专利名称：用于有效传输多媒体和数据的系统和方法
技术领域：
本公开总的涉及数据通信和数据通信系统，更特别地，涉及用于有效 传输多媒体和数据的系统和方法。
背景技术：
在许多通信系统中，数据在分组(也被称为帧)中得以传输。参考图 1,分组IO通常由前导码12、报头14和有效负荷(payload) 16组成。前 导码12通常被用于同步、信道估计或用于空闲信道评估(clear channel assessment)。报头14通常包括诸如源和目的地、有效负荷18的长度、调 制和编码类型20等之类的数据。因为信息的错误检测对接收和发送有效 负荷通常是必要的，所以通常使用诸如前向纠错(Forward Error Correcting, FEC)码这样的不同种类的冗余来严密地保护报头14。
当有效负荷的正确传送需要得以保证时，通常使用重传机制。换句话 说，使用该检测码(例如循环冗余校验或CRC)。奇偶校验位在发射器处 得以计算，并被包括在分组中通常被称为帧校验和或FCS的数据字段中， 如图2所示。在接收器处这些奇偶校验位被用来确定在有效负荷中是否发 生了错误。在错误的情况下，接收器将请求发射器重传所有或部分分组。 当数据的正确传送不需要被保证("尽力")时，这样的方法的使用是不需 要的。
通常，前导码(preamble)被用于同步、信道估计和频率偏移估计。 然而，当分组很长时，在前导码期间估计的信息当接近分组末尾时可能不 再是最新的。在这种情况下，中间导码(midamble) 24可被放置在分组 的中间以帮助重新同步和信道与频率偏移估计的更新，如图3所示。
在很多通信系统中，需要传输不同类型的数据。这些不同类型的数据 在错误率和容许延迟上通常具有不同的要求。结果，不同的调制和编码应当被用于不同类型的数据。例如，在多媒体的传输中，通常需要传输视频、 音频、安全(加密)信息和控制信息。除了这些不同源之外，甚至来自一 个源(例如，视频)的不同数据比特可能具有不同的错误率要求。
因此，需要使用不同的调制和编码方案以便为具有不同灵敏度等级的 数据提供不同的保护等级。在传统的分组结构中，只有一种类型的调制和 编码可被使用。因此，不同类型的数据必须使用不同的分组来传输。这将 增加分组开销(前导码、报头和分组间保护时间)，并减小了系统的效率。 因此，存在对用于在相同分组中生成不同类型 多媒体和数据内容的有效传输的技术的需求，
发明内容
从而实现了具有不相等错误保护的多媒体和数据内容的有效传输。本公开
定义了一种分组结构，其中该分组由许多段(segment)或有效负荷组成。 每个段可具有不同的长度、调制和编码。同样地，每个段可包括错误检测 码奇偶校验位(FCS)。并且，每个段可在它的开始或结尾包括或不包括 中间导码。同样地，每个段的其他特性也可以是不同的。每个段的长度、 调制和编码方案、和该段是否包括FCS或中间导码或它的其他特性将在 分组中的一个或多个信息字段中被指定。
根椐本公开的一个方面， 一种用于传输多媒体和数据的数据传输系统 包括用于生成包括前导码、报头和至少一个有效负荷的数据分组的装置； 用于在该分组中插入指示在该分组中包括的有效负荷数目的字段的装置； 和用于在该分组中为该分组中每个有效负荷插入至少一个数据字段的装 置，该至少一个数据字段定义了该有效负荷的至少一个特性。
在相关的方面，定义了有效负荷至少一个特性的至少一个数据字段包 括有效负荷的长度、调制和编码方案、帧校验和(FCS)的存在和中间导 码的存在。
在另一个相关方面，定义了有效负荷至少一个特性的至少一个数据字 段是指示两个连续有效负荷是否是相同数据帧的部分的连续元素 (continuation element )。
根椐本公开的另一个方面，提供了一种用于生成包括多媒体和数据的 数据分組的方法。该方法包括生成包括前导码、报头和至少一个有效负荷的数据分组；在该分组中插入指示包括在该分组中的有效负荷数目的字 段；和在该分组中为在该分组中的每个有效负荷插入至少一个数据字段， 该至少 一个数据字段定义了该有效负荷的至少 一个特性。
根据本公开的另一个方面，提供了一种包括前导码、报头和至少一个 有效负荷的、用于传输多媒体和数椐的数据分组。该数据分组包括指示包 括在该分组中的有效负荷数目的字段；和用于在该分组中每个有效负荷的 至少一个数据字段，该至少一个数据字段定义了该有效负荷的至少一个特 性。
根据将和附图结合阅读的优选实施例的以下详细说明，本公开的这些 和其他方面、特征和优点将得以描述或将变得清楚明白。 图l是图解传统数椐分组结构的示例；
图2是包括帧校验和(FCS)数据字段的图1的数据分組的图解； 图3是包括帧校验和(FCS)数据字段和中间导码的图1的数据分组 的图解；
图4是根据本公开实施例的示例性通信系统的示意图； 图5是根据本公开实施例的数据分组结构的图解； 图6是根据本公开另 一个实施例的数据分组结构的图解； 图7是根据本公开另一个实施例的数据分组结构的图解； 应当理解附图是出于解释本公开概念的目的，不是必要地用于解释本 公开的唯一可能配置。
具体实施例方式
应当理解在图中所示的元件可以以各种形式的硬件、软件或它们的组 合得以实现。优选地，这些元件被在一个或多个适当编程的通用设备上的 硬件和软件的结合实现，该编程的通用设备可包括处理器、存储器和输入 /输出接口。
本说明书解释了本公开的原理。因此，应当理解那些本领域的技术人 员将能够设计各种布置，这些布置虽然没有在此明确地描述或展示，4旦体 现了本公开的原理并被包括在它的精神和保护范围之内。
在此所述的所有例子和条件语言意欲出于教学目的帮助阅读者理解
6本公开的原理和由发明者为促进现有技术而贡献的概念，并且将^皮解释为 不是对这些特定所述实例和条件的限制。
并且，在此描述本公开原理、方面和实施例以及它们的特定例子的所 有陈述意欲包括它们的结构和功能等同物这两者。并且，意欲这样的等同 物包括当前已知的等同物和将来改进的等同物(即任何完成相同功能而不 管结构的改进元件)两者。
因此，例如，那些本领域技术人员将理解在此显示的框图表示体现本 公开原理的示例性电路的概念图。类似地，将理解任何流程表、流程图、 状态迁移图、伪代码等表示各种各样的处理，这些处理可基本地在计算机 可读介质中表示并因此可由计算机或处理执行，而不管这样的计算机或处 理是否明确地被示出。
在图中示出的各种元件的功能可通过专用硬件和能够执行与合适软 件相关联的软件的硬件得以提供。当由处理器提供时，该功能可由单独的 专用处理器、由单独享有的处理器或由多个分离的、其中一些可被共享的 处理器提供。并且，术语"处理器"或"控制器"的清楚使用不应当被解释为 排他地涉及能够执行软件的硬件，可隐含地包括，但不限于，数字信号处
理器("DSP")硬件、用于存储软件的只读存储器("ROM")、随机存取 存储器("RAM")和非易失性存储器。
也可以包括其他硬件、传统的和/或定制的。类似地，在图中所示的 任何交换器仅是概念上的。它们的功能可通过程序逻辑的操作、通过专用 逻辑、通过程序控制和专用逻辑的交互、或者甚至通过手动来实现，当更 清楚地理解本文时，特定的技术是执行者可选的。
在本文的权利要求书中，任何被表达为用于执行特定功能的装置意欲 包括执行该功能的任何方式，包括，例如a)执行那个功能的电路元件组 合，或b)与用于执行软件以完成该功能的合适电路结合的任何形式的软 件，包括固件、微码等。由这样的权利要求书定义的本公开在于这样的事 实由各种所述装置提供的功能以权利要求书要求的方式被结合和组合在 一起。因此注意到任何能够提供那些功能的装置等同于在此所示的那些装 置。
从而实现了具有不相等错误保护的多々某体和数据内容的有效传输。本公开 定义了一种分组结构，其中该分组由许多段或有效负荷组成。每个段可具
7有不同的长度、调制和编码。同样地，每个段可包括错误检测码奇偶校验
位(FCS)。并且，每个段可在它的开始或结尾包括或不包括中间导码。 同样地，每个段的其他特性也可以是不同的。每个段的长度、调制和编码 方案、以及该段是否包括FCS或中间导码、或它的其他特性将在分组中 一个或多个信息字段中被指定。
发射器
图4是根据本公开配置的数据发射器100的示例性实施例的功能框
图。这仅是一个示例实施例，可预期本领域的技术人员可实现其他实施例
而不脱离本公开的范围。如那些本领域技术人员将理解的那样，如图4所 示的各种功能可使用软件控制的微处理器、硬线逻辑电路或它们的組合物
理地来实现。同样地，虽然出于解释的目的，在图4中示出的功能模块被 分离，但它们可在任何物理实现中被组合。
如图所示，从包括例如有效负荷数据16和报头数据14的多个数据源 或流提供输入。信道编码器105包括用于选择地输入有效负荷数据或报头 数据其中之一的解复用器或交换器(switch)。
信道编码器105根据编码方案信道编码选取的数据流。信道编码器 105可以是块编码器、巻积编码器、turbo编码器或包括级联码(concatenated code)的它们的一些組合。
信道编码器105的输出被耦合到信道交织器107,它根据交织方法交 织经编码的数据。虽然在图4中没有示出，但是应当清楚包括重复器 (r印eater)和打孔器(puncturer)的速率匹配器可存在于信道编码器105 和信道交织器107之间。
从信道交织器107输出的数据符号然后被发送至导频(pilot)插入器 111，在此导频符号被插入到数据符号间。导频插入器111生成可用于使 接收器方便检测经传输信号的导频符号。如图所示，前导码、中间导码插 入器113包括在数据符号间选择性地提供中间导码和/或前导码的解复用 器或交换器。中间导码和前导码符号插入的插入的更详细的描述将图5-7 在下文被进一步讨论。
数据符号然后被传递至保护间隔插入器115以向数据符号增加前缀。
然后数椐符号被传递通过上采样(upsample)滤波器117、数模转换器119 和将数据符号作为信号通过发射天线123发送的射频(RF)发射器121。
8上述系统100将根据本公开生成和发送包括多媒体和数据内容的数
据分组。
根据本公开，分组将由许多段组成。每个段可具有不同的长度、调制
和编码。同样地，段可包括错误检测码奇偶校验位(FCS)。并且，每个 段可在它的开始或结束包括或不包括中间导码。并且，每个段的其他特性 也可以不同。每个段的长度、调制和编码方案、以及该段是否包括FCS 或中间导码、或者它的其他特性将在该分组中的一个或多个信息字段中得 以指定。
现在参考图5，在本公开的一个实施例中，报头214中的字段220将 指定该分组200中的段数K。这将被K个字段跟随，每个字段包括长度 222、调制和编码方案224以及FCS 226 ( FCS ex.)和中间导码228 (例 如Midam. Ex.)的存在。并且，另一个信息元素(CONT) 230可存在， 它确定两个连续的段是否是相同数椐帧的部分，是否必须在接收器处重新 结合。
现在参考图6，在本公开的另一个实施例中，报头314中的字段320 将指定分组300中的段数K。在每个段或有效负载316的开始，另一个信 息字段将包含长度322、调制和编码方案324以及FCS 326 ( FCS ex.)和 中间导码328 (Midam. Ex.)的存在。并且，另一个信息元素(CONT) 330可存在，它确定两个连续的段是否是相同数据帧的部分，是否必须在 接收器处重新结合。
仍然在本公开的另 一个实施例中，在每个段或有效负荷416的开始， 信息字段将包含长度422、调制和编码方案424以及FCS 426 ( FCS ex.) 和中间导码428 (Midam. Ex.)的存在，如图7所示。并且，另一个信息 元素(CONT) 430可存在，它确定两个连续的段是否是相同数据帧的部 分，是否必须在接收器处重新结合。在这些信息字段的每一个中， 一个信 息元素420将确定这是否是最后的段或者另 一个段是否跟随着。
当不同类型的源数据可用并且带宽效率重要时，本公开的技术可应用 于许多数椐和多媒体传输，并且带宽效率是重要的。特别地，它可应用于 携带多媒体和数据的多千兆比特(gigabit) 60GHz通信链路。
虽然在此详细地展示和描述了体现本公开教导的实施例，但那些本领 域技术人员能容易地设计其他变化的、仍然结合了这些教导的实施例。已施例(意欲解释而非限制)，应注意在上述教导下可由本领域技术人员做 出修改和变化。因此将理解可在公开的本公开的特定实施例上做出改变， 它在由附加权利要求书限定的本发明的范围和精神内。因此已应专利法要 求详细细致地描迷了本公开，需要由专利证书保护的内容在所附的权利要 求书中阐述。
权利要求
1.一种用于传输多媒体和数据的数据传输系统，包括用于生成包括前导码、报头和至少一个有效负荷的数据分组的装置；用于在分组中插入指示在分组中包括的有效负荷数目的字段的装置；和用于为在分组中的每个有效负荷在分组中插入至少一个数据字段的装置，该至少一个数据字段定义了该有效负荷的至少一个特性。
2. 如权利要求1所述的数椐传输系统，其中定义所述有效负荷的至 少一个特性的至少一个数据字段包括有效负荷的长度、调制和编码方案、 帧校验和(FCS)的存在和中间导码的存在。
3. 如权利要求2所述的数据传输系统，其中定义有效负荷的至少一 个特性的至少一个数据字段是指示两个连续有效负荷是否是相同数据帧 的部分的连续元素。
4. 如权利要求1所述的数据传输系统，其中指示有效负荷数目的字 段和定义有效负荷的至少一个特性的至少一个数据字段被插入在所述报 头中。
5. 如权利要求1所述的数据传输系统，其中指示有效负荷数目的字 段被插入在所述报头中，并且定义有效负荷的至少一个特性的至少一个数 据字段被插入在每个有效负荷之前。
6. 如权利要求1所述的数据传输系统，其中指示有效负荷数目的字 段被插入在每个有效负荷之前并且确定该有效负荷是否是分组的最后的 有效负荷。
7. —种用于生成包括多媒体和数据的数据分组的方法，包括 生成包括前导码、报头和至少一个有效负荷的数据分組； 在所述分组中插入指示在分组中包括的有效负荷的数目的字段； 在所述分组中为分组中的每个有效负荷插入至少一个数据字段，该至少 一个数据字段定义了该有效负荷的至少 一个特性。
8. 如权利要求7所述的方法，其中定义所述有效负荷的至少一个特 性的至少一个数据字段包括有效负荷的长度、调制和编码方案、帧校^^和(FCS)的存在和中间导码的存在。
9. 如权利要求8所示的方法，其中定义所述有效负荷的至少一个特 性的至少一个数椐字段是指示两个连续的有效负荷是否是相同数椐帧的部分的连续元素。
10. 如权利要求7所述的方法，其中指示有效负荷数目的字段和定 义所述有效负荷的至少一个特性的至少一个数据字段;故插入在所述报头 中。
11. 如权利要求7所述的方法，其中指示有效负荷数目的字段被插 入在所述报头中，定义有效负荷的至少一个特性的至少一个数据字段被插 入在每个有效负荷之前。
12. 如权利要求7所述的方法，其中指示有效负荷数目的字段被插 入在每个有效负荷之前并且确定该有效负荷是否是分组的最后的有效负 荷。
13. —种用于传输多媒体和数据的包括前导码、报头和至少一个有 效负荷的数据分组，包括指示在分组中包括的有效负荷数目的字段；和 用于所述分组中每个有效负荷的至少一个数据字段，该至少一个数据 字段定义了该有效负荷的至少 一个特性。
14. 如权利要求13所述的数据分组，其中定义所述有效负荷的至少 一个特性的至少一个数据字段包括所述有效负荷的长度、调制和编码方 案、帧校验和(FCS)的存在和中间导码的存在。
15. 如权利要求14所述的数椐分组，其中定义所述有效负荷的至少 一个特性的至少 一个数椐字段是指示两个连续的有效负荷是否是相同数 据帧的部分的连续元素。
16. 如权利要求13所述的数椐分组，其中指示所述有效负荷数目的 字段和定义所述有效负荷的至少一个特性的至少一个数据字段被插入在 所述报头中。
17. 如权利要求13所述的数椐分组，其中指示有效负荷数目的字段 被插入在所述报头中，并且定义所述有效负荷的至少一个特性的至少一个 数据字段被插入在每个有效负荷之前。
18. 如权利要求13所述的数椐分组，其中指示有效负荷数目的字段 被插入在每个有效负荷之前并且确定该有效负荷是否是所述分组的最后 的有效负荷。
全文摘要
提供了一种用于有效传输相同分组中的不同类型的源数据的系统和方法，从而实现了具有不相等错误保护的多媒体和数据内容的有效传输。本公开定义了一种分组结构，其中该分组由许多段或有效负荷组成。该分组包括了指示在分组中包括的有效负荷数目的字段；和用于分组中每个有效负荷的至少一个数据字段。该至少一个数据字段包括有效负荷的长度、调制和编码方案、帧校验和(FCS)的存在和中间导码的存在。该至少一个数据字段可进一步包括指示两个连续的有效负荷是否是相同数据帧一部分的连续元素。
文档编号H04L1/00GK101584144SQ200880002357
公开日2009年11月18日 申请日期2008年1月16日 优先权日2007年1月16日
发明者D·比鲁, S·-A·塞耶迪-埃斯法哈尼 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司