在該分組中而進(jìn)行發(fā)送，該檢錯碼用于至少檢測包含在分組中的編號信息和數(shù)據(jù)、或編號信息和糾錯碼。在接收方裝置中，廢棄根據(jù)包含在接收分組中的檢錯碼而檢測出差錯的分組，根據(jù)編號信息檢查分組的丟失，根據(jù)糾錯碼恢復(fù)已丟失的數(shù)據(jù)。由此，可以提供一種能夠補(bǔ)償分組丟失和分組內(nèi)的比特差錯、高效率、低延遲、并且可通過簡單的電路結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的糾錯方法。
文檔編號G06F11/10GK101080875SQ200680000729
公開日2007年11月28日 申請日期2006年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月1日
發(fā)明者齊藤幸一, 深田陽一, 前田洋一, 云崎清美 申請人:日本電信電話株式會社