合并纠错旁路的用于在移动无线应用中纠错的设备和方法

文档序号:7540298阅读:164来源:国知局

专利名称::合并纠错旁路的用于在移动无线应用中纠错的设备和方法
技术领域
:无线环境对高质量的通信提出了挑战。本发明涉及用于在移动无线应用中降低内存、计算和功耗需求的同时改进纠错质量的技术。
背景技术
:半导体制造技术和数字系统结构方面的发展已经产生了非常高度集成的电路,这种电路包含成上百万个晶体管连同各种其它组件和互连。由上述发展产生的集成电路以相对低廉的成本提供了显著的计算资源。反过来,这种集成电路的实用性引起了消费电子产品的能力和品种的增长,特别是移动无线产品。消费电子产品的一个独特方面是移动和便携式TV接收机。由于对改进的接收质量的持续增长的需求,越来越多的复杂技术已经被应用在现有的移动和便携式TV接收机产品中,该产品合并或包括纠错功能或能力。这些复杂技术的使用通常会在成本和功耗方面导致不希望有的后果。例如,这种信号处理能力典型地需要大量内存来存储输入数据,此外还典型地需要高速的计算资源。额外的存储器和高速计算资源加到合成了纠错能力的产品的成本和功耗上。作用于大量输入数据并产生若干输出数据的一些复杂处理算法所需要的存储量变得特别大,该数据包括存储起来用作后续处理的中间结果。需要的是用于在降低合成了纠错能力的产品的成本和功耗的同时提供纠错能力的设备和方法
发明内容本发明提供了一种用于改进无线设备中的接收质量的设备和方法。一个示例性实施例是一种支持纠错的设备。接收机被配置为接收通信链路上的数据。解封装器连接至接收机,并被配置为创建数据报。解码器连接至解封装器,并被配置为将数据报存储在表格中并创建码字,该解码器将数据报存储在表列中,以便在表的行中创建码字。用户界面连接至解码器,并被配置为将与数据报对应的图像呈现在用户界面上。本发明的优点包括在移动无线设备中改进信号接收和延长电池寿命。在本发明的一个方面,解封装器被配置为产生与数据报相关联的擦除属性,解码器被配置为将该擦除属性存储在擦除表中。在本发明的一个方面,解码器被配置为选择性地处理码字以创建校正后的码字,其中,该选择至少部分地基于存储在擦除表中的属性。在本发明的一个方面,解码器被配置为选择性地绕过那些擦除表将其识别为正确的码字或具有太多差错而无法校正的码字。在本发明的一个方面,解封装器被配置为产生与数据报相关联的至少三个等级的擦除属性。本发明的优点包括移动无线设备中的有效信号处理以及延长的电池寿命。参考下列附图,对本发明进行描述。图1描述了根据本发明的实施例的示例性无线网络。图2A描述了根据本发明的实施例的示例性设备。图2B描述了示出了在根据本发明的实施例的示例性设备中执行的方法的流程图。图3A描述了根据本发明的实施例的Reed-Solomon码字。图3B-C描述了根据本发明的实施例的传输分组与MPE-FEC区段之间的关系。图4A-B描述了根据本发明的实施例的存储表。图4C描述了根据本发明的实施例的擦除表。图5描述了根据本发明的实施例的自适应MPE-FEC解码器的逻辑架构。图6描述了根据本发明的实施例的流程图。具体实施例方式参考具体实施例对本发明进行描述。本领域的技术人员将认识到本说明书主要用作例证并提供实践本发明的最佳模式。尽管参考了特定无线设备和协议,本发明可适用于多种不同类型的通信介质、设备和协议。例如,尽管这里描述了无线协议,本发明可适用于诸如有线通信之类的其它协议和通信技术,以及模拟和数字变体。同样地,尽管描述了Reed-Solomon纠错,也可以在本发明中实现其它纠错技术。图1描述了一个示例性无线网络100,该网络示出了广播站110和用于从广播站接收信号的多个无线设备112a-112b。这些设备具有彼此通信的能力。例如,设备112a-112b为电视接收机,但同时也可以是其它移动设备,例如电话、个人数字助理(PDA),掌上电脑或其它电子设备。此外,这些设备中的一些可以是电池供电,而其它设备可以由可用的电源插座供电。在某些情况下,上述设备也可以通过有线网络(例如以太网)或电缆连接与网络相连。图2A描述了一个根据本发明的实施例的示例性设备112。图2B描述了示出了在该示例性设备中所执行的方法的流程图。接收机和解调器120接收入站信号,将该信号转换至较低频率,并创建传输流,以使得该信号可处理。一方面,接收机包括纠错电路,该纠错电路用于对解调分组执行初始纠错,并且在TS分组发生差错且无法校正的情况下设置传输差错指示符(TEI)。IP解封装器122通过将入站信息解码为多协议前向纠错(MPE-FEC)区段和擦除信息、并解析MPE-FEC区段以提取原生IP数据报来对传输分组执行初始处理。MPE-FEC解码器124接收到MPE-FEC区段并根据本发明的实施例来处理Reed-Solomon码字,从而得到校正后的IP数据报。用户界面126(例如源解码和呈现电路)处理用于在用户界面上显示(例如电视显示)的信息。对于纠错,一个示例性实施例使用Reed-Solomon码。Reed-Solomon编码器采用数字数据块并添加额外的"冗余"比特。由于多方面原因(例如噪声或干扰、CD上的划痕等等),在传输或存储过程中会出现差错。Reed-Solomon解码器处理每个块,并试图校正差错并恢复原始数据。可以被校正的差错的数目和类型取决于Reed-Solomon码的性能。将Reed-Solomon码表示为RS(n,k),每个符号由s个比特组成。这意味着编码器取出k个数据符号(每个符号具有s个比特)并添加奇偶校验符号,以获得n个符号的码字。这些是n-k个奇偶符号,其中每个符号具有s个比特。Reed-Solomon解码器可以在码字中校正多达t个的包含差错的符号,其中2t:n-k。图3A描述了一个根据本发明的实施例的Reed-Solomon码。将用于MPE-FEC的Reed-Solomon码表示为RS(255,191),其中每个符号具有8比特。这意味着每个码字都包括255个码字字节,其中191个字节是数据,而64个字节为奇偶校验。就是说n=255,k=191,s=8,2t=64,t=32。该解码器可以校正码字中的任意32个符号的差错即,可以自动校正码字中任何位置的多达32个字节的差错。给定符号大小s,Reed-Solomon码的最大码字长度n为n-2s-l。例如,以具有8比特符号(s=8)的码的最大长度为255字节。对Reed-Solomon码进行编码和解码所需要的处理功率量与每个码字的奇偶校验符号的数目有关。t值较大意味着可以校正大量差错,但需要的计算能力大于t值较小时所需要的计算能力。当符号中的任意数目的比特发生差错时,就会出现一个符号的差错。Reed-Solomon代数解码过程可以校正差错和擦除。当错误符号的位置已知时就会出现檫除。解码器可以校正多达t个差错或2t个擦除。在本示例性实施例中,估算并处理擦除信息以有助于识别可能包含差错的接收符号。在对码字进行解码时,如果2x+y〈2t(x个差错,y个擦除),则可以恢复出原始的传输码字。应注意,已知的擦除越多,则可以校正越多的差错。因此,希望在Reed-Solomon解码之前可以识别出尽量多(当然,最多为64)的擦除。另一方面,如果符号被错误地标记为擦除,则将减少Reed-Solomon解码能够校正的差错数目。例如,假设有8个擦除,其中有6个不是误码但被错误地识别为擦除。Reed-Solomon解码器只能校正(64-8)/2=28个差错和2个擦除。另一方面,如果首先仅识别了2个擦除,则Reed-Solomon可以校正(64-2)/2=31个差错和2个擦除。因此,希望提供一种可靠的算法来可靠地标记擦除。图3B-C描述了根据本发明的实施例的传输分组与MPE-FEC分组之间的关系(不按比例)。表1和表2分别示出了传输流(TS)分组和数据报区段的格式。注意,在图3A中TS分组与MPE分组之间不需要直接对应,并且MPE分组可以越过一个或更多个TS分组之间的边界。本发明的一个方面是在所有条件下如何调整并重构图4A中所示的MPE-FEC表400。表l-传输分组格式(按照其在传输分组中出现的顺序。第一行(即同步字节)首先出现)。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>图4A-B描述了一个根据本发明的实施例的内存表400。该内存表包括与所需码字的长度(在本例中为N=255字节)相对应的多个列。该表包括与内存中表的期望大小相对应的多个行。图4A示出了由本发明所重构的针对每一个码字的内存400中的MPE部分和FEC部分。图4B示出了如何接收IP数据报以及如何将其编译到表400的列中。MPE部分可以包括通过TS传输的填充字节,用以填充表中的部分,由于MPE区段的长度是可变的,因此填充字节也将以可变长度出现。由于要尽可能有效地将FEC区段分组插入表中的FEC部分,因此FEC区段分组通常为全长。该FEC部分可以包括不被传输的穿孔字节,以填充表中的FEC部分。图4C描述了一个根据本发明的实施例的擦除表。本发明的一个方面是将解封装器配置为产生与数据报相关联的擦除属性,以及将解码器配置为将擦除属性存储在檫除表中。该解码器被配置为选择性地处理码字以创建校正的码字,其中该选择至少部分地基于擦除表中所存储的属性。该解码器被配置为选择性地绕过擦除表将其标记为正确或不可校正的码字。一方面,解封装器被配置为产生与表3中所示的数据报相关联的至少三个等级的擦除属性。在这个方面,解码器被配置为选择性地处理码字以创建校正的码字,其中该选择至少部分地基于擦除表中所存储的属性。此外,该解码器被配置为选择性地绕过擦除表将其标记为正确的码字或存在太多差错而无法校正的码字。在这个方面,引入了软擦除的概念。软擦除描述了码字中的符号出错的可能性。表3-软擦除属性软擦除值描述0(00)符号出错的可能性为o1(01)符号出错的可能性小于0.52(10)符号出错的可能性大于0.53(11)符号出错的可能性为1例如,可以从接收到的传输分组中提取出码字中的每个符号的软擦除值。例如,如果将传输分组的TEI(传输差错指示符)设置为1,则可以给传输分组中的有效载荷的软擦除值分配2,如果将TEI设置为0,则可以给该软擦除值分配1。对于MPE应用数据表中的填充字节或通过CRC(循环冗余校验)校验的传输分组中的有效载荷,例如可以给该软擦除值分配O。而对于MPE-FECReed-Solomon数据表中的穿孔字节,例如给该软擦除值分配3。这些示例示出了如何确定软擦除值。对于软擦除值,还可能存在其它情况。例如,可以使用传输分组中的连续计数比特来确定是否存在被丢弃的分组。在有分组被丢弃的情况下,可以给整个分组的软擦除值分配3,当然在这种情况下所有的符号都是错误的。尽管存在用于构建软擦除表的多种技术,通过为每个码字产生硬擦除并最小化表大小的方式来构建该表是有用的。简化的硬擦除发生器和小的软擦除表转化为降低的成本和功耗。在本发明的一个方面,在完全构建了MPE-FEC帧并填充了软擦除表之后产生硬擦除。硬擦除值是二进制的。当硬擦除值为l时,其指示码字中的当前符号为擦除。当硬擦除值为0时,其指示码字中的当前符号不为擦除。Reed-Solomon解码器随后使用该硬擦除。然而,本发明不局限于特定的Reed-Solomon解码器实现。硬擦除发生器通常涉及如何构建软擦除表。在本发明的一个方面,硬擦除发生器在每一次执行时为一个完整的码字产生硬擦除。在一次执行结束时,如果满足下列条件中的任何一个条件,则硬擦除发生器确定不需要Reed-Solomon解码(a)码字中的每个符号的硬擦除为0;或(b)硬擦除为1的符号数超过了Reed-Solomon解码器的限制,即在DVB-H(数字视频广播-手持设备)的情况下为64。通常,当且仅当码字中的所有符号的软擦除为O时,满足第一条件,以及当且仅当码字中的至少65(在DVB-H的情况下)个符号的软擦除为0时,满足第二条件。注意,本发明对于不使用擦除的Reed-Solomon解码也起作用。在这种情况下,硬擦除发生器的唯一功能是确定是否需要Reed-Solomon解码。没有硬擦除输出到Reed-Solomon解码子模块。图5描述了根据本发明的实施例的自适应MPE-FEC解码器124的逻辑架构。其包括下列主要组件或子模块。Reed-Solomon解码器510校正Reed-Solomon编码的码字。该Reed-Solomon解码器既可以使用擦除也可以不使用,这取决于本发明的期望方面。MPE-FEC表(包括MPE应用数据表和Reed-Solomon数据表)存储在MPE-FEC格式表中。硬擦除发生器504产生硬擦除并确定Reed-Solomon解码对于码字是否有用。提取/存储控制508负责选择性地提取未校正的码字并将校正后的码字存储回去。控制508由硬擦除发生器控制关于是否跳过一个或多个码字。在硬擦除发生器确定没有为码字选择Reed-Solomon解码的情况下,跳过码字的抽取。擦除缓存器506存储硬擦除发生器所产生的擦除。软擦除表502存储从传输分组中提取出的软擦除信息。图6描述了示出了根据本发明的实施例的自适应前向纠错方法的流程图600。在步骤602中,通过从接收自接收机120的传输分组中解封装IP数据报来构建MPE-FEC帧。作为解封装过程的一部分,步骤604构建了描述MPE-FEC帧中每个符号的差错可能性的软擦除表。在完成了MPE-FEC帧和软擦除表之后,步骤606对MPE-FEC帧表中的每个码字执行硬擦除操作。在步骤608中,在码字的硬擦除产生的末尾,硬擦除发生器确定给定码字是否需要Reed-Soiomon解码。如果不需要校正,则不从MPE-FEC帧中抽取出当前码字,并且不执行Reed-Solomon解码。步骤610将校正后的码字留在存储器中。如果码字需要校正,则步骤612确定校正是否可行。如果码字中存在太多的差错而无法校正,则步骤614将该码字识别为不可校正。如果该码字可以校正,则步骤616执行校正,并且步骤618将校正后的码字存储在存储器中。在步骤620中,硬擦除发生器在这种情况下开始对下一码字起作用。该过程一直持续到处理了整个MPE-FEC帧。本发明基于这样的认识对于给定的MPE-FEC帧,可能不需要校正每个码字。在没有差错或差错太多的情况下,可以绕过Reed-Solomon解码以縮短处理时间并且避免不必要的内存访问。缩短的处理时间意味着MPE-FEC操作可以比其它情况更早完成,并且可以使整个系统(例如电视接收机)进入睡眠模式。这对于基于DVB-H的电视接收机尤其适用,其中时间分割是允许接收机在突发模式下工作的关键特征。降低的内存访问意味着较少的时钟切换。在上述两种情况下,都可以降低系统功耗。在移动TV接收机的示例中,好的接收条件意味着极少或不存在差错,而坏的接收条件意味存在过多差错。本发明因此在好的和坏的接收条件下都能节省功率。本发明的优势包括在移动无线设备中的有效的信号处理和延长的电池寿命。本说明公开了示例性实施例和最佳模式,在保持在下列权利要求所限定的本发明的主题和精神的同时,可以对所公开的实施例进行修改和改变。权利要求1.一种支持纠错的设备,包括接收机(120),被配置为接收通信链路上的数据;解封装器(122),连接至所述接收机,并被配置为创建数据报;解码器(124),连接至所述解封装器,并被配置为将所述数据报存储在表中并创建码字,所述解码器将所述数据报存储在表列中,以在表行中创建码字;以及用户界面(126),连接至所述解码器,并被配置为将与所述数据报相对应的图像呈现在所述用户界面上。2.如权利要求1所述的设备,其中,所迷解封装器被配置为产生与所述数据报相关联的擦除属性,以及所述解码器被配置为将所述擦除属性存储在擦除表中。3.如权利要求2所述的设备,其中,所述解码器被配置为选择性地处理码字,以创建校正的码字,其中,所述选择至少部分地基于所述擦除表中所存储的属性。4.如权利要求3所述的设备,其中,所述解码器被配置为选择性地绕过所述擦除表将其标记为正确的码字或具有太多差错而无法校正的码字。5.如权利要求2所述的设备,其中,所述解封装器被配置成产生与所述数据报相关联的至少三个等级的擦除属性。6.如权利要求5所述的设备,其中,所述解码器被配置为选择性地处理码字,以创建校正的码字,其中,所述选择至少部分地基于所述擦除表中所存储的属性。7.如权利要求6所述的设备,其中,所述解码器被配置为选择性地绕过所述擦除表将其标记为正确的码字或具有太多差错而无法校正的码字。8.如权利要求1所述的设备,其中,所述通信链路为无线链路,并且所述数据为数字电视数据。9.一种处理纠错的方法,包括接收通信链路上的数据;对所述数据进行解封装以创建数据报;通过将所述数据报存储在表中来对所述数据报进行解码并创建码字,其中包括将所述数据报存储在表的列中以便在表的行中创建码字的步骤;以及将与所述数据报相对应的图像呈现在用户界面上。10.如权利要求9所述的方法,其中,所述解封装步骤包括产生与所述数据报相关联的擦除属性以及将所述擦除属性存储在擦除表中的步骤。11.如权利要求IO所述的方法,其中,所述解码步骤包括选择性地处理码字以创建校正的码字的步骤,其中,所述选择至少部分地基于所述擦除表中所存储的属性。12.如权利要求11所述的方法,其中,所述解码步骤选择性地绕过所述擦除表将其标记为正确的码字或具有太多差错而无法校正的码字。13.如权利要求IO所述的方法,其中,所述解封装步骤包括产生与所述数据报关联的至少三个等级的擦除属性的步骤。14.如权利要求13所述的方法,其中,所述解码步骤包括选择性地处理码字以创建校正的码字的步骤,其中,所述选择至少部分地基于所述擦除表中所存储的属性。15.如权利要求14所述的方法,其中,所述解码步骤选择性地绕过所述擦除表将其标记为正确的码字或具有太多差错而无法校正的码字。16.如权利要求9所述的设备,其中,所述通信链路为无线链路且所述数据为数字电视数据。17.—种纠错电路包括输入端,被配置为接收数据报;解码器(124),连接至所述输入端,并被配置为将所述数据报存储在表中,以创建码字,所述解码器将所述数据报存储在表列中,并在表行中检索码字;以及输出端,被配置为发送码字。18.如权利要求17所述的纠错电路,其中,所述输入端包括与所述数据报相关联的擦除属性,以及所述解码器被配置为将所述擦除属性存储在擦除表中。19.如权利要求18所述的纠错电路,其中,所述解码器被配置为选择性地处理码字以创建校正的码字,其中,所述选择至少部分地基于所述擦除表中所存储的属性。20.如权利要求19所述的纠错电路,其中,所述解码器被配置为选择性地绕过所述擦除表将其标记为正确的码字或具有太多差错而无法校正的码字。21.如权利要求18所述的纠错电路,其中,所述输入端被配置为接收与所述数据报关联的至少三个等级的擦除属性。22.如权利要求17所述的纠错电路,其中,所述数据报与数字电视数据有关。全文摘要本发明提供了一种支持纠错的设备(102)。接收机(120)被配置接收通信链路上数据。解封装器(122)连接至接收机,并被配置为创建数据报。解码器(124)连接至解封装器,并被配置为将数据报存储在表中,并创建码字,该解码器将数据报存储在表的列中,以便在表行中创建码字。用户界面(126)连接至解码器,并被配置为将与数据报相对应的图像呈现在用户界面上。本发明的优点包括移动无线设备中的改进的信号接收和处理处理以及延长的电池寿命。文档编号H03M13/15GK101268645SQ200680034152公开日2008年9月17日申请日期2006年9月19日优先权日2005年9月19日发明者斯科特·郭,曼尼克坦·贾亚拉曼申请人:Nxp股份有限公司
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