專利名稱：數(shù)字數(shù)據(jù)的編碼方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到被分在應(yīng)用數(shù)據(jù)塊中的數(shù)字數(shù)據(jù)的編碼和傳輸。
以數(shù)據(jù)包為基礎(chǔ)的經(jīng)過通信網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸，是將準(zhǔn)備傳輸?shù)挠杏脭?shù)據(jù)從第一個裝置傳輸給第二個裝置。每個數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的目標(biāo)必須是，可靠地保證由應(yīng)用以及由用戶期望的數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。一般來說傳輸是使用層結(jié)構(gòu)安排的不同的通信業(yè)務(wù)完成的。每個通信業(yè)務(wù)是這樣產(chǎn)生的，由直接相鄰的通信業(yè)務(wù)產(chǎn)生的對過程的不了解對單個的通信業(yè)務(wù)是已知的。一般來說，這種層結(jié)構(gòu)是以已知的OSI-層模型(開放系統(tǒng)互聯(lián))為基礎(chǔ)的。
常常OSI-層模型的出發(fā)點也會發(fā)生變化，以提高數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的效率。在這種情況下，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的單個的主管(層)可追溯到現(xiàn)實狀態(tài)和要求，即工作在“層搭接狀態(tài)”。
特別是多媒體應(yīng)用對當(dāng)代的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)提出了高的要求。系統(tǒng)必須是柔性的，并且不僅可以滿足傳輸條件的變化，而且可以滿足對應(yīng)用的不同要求。
這關(guān)系到，在多媒體-應(yīng)用時具有不同要求的不同數(shù)據(jù)流，在不同方面提出要求，例如被傳輸數(shù)據(jù)的運行時間延遲，或被傳輸數(shù)據(jù)的故障識別/故障修正。
在這個意義上，例如數(shù)字數(shù)據(jù)流是準(zhǔn)備傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)，語言或例如按照ASCII-格式編碼的文本信息。
為了確保故障識別以及故障修正，已知各種故障修正機理-數(shù)據(jù)塊的多次傳輸；在數(shù)據(jù)塊多次傳輸時，至少數(shù)據(jù)塊集多次從第一個裝置傳輸給第二個裝置，從而在傳輸時產(chǎn)生兀余，從而提高了有用數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳輸?shù)幕蛉宦省?br> -自動重復(fù)請求(ARQ)-方法；在ARQ-方法中，也是通過數(shù)據(jù)塊的重復(fù)傳輸確保無故障。在ARQ-方法中，在接收數(shù)據(jù)塊的第二個裝置中對數(shù)據(jù)塊進行故障識別，并且在使用接收確認的情況下，當(dāng)有故障的傳輸時，必要時要求將其他的兀余補充到數(shù)據(jù)塊上。要求重復(fù)傳輸?shù)臄?shù)目是不可能預(yù)先規(guī)定的，因為數(shù)據(jù)塊可能重復(fù)地被破壞。
-前進的故障修正方法(FEC-方法)；用FEC-方法由于將兀余數(shù)據(jù)補充到數(shù)據(jù)塊上減少了故障率。對于傳輸應(yīng)用數(shù)據(jù)塊所要求的帶寬增加了很少只到平均值。然而如果不使用附加的接收確認和重復(fù)傳輸不能達到完全的無故障。
-由于這個原因常常使用ARQ-方法和FEC-方法的一種混合機理。
關(guān)于上述故障修正機理的概述在文獻[1]中可以查到。
在現(xiàn)代的方法中，所有準(zhǔn)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在傳輸時，對故障識別以及故障修正同時進行處理。
這樣從文獻[2]中已知安排在OSI-連接層上的高-水平-數(shù)據(jù)-連接-控制-協(xié)議(HDLC-協(xié)議)。HDLC使用ARD-方法(Go-Back-N-協(xié)議，或有選擇的-重復(fù)-協(xié)議)。這意味著，已經(jīng)在鏈接層上作為有故障的已知的數(shù)據(jù)再一次被請求，這導(dǎo)致了延遲，對于位于高一層的OSI-傳輸層沒有影響。同樣包括ARQ-機理的直接傳輸層例如可以借助于傳輸-控制-協(xié)議(TCP)實現(xiàn)。如果在傳輸層中已知一個故障，例如這個故障是由于緩沖存儲溢出或由于中止連接引起的，TCP再一次請求整個的數(shù)據(jù)塊。在鏈接層上進行的在HDLC幀上的重復(fù)傳輸已經(jīng)是徒勞的了。這顯示了在已知方法中存在的問題。
由文獻[3]中已知所謂的資源-預(yù)留-協(xié)議(RSVP)。
這只是一種專用的故障識別機理。這意味著，與質(zhì)量要求無關(guān)的不同的數(shù)據(jù)流運行同樣的故障修正機理，從而故障修正機理是與故障相匹配的，并且在大多數(shù)情況下尺寸過大，并且例如可以導(dǎo)致不可確定公差的不必要的延遲。
從而提給本發(fā)明的問題是，指出數(shù)字數(shù)據(jù)編碼和傳輸?shù)姆椒ê脱b置，用這種方法和裝置恰當(dāng)?shù)乜紤]對數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的上述不同的要求。
此問題是通過按照權(quán)利要求1的方法，通過按照權(quán)利要求3的方法，通過按照權(quán)利要求13的裝置，按照權(quán)利要求14以及按照權(quán)利要求15的裝置解決的。
在這些方法中，數(shù)字數(shù)據(jù)是這樣編碼的，將數(shù)據(jù)分成為應(yīng)用數(shù)據(jù)塊。至少求得一個狀態(tài)參數(shù)和/或至少一個連接參數(shù)，并且使用狀態(tài)參數(shù)和/或連接參數(shù)從一個預(yù)先規(guī)定數(shù)量的故障修正機理中對于每個故障修正機理至少求得一個選擇參數(shù)。用選擇參數(shù)描述各個故障修正機理關(guān)于被求得的狀態(tài)參數(shù)和/或連接參數(shù)的特性。選定一個故障修正機理。應(yīng)用數(shù)據(jù)塊使用選定的故障修正機理進行編碼。
用來作為數(shù)字數(shù)據(jù)的編碼裝置，數(shù)字數(shù)據(jù)被分成為應(yīng)用數(shù)據(jù)塊。這個裝置是使用從預(yù)先規(guī)定的大量的故障修正機理中選定的一個故障修正機理情況下完成的。裝置包括一個計算單元，用于求得至少一個狀態(tài)參數(shù)和/或至少一個連接參數(shù)。對于大量故障修正機理中的每個故障修正機理，安排了一個修正模塊，在使用狀態(tài)參數(shù)和/或連接參數(shù)情況下用修正模塊各自至少求出一個選擇參數(shù)。用選擇參數(shù)描述關(guān)于被求得的狀態(tài)參數(shù)和/或連接參數(shù)的各個故障修正機理的特性。此外考慮了一個機理選擇單元，用這個選擇單元選定一個故障修正機理。此外考慮了一個編碼單元，在使用被選擇的故障修正機理情況下用來對應(yīng)用數(shù)據(jù)塊進行編碼使之成為數(shù)據(jù)包。
不僅通過方法而且通過裝置，使之不僅對數(shù)據(jù)傳輸要求的帶寬以及必要的故障修正有可能提出不同的要求。從而保證了，對每個要求使用有效率的故障修正方法。因為在選定故障修正機理時考慮連接參數(shù)，有可能對傳輸路段質(zhì)量的變化很快作出反應(yīng)。
本發(fā)明可以從中很明顯地看出，從預(yù)先規(guī)定的大量的故障修正機理中，在預(yù)先規(guī)定的邊界條件下(質(zhì)量要求，傳輸系統(tǒng)狀態(tài))，選定對于邊界條件“最佳的”故障修正機理，并且使用故障修正機理對數(shù)據(jù)進行編碼和進行傳輸。
本發(fā)明有利的擴展結(jié)構(gòu)敘述在從屬權(quán)利要求中。
在一個擴展結(jié)構(gòu)中，不僅方法而且裝置也是有利的，將選擇參數(shù)進行加權(quán)，并且選定故障修正機理，關(guān)系到預(yù)先規(guī)定的選擇判據(jù)被加權(quán)的選擇參數(shù)是最佳的。通過這個擴展結(jié)構(gòu)，使得更加有效率的選定對于各個最適合的故障修正機理成為可能。
此外在一個擴展結(jié)構(gòu)中是有利的，不僅方法而且裝置使用在無繩數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸?shù)目蚣軆?nèi)，例如在移動無線電通信中(例如按照GSM-標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸)。
以下詳細地敘述本發(fā)明的一個有利的實施例。
附圖表示附

圖1 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(通信系統(tǒng))簡圖，具有第一個裝置，一個傳輸單元以及第二個裝置；附圖2 在簡圖上表示了一個匹配的故障修正模塊；附圖3 在簡圖上表示了在后面敘述的詢問機理；附圖4 過程圖上表示了實施例的各個處理步驟。
附圖1表示了一個數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)DS(通信系統(tǒng))具有第一個裝置A1、第二個裝置A2以及一個傳輸單元UE。
第一個裝置A1和第二個裝置A2經(jīng)過傳輸單元UE是這樣相互連接的，數(shù)據(jù)包DP是可以單向或雙向交換的。
關(guān)于數(shù)據(jù)包DP以下應(yīng)理解為具有各自從屬于應(yīng)用數(shù)據(jù)塊NDS的控制信息SI的應(yīng)用數(shù)據(jù)塊NDS。
附圖1表示了在裝置A1、A2中的各個象征性的應(yīng)用ANi(i＝1，n)，有用數(shù)據(jù)的傳輸要求，這些要求被各個應(yīng)用ANi輸入給一個匹配的故障修正模塊AFK。
在這些關(guān)系中有用數(shù)據(jù)例如是視頻數(shù)據(jù)、語言信息或者還有例如按照ASCII-格式編碼的文本信息。
有用數(shù)據(jù)的不同種類對傳輸提出了不同的要求。
由于這個原因，將質(zhì)量要求參數(shù)QoS(業(yè)務(wù)質(zhì)量參數(shù))由應(yīng)用ANi附加地輸入給匹配的故障修正模塊AFK。
應(yīng)用ANi用質(zhì)量要求參數(shù)QoS對于一個連接各自要求一定的質(zhì)量。
用一個連接表示了一個數(shù)字數(shù)據(jù)流，將這個數(shù)字數(shù)據(jù)流在第一個裝置A1與第二個裝置A2之間進行傳輸，并且需要經(jīng)過一個前面的連接建立預(yù)初始化路段，這個路段是由傳輸單元UE表示的。一個連接在這里意味著例如一個TCP/IP-通信連接。如果數(shù)據(jù)流明顯地是可識別的，并且在初始化階段從屬于傳輸系統(tǒng)的資源時，然后IP-協(xié)議的一個數(shù)據(jù)流(因特網(wǎng)協(xié)議)可以作為連接。此外可以使用資源-預(yù)留-協(xié)議(RSVP)(見文獻[3])。
將以下質(zhì)量要求參數(shù)QoS被從應(yīng)用ANi中輸入給匹配的故障修正模塊AFK-希望的帶寬bA；希望的帶寬定義為，在應(yīng)用ANi中隨著時間數(shù)據(jù)增長的數(shù)量。描述希望帶寬bA的單位是[比特/秒]。
-最大的時間延遲tA；最大的時間延遲tA特別是在實時敏感的應(yīng)用ANi中用來定義應(yīng)用數(shù)據(jù)塊NDS的最大可承受的運行時間。
-應(yīng)用ANi所允許的最大比特故障率eA。
-準(zhǔn)備傳輸?shù)挠杏脭?shù)據(jù)的長度說明len，單位為[比特]；用長度說明可以對準(zhǔn)備傳輸?shù)挠杏脭?shù)據(jù)len進行運行時間的估算。準(zhǔn)備傳輸?shù)挠杏脭?shù)據(jù)的長度說明len表示在應(yīng)用ANi中準(zhǔn)備傳輸?shù)挠杏脭?shù)據(jù)的最大長度。
將準(zhǔn)備傳輸?shù)挠杏脭?shù)據(jù)分成為應(yīng)用數(shù)據(jù)塊NDS，并且同樣輸入給匹配的故障修正模塊AFK。
在匹配的故障修正模塊AFK中涉及到傳輸連接的質(zhì)量要求，以及至少描述傳輸連接現(xiàn)實狀態(tài)的參數(shù)情況下，選定在各種條件下最有效的故障修正機理，并且在使用選定的故障修正機理情況下，對應(yīng)用數(shù)據(jù)塊NDS進行處理，并且輸入給編碼單元CE。
在編碼單元CE中將應(yīng)用數(shù)據(jù)塊NDS編碼成數(shù)據(jù)包DP，并且輸入給傳輸單元UE。
通過傳輸單元UE將數(shù)據(jù)包DP從第一個裝置A1傳輸給第二個裝置A2。
數(shù)據(jù)包DP在第二個裝置A2中被接收，并且在解碼單元DE中被解碼。在匹配的故障修正模塊AFK中按照被選定的故障修正機理進行相應(yīng)的故障修正以及故障識別，并且將被解碼的應(yīng)用數(shù)據(jù)塊NDS輸入給在第二個裝置A2中的各個相應(yīng)的應(yīng)用ANi。
在第一個裝置A1與第二個裝置A2之間可能的雙向通信是用在裝置A1和裝置A2之間的雙箭頭符號表示的。
匹配的故障修正模塊AFK邏輯地直接經(jīng)過編碼單元CE以及解碼單元DE安排的，并且當(dāng)使用應(yīng)用ANi時如同要求的那樣，可以將應(yīng)用ANi的質(zhì)量要求參數(shù)QoS一同傳輸給匹配的故障修正模塊AFK。
從而可以提供將匹配的故障修正模塊AFK置入鏈接層(鏈接層)。
先決條件是，包括編碼單元CE、解碼單元DE以及傳輸單元UE的單元是這樣構(gòu)成的，使用多個具有同步分段的邏輯和物理的傳輸信道。
在這種情況下是使用時分多址-方法(TMDA-方法)。
在時分多址TDMA-方法中，將傳輸時間分成多個時隙，其中的時隙集為傳輸數(shù)據(jù)各自提供了一定的信道。下面將從這里出發(fā)，對于傳輸只安排了兩個用戶，但是經(jīng)過這種方法傳輸多個應(yīng)用ANi數(shù)據(jù)包DP，這些數(shù)據(jù)包相互競爭地從時隙中存取。傳輸單個數(shù)據(jù)流是在邏輯信道中進行的。
周期地重復(fù)的單元，邏輯信道和從而數(shù)據(jù)包DP也位于其中，被稱為幀R。
在附圖2上表示了用符號表示的功能單元中的匹配的故障修正模塊AFK。
安排了一個監(jiān)控單元UW，用監(jiān)控單元求出數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)DS的各個現(xiàn)實狀態(tài)。此外記錄和寄存從各個裝置A1、A2，各自發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)量，也就是發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)包DP。每個裝置A1、A2將發(fā)送給各個其他裝置A1、A2的數(shù)據(jù)包DP的數(shù)量信令化。裝置A1、A2將這些信令化的數(shù)值與在裝置上準(zhǔn)確接收的數(shù)據(jù)包DP進行比較。用這種方法可以用簡單的方法求得在兩個傳輸方向上的損失和延遲。
從這些數(shù)值中記錄和存儲傳輸單元UE的短期-、中期-和長期的狀態(tài)變化，從而對傳輸單元UE的詳細的監(jiān)控成為可能。因為這些信息對于兩個通信伙伴是很重要的，經(jīng)過傳輸單元UE將這些信息作為數(shù)據(jù)包DP傳輸。作為信息這些不僅包括比特故障而且包括數(shù)據(jù)包損失。因為這些數(shù)據(jù)包DP如同普通的應(yīng)用數(shù)據(jù)包一樣也對傳輸單元UE施加影響，同樣對這些數(shù)據(jù)包DP的損失也進行監(jiān)控和計算。測量和監(jiān)控是以等距離的時間間隔進行的，以便當(dāng)這個數(shù)據(jù)包DP有損失時確保一個可靠的狀態(tài)報告，但是并不需要太大的監(jiān)控帶寬。
作為監(jiān)控的結(jié)果，監(jiān)控單元UW傳輸給機理選定單元AUS一個數(shù)據(jù)包損失率ef[1/數(shù)據(jù)包]。
此外將質(zhì)量要求參數(shù)QoS輸入給機理選定單元AUS。用機理選定單元AUS對最佳從屬于各個應(yīng)用數(shù)據(jù)塊NDS的應(yīng)用數(shù)據(jù)塊NDS/故障修正機理進行確定，動態(tài)監(jiān)控和必要時現(xiàn)實化。
這是這樣進行的，由機理選定單元AUS將各個以下的量輸入給單個的修正模塊Kj(j＝1，，m)-準(zhǔn)備傳輸?shù)膽?yīng)用數(shù)據(jù)長度說明len；
-時隙f的長度說明；-數(shù)據(jù)包損失率ef；-允許的最大比特故障率eA(見附圖3)。
從大量的可預(yù)先規(guī)定的故障修正機理中對每個預(yù)先規(guī)定的故障修正機理各自安排了修正模塊Kj，大量的可預(yù)先規(guī)定的故障修正機理是共同安排在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的。
各個故障修正機理將在下面詳細地敘述。
對于每個修正模塊Kj至少確定一個各自與各個故障修正機理有關(guān)的選擇參數(shù)。選擇參數(shù)在本實施利中是-對傳輸各個應(yīng)用ANi的整個應(yīng)用數(shù)據(jù)塊NDS所要求的平均數(shù)據(jù)包DP數(shù)Pmed；-最大的數(shù)Pmax；-在使用各個故障修正機理時得出的比特故障率eb。
由機理選定單元AUS選定涉及到幀條件最佳的故障修正機理，和將應(yīng)用數(shù)據(jù)塊NDS經(jīng)過編碼裝置CE以及解碼裝置的乘法器/除法器MUX輸入給應(yīng)用ANi。
如果質(zhì)量要求參數(shù)QoS被視為應(yīng)該無條件遵守時，如果滿足以下條件時，則應(yīng)用數(shù)據(jù)塊NDS的傳輸只能夠提供給應(yīng)用ANieges＝eb≤eA(總比特故障率≤要求的最大的比特故障率)bges＝(len×c)/(pmed×tf)≥bA(帶寬≥所要求的帶寬)tges＝pmax×tf/c≤tA(總延遲≤所要求的最大延遲)在質(zhì)量要求參數(shù)QoS方面允許有一些變化的應(yīng)用ANi中，通過一個ANi將加權(quán)從屬于質(zhì)量要求參數(shù)QoS，并且通報給匹配的故障修正模塊AFK，例如是否將更多數(shù)值放入傳輸時的實時狀態(tài)或放入傳輸時的無故障。從而不僅將故障修正機理的選擇方法構(gòu)成為柔性的，而且有可能，對于各個判據(jù)給以很大的關(guān)注，例如對于這種情況在一個系統(tǒng)中由于費用原因節(jié)約帶寬應(yīng)該是一個最重要的因素。
隨后必須各自確定數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)DS，是否可以提供所要求的傳輸業(yè)務(wù)。
如果將要求與通過故障修正機理可以帶來的質(zhì)量進行對比，則可能出現(xiàn)三種情況1. 機理選擇單元AUS準(zhǔn)確地找到一個適合的故障修正機理。
2. 沒有可以100％滿足全部質(zhì)量要求的故障修正機理。
3. 多個故障修正機理滿足所希望的條件。
如果出現(xiàn)第一種情況，則選定相應(yīng)的故障修正機理，并且在下面的方法中使用在應(yīng)用ANi中。
在第二種情況時，或者必須在質(zhì)量要求方面將應(yīng)用ANi覆蓋或者必須拒絕這個業(yè)務(wù)。
如果出現(xiàn)第三種情況時，則選擇這樣的故障修正機理，這個機理平均看來是最適合的和需要最小帶寬、一個判據(jù)，特別是在移動無線電通信中是屬于最重要的。
下面使用三種參數(shù)作為加權(quán)的方法-必須必須提供這樣的業(yè)務(wù)質(zhì)量，-最佳要求這種質(zhì)量要求參數(shù)QoS不是被迫的，應(yīng)該提供最佳滿足的可能性。
-其他其他數(shù)值位于中間，用這些數(shù)值可以按照數(shù)字相對地選擇各種故障修正機理。
為了計算，在下面詳細敘述的計算中將數(shù)值1定義為“必須”，數(shù)值0定義為“最佳要求“和0＜其他＜1。對于質(zhì)量要求參數(shù)QoS假設(shè)下面的加權(quán)值wb(對于bA)，wt(對于tA)，we(對于eA)
比特故障或然率eb在下面從數(shù)據(jù)包損失ef中推導(dǎo)出故障修正機理的比特故障或然率eb的規(guī)范。
應(yīng)該將長度為len比特的應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸。將這個應(yīng)用數(shù)據(jù)分成m個應(yīng)用數(shù)據(jù)塊NDS。M是取決于時隙f的固定的大小以及補充給每個應(yīng)用數(shù)據(jù)塊的記錄信息h的長度，長度限制了應(yīng)用數(shù)據(jù)的位置。每個數(shù)據(jù)包DP的應(yīng)用數(shù)據(jù)的位置是用u表示的，并且得出u＝f-h。
從而得出需要的數(shù)據(jù)包DP數(shù)為m＝len/u＝len/(f-h)。
對于一個數(shù)據(jù)包DP損失的必要的或然率計算為ef。
在一次傳輸時，將每個有u個應(yīng)用數(shù)據(jù)比特的具有數(shù)據(jù)包損失或然率為ef的m個數(shù)據(jù)包DP進行傳輸。比特故障或然率eb是由在0和所有m個數(shù)據(jù)包DP之間的或然率損失之和計算出來的
一個二項式分配的期望值E[Bin，p]是按照下述公式得出的。
從中得出比特故障或然率eb為eb=Σi=0ni·u·(in)·efi·(1-ef)n-in·u=u·E[Bin,ef]n·u=ef·]]>多次傳輸?shù)谋忍毓收匣蛉宦蔱b也可以相應(yīng)地計算。因為每個數(shù)據(jù)包DP被多次傳輸，相應(yīng)地損失或然率相乘為eb=ef2,]]>其中k表示一個數(shù)據(jù)包DP多次傳輸?shù)拇螖?shù)。
故障或然率eb在所謂的M-試驗-ARQ-方法時相應(yīng)地自乘，因為每個數(shù)據(jù)包DP在一次和當(dāng)損失時還要多次被傳輸。從而比特故障或然率eb按照下面的公式得出eb=ef1+M.]]>當(dāng)使用兀余生成方法時，損失或然率的計算有些不同。對于m個數(shù)據(jù)包DP計算出x個兀余單元。當(dāng)在兀余單元中出現(xiàn)損失時，一旦數(shù)據(jù)塊DP沒有丟失，或者最多有和兀余單元一樣多的數(shù)據(jù)塊被準(zhǔn)確地傳輸時，則這不影響傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，。比特故障或然率eb在這種情況下按照以下公式求出eb=1n·u·(Σi=0x0·(n+xi)·efi·(1-ef)n+x-i)+]]>+Σi=x+1n+x(Σj=i-xmin(n,i)(i-jx)(jn)(n+xi)·j·u·efi·(1-ef)n+x-i·(n+xi))]]>=1n·uΣi=x+1n+xΣj=i-xmin(n,i)(i-jx)(jn)j·u·efi·(1-ef)n+x-i.]]>這個公式是可以使用在兩個兀余方法中的。在(n+x，n)-瑞德-所羅門的情況下必須使用n和x，XOR-FEC對于n個數(shù)據(jù)包DP只有一個兀余單元，即x＝1。
下面對單個的故障修正機理求出平均以及最大的所需要的數(shù)據(jù)包Pmed以及Pmax。
當(dāng)一次傳輸時要求的數(shù)據(jù)包DP的平均值和最大值相等。產(chǎn)生輸入給機理或然率的參數(shù)為Pmax＝Pmed＝len/u。
在多次傳輸時產(chǎn)生的參數(shù)為Pmax＝Pmed＝2×len/u。
對于瑞德-所羅門-方法可以依賴于故障率確定兀余單元數(shù)。由準(zhǔn)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包DP計算出依賴于故障率的兀余單元數(shù)。必須的數(shù)據(jù)包DP的總數(shù)在Pmed＝len/u，和Pmax＝∞，之間變化，即在沒有與任意多兀余單元之間變化。
在理想情況下嘗試將兀余準(zhǔn)確地構(gòu)成為故障率，則有足夠的但是沒有不必要的兀余存在。在按照本發(fā)明的方法中是有可能的，因為瑞德-所羅門-方法不僅得到了實際數(shù)據(jù)包損失率而且得到了所期望的比特故障率的通報。
在XOR-FEC-方法中只要求一個兀余單元。但是用這種方法也只能對一個數(shù)據(jù)包DP的損失進行破壞。因為這種方法沒有重復(fù)傳輸也夠用了，可以計算出其總單元數(shù)為Pmax＝Pmed＝len/u+1。
在所謂的選擇-重復(fù)-ARQ-方法中產(chǎn)生計算重復(fù)傳輸(重復(fù)傳輸)的困難。從這出發(fā)，涉及到全雙方-傳輸路段，則不會出現(xiàn)鎖定并且在足夠的緩沖存儲時幾乎不出現(xiàn)延遲。
從這出發(fā)可以識別全部的傳輸故障，這種方法提供了在一個不可確定的時間內(nèi)的一個無故障傳輸。如果嘗試確保無故障的傳輸，當(dāng)故障率變壞時對重復(fù)傳輸意味著非常大的費用。包括重復(fù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包數(shù)平均局限為Pmed＝len/u(ef+1)，在最壞的情況下需要任意數(shù)目的數(shù)據(jù)包DP。
在組合的M-試驗-ARQ-方法中需要的最小的數(shù)據(jù)包數(shù)按照公式為Pmed＝len/u(1+ef×M)和最大的必要的數(shù)據(jù)包DP數(shù)按照公式為Pmax＝len/u×(1+M)。
附圖4在過程圖中表示了整個方法的詳細步驟。
在第一個步驟中，質(zhì)量要求參數(shù)QoS被和應(yīng)用ANi相匹配的故障修正模塊AFK所接收(步驟401)。
在第二個步驟402中，確定瞬間實際的整個傳輸系統(tǒng)的故障率。
在第三個步驟403中，由機理選擇單元AUS對每個修正模塊Kj詢問上述參數(shù)，并且得出和存儲具有單個參數(shù)的表格。
在下一個步驟404中，檢查是否存在一個故障修正機理，用這個機理可以滿足全部質(zhì)量要求。
如果是這種情況，則在下一個步驟405中，檢查是否存在比一個多的故障修正機理，用這個機理100％地滿足全部要求。如果不是這種情況，在選擇步驟406中，選定滿足要求的故障修正機理。如果存在多個能滿足要求的故障修正機理時，則在第二個選擇步驟407中，選定對于這種機理需要最小帶寬的那個故障修正機理。在一個隨后的步驟408中，對各個故障修正機理預(yù)留了相應(yīng)信道的應(yīng)用ANi以及預(yù)留了相應(yīng)的傳輸信道。如果預(yù)留是可能的時，在檢查步驟409中進行復(fù)查，則將應(yīng)用ANi的應(yīng)用數(shù)據(jù)塊NDS經(jīng)過編碼單元CE和傳輸單元OE傳輸給第二個裝置A2(步驟410)。
如果沒有預(yù)留可能(步驟409)或不存在故障修正機理時，則用可能100％滿足所有要求(見比較步驟404)的處理方法，對單個的質(zhì)量要求參數(shù)QoS進行嘗試，是否可以被一個故障修正機理100％地滿足(步驟411)。
將每個不能滿足各個故障修正方法的故障修正方法刪除(步驟412)。
在下一個步驟413中，檢查如果得出的表格是空的，則要求的業(yè)務(wù)，也就是要求的傳輸被拒絕(步驟414)。
然而如果表格不是空的，則產(chǎn)生在下面敘述的單個質(zhì)量要求參數(shù)的加權(quán)和效益的數(shù)學(xué)計算(步驟415)。
在步驟415中的計算，是由從屬于質(zhì)量要求參數(shù)的加權(quán)值與每個故障修正機理的實際帶來的業(yè)務(wù)質(zhì)量的矢量相乘進行的。此外將各個故障修正機理的單個故障修正機理的結(jié)果參數(shù)與質(zhì)量要求參數(shù)QoS相比較和相互規(guī)整。此時單個參數(shù)借助于tanh-函數(shù)換算為數(shù)值范圍[-1；+1]，這樣可以看出，所產(chǎn)生的數(shù)值中哪個位于所要求的數(shù)值之上或之下，以及相應(yīng)的故障修正機理距離理想情況有多遠。
其中理想情況是由0表示的，-1是最壞的值，+1是最佳值。
業(yè)務(wù)質(zhì)量評價是由帶寬的第一個參數(shù)resb，延遲的第二個參數(shù)rest和比特故障率的第三個參數(shù)rese進行的。
各個參數(shù)resb、rest、rese是按照下面的格式求得的resb=tanh(bi-bAbA);]]>rest=tanh(tA-titA);]]>rese=tanh(logeA-logei10),]]>其中用A注腳標(biāo)注要求的數(shù)值和用i標(biāo)注實際產(chǎn)生的數(shù)值(i＝1，，m)。用m表示被考慮的故障修正機理數(shù)。
從而所有三個參數(shù)得到同樣的加權(quán)，也就是說，例如由一個故障修正機理10％的過滿足的一個數(shù)值又可以被另外10％的過滿足的一個數(shù)值刪除，和從而在相同的級上用一種另外方法代替故障修正機理，這種方法準(zhǔn)確地滿足兩個數(shù)值。
作為最有效的故障修正機理是具有最大的和數(shù)R，這上按照下面公式求得的R＝wb×resb+wt×rest+we×rese。
按照上述選擇判據(jù)R選定最有效的故障修正機理(步驟416)和預(yù)留了傳輸信道以及所要求的傳輸信道(步驟417)。
在檢查步驟418中檢查，如果有可能預(yù)留時，則數(shù)據(jù)包被編碼和傳輸(步驟419)。
如果預(yù)留不可能時，則相應(yīng)的故障修正機理從被存儲的表格中刪除(步驟420)。
如果表格是空的(檢查步驟421)，則業(yè)務(wù)被拒絕(步驟422)，并且不進行應(yīng)用數(shù)據(jù)塊的傳輸。
然而如果表格不是空的，則選定目前存儲在表格中的最佳故障修正機理，并且將其分支到處理步驟416中。
下面表示了上述實施例的幾個變化。
本方法很適合于數(shù)字數(shù)據(jù)的無繩傳輸，例如在使用DECT-標(biāo)準(zhǔn)的移動無線電通信中。
然而本方法和裝置也可以使用在所有其它的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)DS中。
本發(fā)明不僅限于上述TDMA原理。
其它的質(zhì)量要求參數(shù)，例如同樣可以毫無問題地在本發(fā)明的范圍內(nèi)考慮關(guān)于延遲變化的要求。
可以根據(jù)實施情況，在每個單個準(zhǔn)備傳輸?shù)膽?yīng)用數(shù)據(jù)塊NDS中的應(yīng)用ANi必須將質(zhì)量要求參數(shù)QoS與匹配的故障修正模塊一同傳輸，但是或者匹配的故障修正模塊AFK將從屬于各個應(yīng)用ANi的質(zhì)量要求參數(shù)QoS存儲。通過第一種可能性，一個應(yīng)用ANi也可以隨著傳輸過程改變要求，使用改變了質(zhì)量要求的應(yīng)用ANi是可能的。
此外上述的加權(quán)可能性不僅限于這樣的加權(quán)。例如當(dāng)然可以使用數(shù)字數(shù)值的任意加權(quán)(在一個預(yù)先規(guī)定的數(shù)字范圍內(nèi)的數(shù)值[x，y])。
規(guī)整函數(shù)tanh()可以由一個任意的規(guī)整函數(shù)所代替。
為了進一步說明本發(fā)明，在下面表示了一個數(shù)字例子，在其中，一個圖像電話應(yīng)用經(jīng)過DECT-無線電通信系統(tǒng)要求實時傳輸視頻數(shù)據(jù)。DECT-傳輸系統(tǒng)具有可放入f＝320比特/時隙f的12個信道。這樣的幀R的運行時間為tf＝10ms。當(dāng)整個準(zhǔn)備傳輸?shù)膽?yīng)用數(shù)據(jù)長度為len＝2400比特時，現(xiàn)實的數(shù)據(jù)包損失或然率為ef＝10-3將單個質(zhì)量要求參數(shù)QoS綜合在以下表格中
為了更簡單一些的表示，將所有故障修正機理數(shù)據(jù)包DP的記錄頭的長度同樣設(shè)置為h＝32比特。用整個參數(shù)計算出各個故障修正機理的有效性如下
依據(jù)以下表格從中計算出各個故障修正機理的帶寬bi，最大運行時間ti以及比特故障或然率ei。
依據(jù)以下公式計算凈數(shù)據(jù)率bi＝len×c/Pmed×tf。
如果凈數(shù)據(jù)率小于所期望的帶寬時，必須預(yù)留多個信道c，這些信道并行傳輸數(shù)據(jù)包DP。從而按照以下公式求出各個故障修正機理的最大運行時間titi＝Pmax×tf/c。
由加權(quán)w與res-參數(shù)的矢量相乘得出表示在以下結(jié)果表格的最終數(shù)值
機理選擇單元AUS決策具有最大結(jié)果值的故障修正機理，在這里則是第四號瑞德-所羅門-方法。
本發(fā)明可以清楚地從中看出，由大量的預(yù)先規(guī)定的故障修正機理中考慮到預(yù)先規(guī)定的幀條件(質(zhì)量要求、傳輸系統(tǒng)狀態(tài))選定幀條件“最佳的”故障修正機理，并且在使用故障修正機理情況下對數(shù)據(jù)進行編碼和進行傳輸。
在本文件范圍內(nèi)引用了以下文獻[1]〔1〕Lin，Costello，故障控制編碼，檢查與應(yīng)用，Prentice-Hall，ISBN 0-13-283796-X，1983年[2]〔2〕A.S.Tannenbaum，計算機網(wǎng)絡(luò)，第二版，Wolframs技術(shù)出版社，ISBN 3-925328-79-3，DI2306-310頁，1992年[3]R.Braden，資源預(yù)留協(xié)議，因特網(wǎng)-草案，1996年10月
權(quán)利要求
1.對分成應(yīng)用數(shù)據(jù)塊的數(shù)字數(shù)據(jù)的編碼方法，從可預(yù)先規(guī)定的大量的故障修正機理中在使用一個選定的故障修正機理情況下，-在其中，求出至少一個狀態(tài)參數(shù)，-在其中，從大量的狀態(tài)參數(shù)中對于每個故障修正機理使用狀態(tài)參數(shù)至少求出一種選擇參數(shù)，用這個狀態(tài)參數(shù)對各個故障修正機理的特性涉及到被求得的狀態(tài)參數(shù)進行描述，-在其中，選定一個故障修正機理，和-在其中，應(yīng)用數(shù)據(jù)塊在使用選定的故障修正機理情況下被編碼。
2.對分成應(yīng)用數(shù)據(jù)塊的數(shù)字數(shù)據(jù)的編碼方法，從可預(yù)先規(guī)定的大量的故障修正機理中在使用一個選定的故障修正機理情況下，-在其中，至少求出一個連接參數(shù)，-在其中，從大量的故障修正機理中對于每個故障修正機理使用連接參數(shù)至少求出一個選擇參數(shù)，用這個選擇參數(shù)對各個故障修正機理的特性涉及到被求得的連接參數(shù)進行描述，-在其中，選定一個故障修正機理，和-在其中，應(yīng)用數(shù)據(jù)塊在使用被選定的故障修正機理情況下被編碼。
3.對分成應(yīng)用數(shù)據(jù)塊的數(shù)字數(shù)據(jù)的編碼方法，從可預(yù)先規(guī)定的大量的故障修正機理中在使用一個選定的故障修正機理情況下，-在其中，至少求出一個狀態(tài)參數(shù)和至少求出一個連接參數(shù)，-在其中，在使用狀態(tài)參數(shù)和使用連接參數(shù)情況下，從大量的故障修正機理中對于每個故障修正機理至少求出一個選擇參數(shù)，用這個選擇參數(shù)對各個故障修正機理涉及到被求出的狀態(tài)參數(shù)或連接參數(shù)的特性進行描述，-在其中，選定故障修正機理，和-在其中，在使用選定的故障修正機理情況下對應(yīng)用數(shù)據(jù)塊進行編碼。
4.按照權(quán)利要求1或2的方法，在其中，計算和考慮至少兩個狀態(tài)參數(shù)。
5.按照權(quán)利要求2至4之一的方法，在其中，計算和考慮至少兩個連接參數(shù)。
6.按照權(quán)利要求1至5之一的方法，在其中，計算和考慮至少兩個選擇參數(shù)。
7.按照權(quán)利要求1至6之一的方法，在其中，大量的故障修正機理至少具有一個下列的故障修正機理-應(yīng)用數(shù)據(jù)塊的多次傳輸，-自動重復(fù)請求-故障修正，-混合機理自動重復(fù)請求/故障修正。
8.按照權(quán)利要求1至7之一的方法，在其中，至少一個狀態(tài)參數(shù)包括下列之一的參數(shù)-數(shù)字數(shù)據(jù)的長度說明，或-數(shù)據(jù)包大小，這是由應(yīng)用數(shù)據(jù)塊長度與控制信息長度之和得出的，將這個參數(shù)補充給應(yīng)用數(shù)據(jù)塊。
9.按照權(quán)利要求2至8之一的方法，在其中，至少一個連接參數(shù)包括至少一個數(shù)據(jù)包損失。
10.按照權(quán)利要求1至9之一的方法，在其中，至少一個選擇參數(shù)包括至少下列之一的參數(shù)-對數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸需要的平均數(shù)據(jù)包數(shù)，-對數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸需要的最大數(shù)據(jù)包數(shù)，或-比特故障率。
11.按照權(quán)利要求1至10之一的方法，-在其中，對至少一個選擇參數(shù)進行加權(quán)。
12.按照權(quán)利要求1至11之一的方法，使用作為數(shù)字數(shù)據(jù)的無繩傳輸。
13.被分成為應(yīng)用數(shù)據(jù)塊的數(shù)字數(shù)據(jù)的編碼裝置，從可預(yù)先規(guī)定的大量故障修正機理中使用一個選定的故障修正機理的情況下，-在其中，為計算至少一個狀態(tài)參數(shù)安排了計算裝置，-在其中，對于每個故障修正機理安排了一個修正模塊，用這個修正模塊在使用狀態(tài)參數(shù)情況下各自求出至少一個選擇參數(shù)，用選擇參數(shù)描述了各個故障修正機理涉及到被求出的狀態(tài)參數(shù)的特性，-在其中，含有機理選擇單元，用這個機理選擇單元選擇一個故障修正機理，-在其中，含有編碼單元用來在使用被選擇的故障修正機理情況下，對應(yīng)用數(shù)據(jù)塊進行編碼。
14.被分成為應(yīng)用數(shù)據(jù)塊的數(shù)字數(shù)據(jù)的編碼裝置，從可預(yù)先規(guī)定的大量故障修正機理中使用一個選定的故障修正機理的情況下，-在其中，為計算至少一個連接參數(shù)安排了計算單元，-在其中，對于每個故障修正機理安排了一個修正模塊，用這個修正模塊在使用連接參數(shù)情況下求出至少一個選擇參數(shù)，用選擇參數(shù)描述各個故障修正機理涉及到被求得的連接參數(shù)的特性，-在其中，含有機理選擇單元，用這個機理選擇單元選定一個故障修正機理，-在其中，含有編碼單元用來在使用被選擇的故障修正機理情況下，對應(yīng)用數(shù)據(jù)塊進行編碼。
15.被分成為應(yīng)用數(shù)據(jù)塊的數(shù)字數(shù)據(jù)的編碼裝置，從可預(yù)先規(guī)定的大量故障修正機理中使用一個選定的故障修正機理的情況下，-在其中，安排了計算單元用來計算至少一個狀態(tài)參數(shù)和計算至少一個連接參數(shù)，-在其中，對于每個故障修正機理安排了一個修正模塊，用這個修正模塊在使用狀態(tài)參數(shù)和使用連接參數(shù)情況下，計算出各自至少一個選擇參數(shù)，用選擇參數(shù)描述各個故障修正機理涉及到被求得的狀態(tài)參數(shù)和涉及到被求得的連接參數(shù)的特性，-在其中，安排了機理選擇單元，用機理選擇單元選定一個故障修正機理，-在其中，安排了編碼單元用來在使用被選定的故障修正機理情況下，對應(yīng)用數(shù)據(jù)塊進行編碼。
16.按照權(quán)利要求13或15的裝置，在其中，計算單元是這樣構(gòu)成的，至少計算和考慮兩個狀態(tài)參數(shù)。
17.按照權(quán)利要求14或15的裝置，在其中，計算單元是這樣構(gòu)成的，至少計算和考慮兩個連接參數(shù)。
18.按照權(quán)利要求13至17之一的裝置，在其中，機理選擇單元是這樣構(gòu)成的，至少計算和考慮兩個選擇參數(shù)。
19.按照權(quán)利要求13至18之一的裝置，在其中，大量的故障修正機理具有至少下列之一的故障修正機理，-應(yīng)用數(shù)據(jù)塊的多次傳輸，-自動重復(fù)請求-故障修正，-混合機理自動重復(fù)請求/故障修正。
20.按照權(quán)利要求13至19之一的裝置，在其中，至少一個狀態(tài)參數(shù)包括至少下列之一的參數(shù)，-數(shù)字數(shù)據(jù)的長度說明，或-數(shù)據(jù)包尺寸，這個尺寸是由應(yīng)用數(shù)據(jù)塊的長度與控制信息的長度之和得出的，將這個尺寸補充給應(yīng)用數(shù)據(jù)塊。
21.按照權(quán)利要求14至20之一的裝置，在其中，至少一個連接參數(shù)包括至少一個數(shù)據(jù)包損失率。
22.按照權(quán)利要求13至21之一的裝置，在其中，至少一個選擇參數(shù)包括下列之一的參數(shù)-對于數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸需要的平均數(shù)據(jù)包數(shù)，-對于數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸需要的最大數(shù)據(jù)包數(shù)，或-比特故障率。
23.按照權(quán)利要求13至22之一的裝置，在其中，機理選擇單元是這樣構(gòu)成的，至少一個選擇參數(shù)是加權(quán)的。
24.具有至少按照權(quán)利要求1至12之一的一個裝置的無繩通信系統(tǒng)。
全文摘要
求出至少一個狀態(tài)參數(shù)和/或至少一個連接參數(shù)。在使用這些參數(shù)情況下,從大量的故障修正機理中對于不同的故障修正機理至少計算出一個選擇參數(shù),用這個選擇參數(shù)描述各個故障修正機理涉及到狀態(tài)參數(shù)的特性。選定故障修正機理,其選擇參數(shù)在一個可預(yù)先規(guī)定的選擇判據(jù)方面是最佳的,在使用被選定的故障修正機理情況下,對應(yīng)用數(shù)據(jù)塊進行編碼和進行傳輸。
文檔編號H04L29/06GK1262005SQ98806864
公開日2000年8月2日 申請日期1998年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月3日
發(fā)明者H·-P·胡斯, S·恩格曼 申請人:西門子公司