一种多层纠错编码方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及多层纠错编码。所述传输系统可包括变换器、加法器、编码器和发送器。变换器可以分段和转换数据分组成分段。加法器可以添加校验码到每个分段。该编码器可纠错编码到具有所追加的校验码的每个分段。接收系统可包括接收器、解码器、检测器和选择解码器。该解码器可以解码在每个编码分段中的纠错。该检测器可以检查纠错段的校验码。选择解码器可以基于校验码选择至少一个有效分段，并且变换所选择的分段成数据分组。

【技术实现步骤摘要】
一种多层纠错编码方法及系统
技术介绍
在有线或无线传输和接收中，所发送的信息可被系统所造成的误差或环境因素损坏。因此，收发器系统可结合使用纠错码(ECC)来检测并纠正在接收信息(例如，数据包)中包含的可能误差。在有线传输中，数据可以被转换为电信号或光信号，其可以沿着传输介质传输，例如铜线或光纤电缆。该传输介质可被设计，以减少传输信号的外部干扰，并维持传输信号的完整性。在无线传输中，数据可被转换为电磁或光或声音信号，其可以具有或不具有方向性、开放通过大气、空间和陆地或水体进行传输。换句话说，无线传输可以通过不受控制的传输介质进行。不管传输介质，有必要提高在收发信机系统中的纠错效率，以减少误差率并提高数据完整性附图说明图1是发送系统和接收系统的简化框图。图2示出根据实施例的示例性发送系统。图3示出根据实施例的示例性接收系统。图4示出根据实施例的示例性方法。图5示出根据实施例的示例性方法。图6示出根据实施例的示例性方法。具体实施方式图1是具有发送系统200和接收系统300的简化框图，其通过介质900发送和接收信息。在有线传输中，数据可被转换为电信号或光信号，其可以沿着传输介质900(诸如铜线或光纤电缆)传送。这样的传输介质可被设计以减少发送信号的外部干扰，并维持传输信号的完整性。在无线传输中，数据可以被转换为电磁或光或声音信号，其可以具有或不具有方向性、开放通过大气、空间和陆地或水体发送。换句话说，无线传输可以通过不受控制的传输介质900进行。所述发送系统200可传输数据以及接收系统300可接收数据。图2示出根据实施例的示例性发送系统200。示例性系统200可以包括分段变换器202、循环冗余校验(CRC)加法器204、误差编码器206和发送器208。分段变换器202可分段并转换数据包成多个分段。CRC加法器204可向多个分段的每个添加CRC。误差编码器206可使用添加的CRC编码多个分段的每一个的纠错。发送器208可发送经编码的多个分段。根据本专利技术的实施例中，该分段变换器202可以分离出数据为多个分段，并使用线性变换变换各分段。例如，用于传输的二进制数据的数据包可具有M＝16字节的分组大小，定义为M字节为B(0)，B(1)，...，B(M-1)。分段变换器可分段数据包为M/L分段，其中L是大于2的整数，即2，3，4....例如，如果L＝2，如下分段W(k)可被产生：W(k)＝[B(2*k)B(2*k+1)]k＝0，1，2，...，M/L-1当L＝3时，如下下分段W(k)可产生：W(k)＝[B(3*k)B(3*k+1)B(3*k+2)]k＝0，1，2，...，M/L-1在一个实施例中，对于变换，T(k)＝C{W(k)}，其中C是从位表示到2的补码格式的转换。未知的矢量(每个分段的可变占位符)可以被如下定义：x＝[T(0)T(1)T(2)....T(M/L-1)a(0)T(0)a(1)T(1)......a(M/L-1)T(M/L-1)]T，其中x具有2*M/L的尺寸，其中系数A＝[a(0)a(1)...a(M/L-1)]可以选择正整数，使得矢量能量A＝[a(0)a(1)...a(M/L-1)]可是最小的。分段变换器202可以生成HX＝y，其中H是尺寸2*M/L的哈达玛矩阵，以及超集HX＝y的每组M/L方程是彼此独立的，从而HX＝y的M/L公式可以被解决以反响产生M/L原分段。y可以由分段变换器202产生的所得分段。一种Hadamard矩阵可以由以下示例性示例限定。设H是n阶Hadamard矩阵。则分块矩阵是2N阶的阿达玛矩阵。此外，例如，Hoforder1，H1＝[1]，以及Hoforder2，有很多选项可供选择/选出系数矢量A。在一个实施例中，A可以是一组素数。根据一个实施例，CRC加法器204可为每个分段生成CRC码，并添加CRC码作为每个分段y的附加位，例如，作为每个分段之前或之后的位。系统200的CRC码可基于数据分组的大小或长度或各个分段进行选择，以最大化误差检查过程中的误差检测。根据实施例，误差编码器206可以是多通道的前向纠错(FEC)编码器，诸如涡轮增压器或维特比编码器或低密度奇偶校验(LDPC)编码器。误差编码器206可以对包含CRC编码的分段Y执行前向纠错编码。纠错编码可以是线性的或非线性的。根据实施例，发送器208可以利用各种可能的通信方法和介质调制和发送被编码的多个分段。系统200可以包括其他组件，诸如存储器存储和控制器以确定、计算和/或选择一组处理参数，诸如A矢量、CRC编码参数、分段长度L和误差编码器参数。系统200可基于数据包确定或计算这些参数，也可以根据数据包从可能参数集合的表格选择参数。系统200也可基于过去误差的性能履历、可用的处理资源、传输带宽、用户选择确定、计算和/或选择参数。系统200可以信号参数到对应的接收系统300，以使接收系统300使用合适的相应参数解码和反向生成数据分组。在上述该实施例中，能够提高在收发信机系统中的纠错效率，用于减少误差率并提高数据完整性。下面示出了可能确定CRC误差检查设置以及示例性系统的改进纠错性能的优势。假设该解码过程的接收器在没有CRC误差校验帮助下知道上面等式是否误差。假设每个公式的位增长是则对于每个方程式，可能为L字节+位生长或Nbits_in_Euqation＝8*L+Kg如果存在至少一个误差位，则方程将是误差或无效的。因此，如果以上收发机系统使用维特比误差编码/解码，误差方程的概率其中pe可以是维特比误差概率曲线。每个事件可是误差的，使得良好方程的总数可以小于M/L。在这种情况下，一个数据分组中的误差概率可表示为从上面，使用128位数据包的Turbo误差编码/解码，可以为收发机系统获取类似的分组误差概率。其结果可类似于维特比的情况，不同之处在于信噪比(SNR)＞2，分组误差概率急剧降低。此外，具有维特比误差编码/解码的示例性收发器系统的结果可好于在收发器系统中单独使用Turbo误差编码/解码。当CRC误差检查被添加在收发信机系统的情况下，KCRC位可添加到y中每个方程，以及公式的误差概率可表示为Nbits_in_Euqation＝8*L+Kg+KCRC如果存在至少一个误差位，方程将是误差或无效的。因此，误差方程的概率CRC误差检查方程是否有效或无效。由于CRC差错校验的循环性质，可能存在“移动”分段值到另一个分段值的分段中的足够误差，以使得CRC差错校验得到假有效但仍是误差。这种情况发生的概率可取决于两个编码字/段值之间的海明距离(HD)。CRC未检测到无效方程的概率可以表示Pud。如果方程是无误差的，则CRC误差检查将声明它是100％的概率有效的。给定在该示例性的收发器系统中有2*M/L个方程，其可以被表示为E0、E1、E2、E3、E4，........E2M/L-1，误差可能会发生，使得有小于M/L的有效方程。这可能不依赖于CRC误差检查。在某些情况下，可有至少M/L有效方程，因为CRC差错校验得到一定的假有效的结果。然后接收器系统300可错误地选择M/L方程，使得至少一个方程由于海明距离(含有未检出误差的至少一个方程概率表示为Pud)。例如，给定M/L＝5，2*M/L个方程可以是Eq0123456789并且可具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：数据分组分段器，将数据分组划分成子分组；转换器，将每个子分组转换成相应子分组矢量中的实数表示；变换器，将子分组矢量变换为大于该子分组向量的维数的维度大小的实数矢量；误差检测标记加法器，向每个实数矢量增加误差检测标记；和前向误差校正编码器，编码误差校正为每个实数向量。

【技术特征摘要】
2013.10.18 US 14/058,0481.一种用于多层纠错编码的系统，包括：数据分组分段器，将数据分组划分成子分组；转换器，将每个子分组转换成相应子分组矢量中的实数表示；变换器，将子分组矢量变换为大于该子分组矢量的维数的维度大小的实数矢量；误差检测标记加法器，向每个实数矢量增加误差检测标记；和前向误差校正编码器，对每个实数矢量进行编码误差校正。2.如权利要求1所述的系统，其中变换器器执行线性变换，将具有尺寸大小M的每个子分组矢量变换为尺寸大小N的实数矢量，其中N＞M。3.如权利要求2所述的系统，所述变换器基于尺寸2M的Hadamard矩阵H(2M)和矩阵C进行变换，以将具有尺寸大小M的每个子分组矢量变换为尺寸大小N的实数矢量，其中N＝2M。4.如权利要求3所述的系统，其中所述矩阵C是包括两个对角矩阵的2MxM矩阵，其中，第一对角矩阵在对角线元素上具有1并具有M×M的大小以及放置在矩阵C的行1至M中，第二对角矩阵包括整数。5.如权利要求4所述的系统，其中所述整数数目包括素数。6.如权利要求4所述的系统，其中所述整数被选择，以使得矢量能量被最小化。7.如权利要求1所述的系统，进一步包括发送器，用于发送编码的序列。8.如权利要求1所述的系统，其中所述变换器将数据分组分段成相等长度的分段的数据。9.如权利要求1所述的系统，其中前向纠错编码器是Turbo编码器或维特比编码器...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·斯坦，海姆·普里姆，
申请(专利权)人：亚德诺半导体集团，
类型：发明
国别省市：百慕大群岛;BM