数据通信系统中的编码装置及编码方法
【专利摘要】提供数据通信系统中的编码方法及装置。所述方法包括：输入包括多个源有效载荷的源块；根据从多个信息块生成（IBG）模式选择的IBG模式将所述源块转换成包括多个信息有效载荷的信息块；向接收器发送通过将奇偶校验块添加到所述源块而生成的递送块，所述奇偶校验块通过根据所选的编码方案对所述信息块编码而生成；以及向所述接收器发送指示所选的IBG模式的信息。
【专利说明】数据通信系统中的编码装置及编码方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据通信系统。更具体地，本发明涉及大小可变的包前向纠错(FEC)编码装置及方法。
【背景技术】
[0002]随着内容的多样化以及经由数据通信网络通信的诸如高清晰度(HD)内容和超高清晰度(UHD)内容的大容量内容的增加，数据拥堵已经变成日益严峻的问题。由于这样的状况，由发送器发送的内容没有被完全传到接收器，并且一些内容在途中丢失。
[0003]通常，以包为单位发送数据，从而以传送包为单位发生数据丢失。因此，当在网络中丢失传送包时，接收器未接收到丢失的传送包，从而不能知道丢失的传送包内的数据。结果，出现各种形式的用户不便，比如音频信号品质退化、视频图像品质退化、视频图像中断、标题遗漏、文件丢失等等。
[0004]在用于恢复在网络中丢失的数据的技术中，通过前向纠错(FEC)编码的奇偶校验块可以被添加到包括预定数量的包的源块然后被发送。通常，包内发送的数据(即，源有效载荷)的大小(或长度)可以具有固定包大小或可变包大小。例如，运动图像专家组2(MPEG2)传送流(TS)具有188字节的固定包大小，包括4字节的报头和184字节的有效载荷，但是在实时传送协议(RTP)或者诸如MPEG媒体传送(MMT)的协议中，传送包的大小并不总是相同的。
[0005]当应用了可变包大小时，发送器可以将填充数据添加到数据以使实际发送的包数据的大小相同然后对数据进行编码。然而，在这种情况下，应用层(AL)-FEC (AL-FEC)效率由于填充数据的添加而退化。此外，因为低效率随着填充数据越大而增加，所以期望在应用了可变包大小的数据通信中配置高效的源块的方法和根据所述方法的AL-FEC编码。
【发明内容】
[0006]技术问题
[0007]本发明的各方面是解决至少上述问题和/或缺点，并提供至少下述的优点。因此，本发明的一方面是提供用于具有可变包大小的数据的应用层-前向纠错(AL-FEC)编码装置及方法。
[0008]本发明的另一方面是提供用于将具有可变大小的源有效载荷排列在二维阵列上并配置要编码的信息块的装置及方法。
[0009]本发明的另一方面是提供用于信号传输和恢复要编码的信息块内的排列在二维阵列上的源有效载荷的长度的装置及方法。
[0010]本发明的另一方面是提供用于检测要编码的信息块内的每个包的位置的编码装置及方法。
[0011]解决方案
[0012]依据本发明的一方面，提供一种数据通信系统中的编码方法。所述方法包括:输入包括多个源有效载荷的源块；根据从多个信息块生成(IBG)模式中选择的IBG模式将所述源块转换成包括多个信息有效载荷的信息块；向接收器发送通过将奇偶校验块添加到所述源块而生成的递送块，所述奇偶校验块通过根据所选的编码方案对所述信息块编码而生成；以及向接收器发送指示所选的IBG模式的信息。
[0013]依据本发明的另一方面，提供一种数据通信系统中的编码装置。所述装置包括:转换器，用于接收包括多个源有效载荷的源块，并且用于根据从多个信息块生成(IBG)模式中选择的IBG模式将所述源块转换成包括多个信息有效载荷的信息块；编码器，用于根据所选的编码方案对所述信息块编码来生成奇偶校验块；以及发送器，用于向接收器发送通过将奇偶校验块添加到源块而生成的递送块，并且用于向接收器发送指示所选的IBG模式的信息。
[0014]依据本发明的另一方面，提供一种数据通信系统中的解码方法。所述解码方法包括:从发送器接收递送块，所述递送块包括包含多个源有效载荷的源块和从源块生成的奇偶校验块；从发送器接收指示所选的IBG模式的信息；根据从多个IBG模式选择的IBG模式来将源块转换成包括多个信息有效载荷的信息块；以及对信息块和奇偶校验块进行解码以恢复包括在信息块中的丢失的源有效载荷。
[0015]依据本发明的另一方面，提供一种数据通信系统中的解码装置。所述装置包括:接收器，用于接收递送块，所述递送块包括包含多个源有效载荷的源块和从源块生成的奇偶校验块，并且用于从发送器接收指示所选的IBG模式的信息；转换器，用于根据从多个IBG模式选择的IBG模式来将源块转换成包括多个信息有效载荷的信息块；以及解码器，用于对信息块和奇偶校验块进行解码以恢复包括在信息块中的丢失的源有效载荷。
[0016]根据本发明，可以在发送/接收具有可变包大小的数据的环境中高效地操作AL-FEC并且也提高数据传输效率。
[0017]从以下结合附图公开本发明的示例性实施例的详细描述中，本发明的其它方面、优点以及显著的特征对于本领域技术人员来说将变得清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]从以下结合附图的描述，本发明的某些示例性实施例的上述和其它方面、特征和优点将更加清楚，附图中:
[0019]图1A和IB图示了根据本发明的示例性实施例的通信系统中的网络布局和数据流；
[0020]图2图示了根据本发明的示例性实施例的用于应用层-前向纠错(AL-FEC)编码的信息块生成；
[0021]图3图示了根据本发明的另一示例性实施例的用于AL-FEC编码的二维阵列的信息块生成；
[0022]图4图示了根据本发明的示例性实施例的用于AL-FEC块的二维阵列中的每个有效载荷的偏移；
[0023]图5A图示了根据本发明的示例性实施例的AL-FEC编码过程；
[0024]图5B图示了根据本发明的示例性实施例的AL-FEC解码过程；
[0025]图6A图示了根据本发明的示例性实施例的从源块生成信息块的过程；[0026]图6B和6C图示了根据本发明的另一示例性实施例的从源块生成信息块的过程；
[0027]图7图示了根据本发明的示例性实施例的用于有效载荷长度的前向纠错(FEC)块的配置；
[0028]图8A和8B图示了根据本发明的示例性实施例的信息FEC块和FEC递送块的配置；
[0029]图8C和8D图示了根据本发明的另一示例性实施例的信息FEC块和FEC递送块的
配置；
[0030]图9图示了根据本发明的示例性实施例的用于有效载荷长度的FEC块；
[0031]图1OA和IOB图示了根据本发明的示例性实施例的活动图像专家组(MPEG)媒体传送(MMT)系统结构和递送功能层结构；
[0032]图11图示了根据本发明的示例性实施例的AL-FEC编码和解码的结构；
[0033]图12图示了根据本发明的示例性实施例的FEC块的配置；
[0034]图13图示了根据本发明的另一示例性实施例的FEC帧的配置；
[0035]图14图示了根据本发明的又一示例性实施例的FEC帧的配置；
[0036]图15图示了根据本发明的示例性实施例的用于有效载荷长度的源块的划分；
[0037]图16图示了根据本发明的示例性实施例的用于划分的长度源块的FEC块的配置；
[0038]图17图示了根据本发明的示例性实施例的用于有效载荷长度的奇数的FEC块的
配置；
[0039]图18图示了根据本发明的示例性实施例的用于有效载荷长度的FEC块的配置；
[0040]图19图示了根据本发明的示例性实施例的FEC递送块的配置；
[0041]图20图示了根据本发明的示例性实施例的MMT有效载荷格式；
[0042]图21图示了根据本发明的示例性实施例的包括在MMT有效载荷格式中的有效载荷报头格式；
[0043]图22图示了根据本发明的另一示例性实施例的有效载荷报头格式；
[0044]图23图示了根据本发明的又一示例性实施例的有效载荷报头格式；以及
[0045]图24图不了根据本发明的不例性实施例的用于MMT有效载荷传输的包的协议栈。
[0046]贯穿附图中，同样的参考数字将被理解为指代同样的部分、组件和结构。
【具体实施方式】
[0047]提供以下参照附图的描述来帮助全面理解权利要求及其等效物所限定的本发明的示例性实施例。以下描述包括各种具体细节来帮助理解，但这些具体细节应被看作仅仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改。此外，为清楚和简洁起见，可能省略对公知功能和构造的描述。
[0048]以下描述及权利要求中使用的术语和词汇不局限于文献学含义，而是仅由发明人用来使对发明的理解能够清楚和一致。因此，对本领域技术人员应当显然的是以下对本发明的示例性实施例的描述仅仅是出于举例说明的目的而提供的，并非为了对所附权利要求及其等效物所限定的发明进行限制的目的。[0049]将会理解，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代，除非上下文清楚地另外规定。因而，例如，当提到“一个组件表面”时，包括提及一个或多个这样的表面。
[0050]图1A和IB图示了根据本发明的示例性实施例的通信系统中的数据流和网络布局。
[0051]参照图1A，网络布局包括作为发送器操作的主机A102和作为接收器操作的主机B108，并且主机A102和主机B108通过一个或多个路由器104和106连接。主机A102和主机B108通过以太网118和122与路由器104和106连接，并且路由器104和106可以通过光纤、卫星通信或另外的可用手段120相互连接。主机A102和主机B108之间的数据流通过链路层116、互联网层114、传送层112和应用层110生成。
[0052]参照图1B，应用层110通过应用层前向纠错(AL-FEC)生成期望发送的数据130。数据130可以是通过利用实时传送协议(RTP)从由音频/视频(AV)编解码器终端压缩的数据划分的RTP包数据或根据移动图像专家组(MPEG)媒体传送(MMT)的MMT包数据。作为示例，数据130通过传送层112被转换成用户数据报协议(UDP)包132，在该UDP包132中插入UDP报头。互联网层114将互联网协议(IP)报头添加到UDP包132以生成IP包134，并且链路层116必要时添加帧报头136和帧脚注(footer) 138到IP包134以配置期望发送的帧116。
[0053]当以帧为单位的压缩被应用到数据通信系统时，帧被划分成具有相同长度的多个包，并且仅需要填充最后的包。然而，当帧被划分成包括视频包的多个片(slice)并且以片为单位编码时，各个片可以具有不同大小，从而生成相对大量的填充。特别地，当诸如视频包、音频包、文本包等等的各种类型的包被发送到相同的流并且AL-FEC编码被应用时，不同类型的包具有不同的大小，从而可能生成大量填充。此外，在可伸缩视频编码中，包的大小对于每层可以不同，从而生成大量填充。
[0054]在本发明的下述示例性实施例中，当通过传送协议发送的数据量是可变的时，例如，当数据具有可变包大小时，执行高效的AL-FEC编码。
[0055]图2图示了根据本发明的示例性实施例的用于AL-FEC编码的信息块生成(IBG)。
[0056]参照图2，当对于AL-FEC编码，输入了包括具有可变包大小的K个源有效载荷202(例如，源PL#0到源PL#K-1)的源块200时，发送器将填充数据214添加到至少一些源有效载荷以便使源有效载荷相等地具有长度S (例如，S=Smax)以配置具有相同长度的信息有效载荷212。这里，Smax指的是源有效载荷的大小当中的最大长度。信息有效载荷212配置信息块210。发送器内的FEC编码器根据给定FEC码对信息块210进行编码，并且生成与信息有效载荷212相应的奇偶校验有效载荷222，例如，奇偶校验PL#0到奇偶校验PL#N_K_1。N-K个奇偶校验有效载荷222配置奇偶校验块220。发送器以包的形式发送源块200和奇偶校验块220。例如，源块200和奇偶校验块220的有效载荷在包上携带然后被传递。
[0057]在图2的IBG模式中，例如，当填充数据214的总量对应于在填充之后的信息块210的大小，例如SmaxXK的50%，则50%的奇偶校验块220被添加用于填充数据，从而生成不必要的传输。因为在FEC解码之后恢复的有效载荷包括填充数据，所以需要向接收器通知源有效载荷的实际长度。当在应用信道环境中生成包丢失时，丢失相应的有效载荷自身，从而存储在有效载荷中的数据的长度不能得知，这与物理信道不同。
[0058]在下面的图3和图4中，将描述2维阵列(2D阵列)以解决上面提及的问题。[0059]图3图示了根据本发明的示例性实施例的用于AL-FEC编码的二维阵列的IBG。
[0060]参照图3，包括SPl到SP4的输入源包302以根据预定规则的顺序排列在具有预定水平长度S的二维阵列300内。具体来说，具有相对较长的长度的SPl排列在二维阵列300的第一行中的整个部分上以及第二行中的前面部分中的一些中，SP2排列在第二行中的后面部分中的一些以及第三行中的前面部分的一些中，SP3排列在第三行中的后面部分的一些以及第四行中的前面部分的一些中，并且具有相对较短的长度的SP4排列在第四行的中间。填充数据304充满二维阵列300除了排列源包302的部分之外的其余部分。
[0061]包括以上二维阵列300的信息块的每一行是信息有效载荷,从而与信息有效载荷的数量相对应的K可以小于与源有效载荷的数量相对应的K’。FEC编码器对包括二维阵列300的信息块进行编码以生成奇偶校验有效载荷。与图2的IBG模式相比，利用这种二维阵列300的IBG模式减少了信息有效载荷的数量，从而减少了奇偶校验有效载荷的量。
[0062]图4图示根据本发明的示例性实施例的用于AL-FEC块的二维阵列中的每个有效载荷的偏移。
[0063]参照图4，指示每个源包在串行化二维阵列400上的开始位置的偏移信息与源块一起被发送。在图示示例中，偏移信息包括offsetO、offsetl、offset2以及offset3。AL-FEC解码器根据每个源包的偏移重新配置二维阵列400以执行解码。
[0064]图3和图4中图示的用于AL-FEC块的二维阵列生成额外的信令开销，因为每个包的偏移信息应当被通知给接收器。因此，期望在可变包大小环境中用于在最小化信令开销的同时提高AL-FEC效率的技术。
[0065]以每个分组需要的开销看来，长度奇偶校验数据的量可以被计算为2字节X (1-码率)。当码率是50%时，长度奇偶校验数据的量是每个包I字节。
[0066]因此，FEC编码器根据图3的IBG模式对关于每个包的长度的信息进行编码以生成长度奇偶校验数据，并且与源块和奇偶校验块一起发送长度奇偶校验数据。
[0067]作为本发明的另一示例性实施例，FEC编码器可以选择和使用图2的IBG模式和图3的IBG模式之一。这是因为根据图3的IBG模式与图2的IBG模式相比并不总是保证高效率。下面将更详细地对此进行描述。
[0068]当应用图2的IBG模式时，AL-FEC解码器向高层输出恢复的信息有效载荷当中除了填充数据之外的实际数据(例如，源有效载荷)。为此，AL-FEC解码器应当知道每个信息有效载荷的实际数据大小(例如，有效载荷大小)。AL-FEC解码器从发送器接收用于每个有效载荷的实际数据大小的长度奇偶校验数据，并且可以基于长度奇偶校验数据获得每个有效载荷的实际数据大小。另一方面，当源有效载荷被配置成具有如图3中图示的二维阵列时，AL-FEC解码器可以通过利用用于每个接收到的有效载荷的偏移信息来在二维阵列中替换每个接收到的有效载荷以恢复源块。通常，因为在图2的模式中丢失的包的数量大于在图3的二维阵列中丢失的有效载荷的数量，所以图2的IBG模式所需的长度奇偶校验数据的比率应当高于用于二维阵列的长度奇偶校验数据的比率。
[0069]因为图3的模式与图2的模式相比需要大量的长度奇偶校验数据，所以当进一步需要的奇偶校验数据的量小于由二维阵列的配置减少的填充的量时，图3的IBG模式更高效。因此，FEC编码器可以考虑到由图3的IBG模式减少的奇偶校验有效载荷的量和由图3的IBG模式所额外需要的长度奇偶校验数据的量来选择图2的IBG模式和图3的IBG模式之一 O
[0070]例如，当被配置成具有图3中所示的二维阵列的信息块与如图2中所示地配置的信息块相比少生成一个奇偶校验有效载荷时，FEC编码器在由二维阵列添加的长度奇偶校验数据的量大于一个奇偶校验有效载荷的大小时应用图2的IBG模式。否则，FEC编码器应用图3的IBG模式。
[0071]作为本发明的另一示例性实施例，FEC编码器可以根据仅由于图2的IBG模式所需要的填充数据的量来选择图2的IBG模式和图3的IBG模式之一。通常，图2的IBG模式和图3的IBG模式所需的信令信息的量几乎是预定的。因此，根据由于图2的IBG模式所需的填充数据的量来确定图2的IBG模式和图3的IBG模式中的哪一个更高效。即，因为填充数据的量更小，所以图2的IBG模式更高效，而因为填充数据的量更大，所以图3的IBG模式更高效。因此，当由于图2的IBG模式所额外需要的填充数据的量大于预定阈值时，FEC编码器通过利用图3的IBG模式来配置信息块。否则，FEC编码器通过利用图2的IBG模式来配置信息块。例如，可以根据图2的IBG模式和图3的IBG模式所需的信令信息的量之间的差来确定阈值。
[0072]图5A图示了根据本发明的示例性实施例的AL-FEC编码过程。
[0073]参照图5A，包括具有可变长度的K’个源有效载荷502的源块500被输入用于AL-FEC编码。源有效载荷502被顺序地排列在包括具有相同长度的K个信息有效载荷506的二维阵列的信息块504上。最后的信息有效载荷可以在串行化的源有效载荷的其余之后包括填充数据。发送器配置用于源有效载荷长度的源块508 (称为“长度源块”)，所述源有效载荷长度包括在源块500内的源有效载荷502的有效载荷长度，诸如S0、S1、…、SK’ -2和SK’ -1。FEC编码器510对信息块504进行编码以生成包括具有相同长度的(N-K)个奇偶校验有效载荷514的奇偶校验块512，并且也对长度源块508进行编码以生成包括p0、p1、…、ρΝ-Κ-l的奇偶校验块516。长度奇偶校验块516和奇偶校验块512由源块500和FEC递送块520配置，并且被从发送器发送到`接收器。
[0074]图5B图示了根据本发明的示例性实施例的AL-FEC解码过程。
[0075]参照图5B，接收器从发送器接收FEC递送块530。FEC递送块530包括源有效载荷532、奇偶校验有效载荷534以及长度奇偶校验数据540。由于包丢失的信道特性，在接收到的FEC递送块530内可能存在一个或多个丢失的有效载荷536和538。
[0076]接收器首先从成功接收的源有效载荷532计算相应的长度S0、S1、…、SK’-1542。因为源有效载荷532是通过基于IP协议的协议层发送的，所以IP协议可以区分携带FEC递送块520的各个有效载荷的各个IP包。接收器根据IP包之间的区别识别接收到的FEC递送块530的每个有效载荷的边界，并且计算每个成功接收的有效载荷长度。作为另一示例，接收器可以通过诸如MMT或RTP的应用协议、传输控制协议(TCP)或者诸如UDP的传送协议来获得每个接收到的有效载荷长度。作为又一示例，虽然未示出，但发送器将包含长度字段的报头添加到FEC递送块520的每个有效载荷(或者每个源有效载荷)然发送所述有效载荷，并且接收器可以从接收到的有效载荷的报头知道长度。
[0077]接收器配置用于有效载荷长度的FEC块544，其包括包含源有效载荷532的长度的长度块542以及从FEC递送块520提取的长度奇偶校验数据540。擦除FEC块544内的丢失的源有效载荷536的长度536a和丢失的奇偶校验有效载荷538的长度奇偶校验数据538a，例如，它们取预定值。FEC解码器550对FEC块544执行擦除解码，并且恢复包括丢失的有效载荷536和538的所有有效载荷的长度544a。
[0078]因为接收器可以从恢复的有效载荷长度544a知道每个有效载荷在被配置成具有二维阵列的信息块552上的位置，所以接收器将接收到的有效载荷532和534排列在二维阵列上并且擦除丢失的有效载荷536和538以配置FEC块530a。丢失的有效载荷536和538在FEC块530a内占据的空间可以从恢复的有效载荷长度544a中知道。FEC解码器550对FEC块530a进行解码以恢复信息块552，并且基于恢复的有效载荷长度544a从恢复的信息块552输出源块554。
[0079]图6A图示了根据本发明的示例性实施例的从源块生成信息块的过程。
[0080]参照图6A，源块602包括K’个源有效载荷604，并且信息块606包括通过将源有效载荷604排列在二维阵列上以及选择性地填充数据608a (这里，K〈K’ )来配置的K个信息有效载荷608。源有效载荷604的大小S1、S2、…、SK’-1和SK可以考虑MTU以及用于传输的各种报头字段来确定。当源有效载荷的最大大小是Smax字节并且期望要配置的二维阵列的大小是Smax X K时，包括K’个源有效载荷的源块602由一系列输入的源有效载荷604配置。配置的源块602内的源有效载荷604被顺序地排列在具有SniaxXK的大小的二维阵列上，并且填充数据608a根据需要被添加到最后的第K个信息有效载荷的最后部分，这样最终生成信息块606。
[0081]在不同的描述中，K’个源有效载荷被串行化，并且附加字节被填充到串行化的源有效载荷的末尾。串行化的源有效载荷的每Smax字节变成每个信息有效载荷，并且最后的信息有效载荷通过将填充数据添加到串行化的源有效载荷的其余而生成。此时，填充数据的大小被确定为使得信息块的总大小变成Sfflax字节的倍数。即，信息块通过以Sfflax为单位并行转换所有信息有效载荷而生成，并且与如上所述地生成的信息有效载荷的数量相对应的K可以小于K’。
·[0082]图6B和6C图示了根据本发明的另一示例性实施例的从源块生成信息块的过程。这里，源块610包括多个子块612。
[0083]参照图6B，源块610被划分成M个子块612，并且每个子块612包括1、K2、…、Km
个源有效载荷614 (K' =K^V-Km).这里，K1、K2、…、Km是等于或大于I的正整数。每个子块612开始被排列在二维阵列上的预指定位置上，例如，每隔SmaxXK/M个字节的点。预指定位置是具有SmaxXK/M的固定大小的信息子块618的开始点，并且信息子块618在排列了子块612之后的其余部分根据需要由填充数据616占据。每个信息子块618被划分成具有Smax的Κ/M个信息有效载荷624。
[0084]参照图6C，信息块620可以通过将信息有效载荷624顺序地排列在具有SmaxXK的大小的二维阵列上来配置。包括在信息块620中的K个信息有效载荷624具有等于Smax的大小。与图5A和5B的示例性实施例不同，填充数据616可以被显示在在串行化的信息块620当中。
[0085]在不同的描述中，第i个子块的Ki个源有效载荷被串行化，并且串行化的源有效载荷的第j个Smax字节变成第i个信息子块622的第j个信息有效载荷。第i个信息子块622的最后的信息有效载荷通过将填充数据添加到Ki个串行化的源有效载荷的其余来生成。此时，填充数据的大小被确定为使得信息子块622的总大小变成SmaxXK/M。即，仅最后的信息有效载荷可以包括每个信息子块内的填充数据。
[0086]图7图示了根据本发明的示例性实施例的用于有效载荷长度的FEC块的配置。
[0087]参照图7，FEC编码器通过对用于有效载荷长度的源块702进行FEC编码来生成用于有效载荷长度的奇偶校验块706，所述源块702包括K’个源有效载荷的长度Si704( i=l、
2、…、K’)。奇偶校验块706包括(N-K)个奇偶校验数据708。用于有效载荷长度的FEC块700包括源块702和奇偶校验块706。如上所述，优选地，用于有效载荷长度的奇偶校验数据通过比用于源有效载荷的奇偶校验数据的码率更高(即，更健壮)的码率来生成。
[0088]例如，FEC编码器可以通过从有效载荷长度的奇数长度生成(N-K)个奇偶校验数据并且分开地从偶数长度生成(N-K)个奇偶校验数据来生成包括2X (N-K)个奇偶校验数据的奇偶校验块。作为本发明的另一示例性实施例，FEC编码器可以通过根据有效载荷长度生成2X (N-K)个奇偶校验数据来配置用于有效载荷长度的奇偶校验块。因此，用于有效载荷长度的FEC块(称为“长度FEC块”)保证比用于源有效载荷的FEC块(称为“信息FEC块”)更好的解码能力。
[0089]图8A和8B图示了根据本发明的示例性实施例的信息FEC块和FEC递送块的配置。
[0090]参照图8A，信息FEC块800包括包含K个信息有效载荷的信息块802和包含P个奇偶校验有效载荷的奇偶校验块804。每个有效载荷具有S字节(例如，S=Smax)的大小。FEC编码器通过从信息块802生成奇偶校验块804来配置FEC块800。参照图8B，FEC递送块820包括包含K’个源有效载荷的源块822、包含P个奇偶校验有效载荷的奇偶校验块824以及用于有效载荷长度的奇偶校验块830。
[0091 ] 图8C和8D图示了根据本发明的另一示例性实施例的FEC块和FEC递送块的配置。这里，图示了执行2级FEC的示例。`
[0092]参照图8C，信息FEC块830包括配置用于第一 FEC的M个FEC#1块以及通过第二FEC生成的奇偶校验#2块。每个FEC#1块包括包含多个信息有效载荷的子块和通过第一FEC生成的奇偶校验#1块。参照图8D，FEC递送块840包括配置用于第一 FEC的M个FEC#1递送块以及通过第二 FEC生成的奇偶校验#2块。每个FEC#1递送块包括包含多个源有效载荷的子块和通过第一 FEC生成的奇偶校验#1块。每个奇偶校验块包括相应的长度奇偶校验块。
[0093]到目前为止，已经描述了将长度奇偶校验块排列在全部奇偶校验块的第一部分中来配置FEC递送块的示例。在本发明的修改的示例性实施例中，长度奇偶校验块可以通过用于奇偶校验块的报头或者用于源块的报头发送，并且在这种情况下，FEC递送块仅包括源块和奇偶校验块。
[0094]在下述的本发明的示例性实施例中，指示被应用到传输的AL-FEC编码方案的标志被用于选择并应用图2的IBG模式和图3的IBG模式之一。例如，FEC编码器在标志是“O”时，根据图2的IBG模式执行AL-FEC编码，并且在标志是“I”时，应用图3的IBG模式以执行AL-FEC编码。标志可以与FEC递送块一起或者通过分开的信令从发送器发送到接收器。
[0095]图9图示了根据本发明的示例性实施例的用于有效载荷长度的FEC块。
[0096]参照图9，用于有效载荷长度的FEC块900包括包含K’个源有效载荷的长度904的源块902和包含N-K个长度奇偶校验数据908的奇偶校验块906 (即，长度奇偶校验块)。当如图2中所示地配置信息块时，发送器通过FEC编码从用于有效载荷长度的源块902生成长度奇偶校验块906，将用于有效载荷长度的奇偶校验块906与源块和相应奇偶校验块一起发送以便向接收器通知每个源有效载荷的长度。为了最小化系统负担，与用于对源块进行编码的FEC码相等的FEC码可以被用于生成长度奇偶校验块。
[0097]当在给定的包丢失信道环境中确定在AL-FEC解码之后要实现的误包率(PER)或者误比特率(BER)时，图2的IBG模式生成用于源块的K’个源有效载荷生成P’个奇偶校验有效载荷，并且图3的IBG模式生成用于包括K个信息有效载荷的信息块的P个奇偶校验有效载荷。比较图2和图3的IBG模式，图2的IBG模式还需要(P’ -P)个奇偶校验有效载荷，而图3的IBG模式还需要用于有效载荷长度的奇偶校验数据。
[0098]发送器根据两个IBG模式预测与奇偶校验有效载荷的数量相对应的P’和P，计算用于有效载荷长度的奇偶校验数据，并且当用于有效载荷长度的奇偶校验数据的量小于P’ -P个奇偶校验有效载荷时，将标志设置为“ I ”并通过图3的IBG模式应用AL-FEC编码，而当用于有效载荷长度的奇偶校验数据的量不小于P’ -P个奇偶校验有效载荷时，将标志设置为“O”并通过图2的IBG模式应用AL-FEC编码。
[0099]当P’ =P+p时，图2的IBG模式所需的奇偶校验数据的量由(Smax+L) X (P+p)计算，而图3的IBG模式所需的奇偶校验数据的量由(Smax+LX(l+r))XP计算。因此，奇偶校验数据之间的差由(Smax+L) Xp-LXrXP计算。这里，L指的是表示每个源有效载荷的长度所需的字节，并且r指的是长度源块被划分的次数。即，长度字段可以被划分成用于更健壮的编码的一个或多个子块并被单独地编码。当r=l时，它是指长度字段被划分成两个子块。
[0100]当r=l时，奇偶校验数据之间的差是(Smax+L) Xp-LXP。这里，P表示由于应用图3的IBG模式而减少的奇偶校验有效载荷的数量，并且其小于PRX (K’-K)。PR表示奇偶校验率，并且由奇偶校验长度与信息长度的比率表示。当PR=P’/K’=P/K时，P=P' -P=PRX (K’ -K)。因为能力随着在相同PR中信息长度越长而提高，所以对于相同的能力，P应当小于PRX (K’-K)。S卩，应当满足下面的公式(I)。
[0101]〈公式1>
[0102](Smax+L) Xp-LXP < (Smax+L) XPRX (K' -K)-LXP
[0103]因为P=P’-p=PRXK’-p，所以 LXP=LX (P，_p)=LXPRXK’-LXp。因此，公式(I)可以再次被表示为如公式(2)中所定义的那样。
[0104]〈公式2>
[0105](Smax+L) Xp-LXP < (Smax+2XL) Xp_LXPRXK' < (Smax+2XL)
[0106]XPRX (K' -K)-LXPRXK/ = PRX ((SMX+2XL) X (K' -K)-LXK/ )
[0107]通常，因为在传输期间Smax和L是固定的，所以随着奇偶校验率越高以及K-K’越大，例如，根据图2的IBG模式的填充数据的量越大，更优选应用图3的IBG模式。
[0108]下面表I到表3示出了当Sniax=IOOO字节、L=2字节且r=l时，在K’ =100,200和400的情况下，根据奇偶校验率和填充率的量的全部奇偶校验量的比较。
[0109]下面表I示出了当K’ =100时，图3的IBG模式和图2的IBG模式所需的全部奇偶校验量。
[0110]表I
[0111][表I]
【权利要求】
1.一种数据通信系统中的编码方法，所述方法包括: 输入包括多个源有效载荷的源块； 根据从多个信息块生成(IBG)模式选择的IBG模式将所述源块转换成包括多个信息有效载荷的信息块； 向接收器发送通过将奇偶校验块添加到所述源块而生成的递送块，所述奇偶校验块通过根据所选的编码方案对所述信息块编码而生成；以及向所述接收器发送指示所选的IBG模式的信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个IBG模式包括以下各项中的至少一个: 第一 IBG模式，用于在源块包括具有固定大小的多个源有效载荷的情况下，生成与所述多个源有效载荷相等的多个信息有效载荷； 第二 IBG模式，用于在源块包括具有可变大小的多个源有效载荷的情况下，通过将填充数据添加到所述多个源有效载荷中的至少一个从而使所述多个信息有效载荷具有S的相等大小来生成多个信息有效载荷；以及 第三IBG模式，用于在源块包括具有可变大小的多个源有效载荷的情况下，将所述源块划分成每个包括多个源有效载荷中的至少一个的多个子块，串行化每个子块的相应源有效载荷，将串行化的源有效载荷的每S字节配置为一个信息有效载荷，并且通过将填充数据添加到串行化的源有效载荷的其余来配置相应子块的最后的信息有效载荷。
3.如权利要求1所述的方法，还包括: 对包括所述多个源有效载荷的长度字段的长度源块进行编码以生成用于有效载荷长度的奇偶校验块；以及` 向所述接收器发送用于有效载荷长度的奇偶校验块。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述用于有效载荷长度的奇偶校验块包括通过对包括奇数的长度字段的奇数源块进行编码而生成的奇数奇偶校验块以及通过对包括偶数的长度字段的偶数源块进行编码而生成的偶数奇偶校验块；并且 所述奇数源块以及所述偶数源块是利用与用于对信息块编码的编码方案相等的编码方案来编码。
5.如权利要求3所述的方法，其中，所述递送块的每个源或者奇偶校验有效载荷根据预定的包格式被包化然后被发送，并且与每个奇偶校验有效载荷相对应的包的报头包括通过对包括所述多个源有效载荷的长度字段的长度源块进行编码而生成的用于有效载荷长度的奇偶校验块的每个奇偶校验数据。
6.一种数据通信系统中的编码装置，所述装置包括: 转换器，用于接收包括多个源有效载荷的源块，并且用于根据从多个信息块生成(IBG)模式选择的IBG模式将所述源块转换成包括多个信息有效载荷的信息块； 编码器，用于根据所选的编码方案对所述信息块编码来生成奇偶校验块；以及发送器，用于向所述接收器发送通过将所述奇偶校验块添加到所述源块而生成的递送块，并且用于向所述接收器发送指示所选的IBG模式的信息。
7.如权利要求6所述的编码装置，适合于执行权利要求1到5之一的方法。
8.一种数据通信系统中的解码方法，所述方法包括: 从发送器接收递送块，所述递送块包括包含多个源有效载荷的源块和从所述源块生成的奇偶校验块； 从所述发送器接收指示所选的信息块生成(IBG)模式的信息； 根据从多个IBG模式选择的IBG模式来将所述源块转换成包括多个信息有效载荷的信息块；以及 对所述信息块和所述奇偶校验块进行解码以恢复包括在所述信息块中的丢失的源有效载荷。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述多个IBG模式包括以下各项中的至少一个: 第一 IBG模式，用于在源块包括具有固定大小的多个源有效载荷的情况下，生成与所述多个源有效载荷相等的多个信息有效载荷， 第二 IBG模式，用于在源块包括具有可变大小的多个源有效载荷的情况下，通过将填充数据添加到所述多个源有效载荷中的至少一个从而使所述多个信息有效载荷具有S的相等大小来生成多个信息有效载荷，以及 第三IBG模式，用于在源块包括具有可变大小的多个源有效载荷的情况下，将所述源块划分成每个包括所述多个源有效载荷中的至少一个的多个子块，串行化每个子块的相应源有效载荷，将串行化的源有效载荷的每S字节配置为一个信息有效载荷，并且通过将填充数据添加到串行化的源有效载荷的其余来配置相应子块的最后的信息有效载荷。
10.如权利要求8所述的方法，还包括: 从所述发送器接收通过对包括所述多个源有效载荷的长度字段的长度源块进行编码而生成的用于有效载荷长度的奇偶校验块；· 对所述用于有效载荷长度的奇偶校验块进行解码以获取所述多个源有效载荷的长度；以及 通过利用所述多个源有效载荷的长度来将包括恢复的源有效载荷的信息块转换成源块。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述用于有效载荷长度的奇偶校验块包括通过对包括奇数的长度字段的奇数源块进行编码而生成的奇数奇偶校验块以及通过对包括偶数的长度字段的偶数源块进行编码而生成的偶数奇偶校验块，并且 所述奇数源块以及所述偶数源块是利用与用于对信息块编码的编码方案相同的编码方案来编码的。
12.如权利要求10所述的方法，其中，所述递送块的每个源或者奇偶校验有效载荷根据预定的包格式被包化然后被发送，并且与每个奇偶校验有效载荷相对应的包的报头包括通过对包括多个源有效载荷的长度字段的长度源块进行编码而生成的用于有效载荷长度的奇偶校验位块的每个奇偶校验数据。
13.一种数据通信系统中的解码装置，所述解码装置包括: 接收器，用于接收递送块，所述递送块包括包含多个源有效载荷的源块和从所述源块生成的奇偶校验块，并且用于从发送器接收指示所选的信息块生成(IBG)模式的信息；转换器，用于根据从多个IBG模式选择的IBG模式来将所述源块转换成包括多个信息有效载荷的信息块；以及 解码器，用于对所述信息块和所述奇偶校验块进行解码以恢复包括在所述信息块中的丢失的源有效载荷。
14.如权利要求13所述的解码装`置，适合于执行权利要求8到12之一的方法。
【文档编号】H03M13/27GK103858352SQ201280050511
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年10月15日 优先权日:2011年10月13日
【发明者】黄盛凞, 朴勍模, 梁贤九 申请人:三星电子株式会社