错误校正装置与错误校正方法
【专利摘要】本发明所提供的错误校正装置包含两个纠错模块，适用于一信号接收端所接收的一数字信号。第一纠错模块用以针对一输入信号进行一第一纠错程序，以产生符合一终止条件的一中间信号，该输入信号对应于该数字信号。第二纠错模块用以接收并选择性地针对该中间信号进行一第二纠错程序，以产生一校正后信号。该终止条件相关于该第二纠错程序的一纠错能力上限。
【专利说明】错误校正装置与错误校正方法
【技术领域】
[0001]本发明与错误校正技术相关，并且尤其与采用双重错误校正的应用相关。
【背景技术】
[0002]随着通信技术的进步，数字电视广播的发展渐趋成熟。除了经由电缆线路传送之外，数字电视信号也可透过基站或人造卫星等设备以无线信号的型态被传递。目前最为广泛采用的标准是第二代数字电视地面广播(digital video broadcasting - secondgeneration terrestrial, DVB-T2)规范和第二代数字电视卫星广播(digital videobroadcasting - second generation satellite, DVB-S2)规范。
[0003]为了确保接收端的影像品质不会受到信号传送过程中的杂讯过度影响，上述两种数字电视广播系统的传送端在将电视信号编码时都采用了双重的错误校正机制:先施以博斯-查德胡里-霍昆格姆(Boss-Chaudhur1-Hocquenghem，BCH)错误校正编码，再加上低密度同位检查(low density parity check, LDPC)错误校正编码。相对应地，数字电视广播系统的接收端必须先后对收到的数字电视信号执行LDPC纠错程序及BCH纠错程序。BCH纠错程序的速度快且运算耗电量低，其主要功用在于复核确认。
[0004]LDPC纠错为一逐次进行的迭代(iteration)程序。目前多数数字电视广播接收端所采用的错误校正流程如图1所示。步骤Sll为针对输入信号执行一次LDPC纠错程序。步骤S12为判断LDPC纠错次数或纠错时间是否已达上限。若如果步骤S12的判断结果为否，步骤S13才会被执行。举例而言，LDPC纠错次数上限可被设定为五次，纠错时间上限则可能是下一个数据封包抵达的时间。如果步骤S12的判断结果为是，步骤S14将被执行，对目前LDPC纠错程序的输出结果直接进行BCH纠错程序。步骤S13为判断目前的校正后结果是否仍有错误。如果步骤S13的判断结果为是，步骤Sll会再次被执行，直到步骤S12的判断结果为是或步骤S13的判断结果为否。
[0005]由图1可看出，每当出现错误程度较高的输入信号，步骤S13的检验相当难以通过。据此，在LDPC纠错次数或纠错时间达到上限之前，步骤Sll可能必须重复执行许多次，导致错误校正时间大幅增加，进而造成数字电视广播系统接收端的整体效率低落。
【发明内容】
[0006]为解决上述问题，本发明提出一种错误校正装置与错误校正方法，根据后半段纠错程序的纠错能力来决定前半段纠错程序的停止时间，因而能有效节省错误校正时间。根据本发明的错误校正装置与错误校正方法不仅可应用在电视广播系统中，亦可被实现于各种需要双重错误校正的信号处理领域。
[0007]根据本发明的一具体实施例为一种错误校正装置，适用于一信号接收端所接收的一数字信号，该错误校正装置包含两个纠错模块。第一纠错模块用以针对一输入信号进行一第一纠错程序以产生符合一终止条件的一中间信号，该输入信号对应于该数字信号。第二纠错模块用以接收并针对该中间信号选择性地进行一第二纠错程序，以产生一校正后信号。该终止条件相关于该第二纠错程序的一纠错能力上限。
[0008]根据本发明的另一具体实施例为一种错误校正方法适用于一信号接收端所接收的一数字信号，该错误校正方法。该方法首先执行一第一纠错步骤，针对一输入信号进行一第一纠错程序，以产生符合一终止条件的一中间信号。在该终止条件成立后，该方法执行一第二纠错步骤，针对该中间信号选择性地进行一第二纠错程序，以产生一校正后信号。其中该终止条件相关于该第二纠错程序的一纠错能力上限。
[0009]关于本发明的优点与精神可以藉由以下发明详述及附图得到进一步的了解。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为先前技术所采用的错误校正方法流程图。
[0011]图2为根据本发明的一实施例中的错误校正装置功能方块图。
[0012]图3为根据本发明的一实施例中的错误校正方法流程图。
[0013]主要元件符号说明
[0014]S11~S14:流程步骤200:错误校正装置
[0015]22:第一纠错模块24:第二纠错模块
[0016]S31~S33:流程步骤
【具体实施方式】
[0017] 根据本发明的一实施例为图2所示的错误校正装置200，其中包含第一纠错模块22和第二纠错模块24。在实际应用中，错误校正装置200可被整合在采用DVB-S2、DVB-T2等规范的数字电视信号接收端内，亦可独立存在。以下说明主要以第一纠错模块22为低密度同位检查(low density parity check, LDPC)纠错模块,而第二纠错模块24为博斯-查德胡里-霍昆格姆(Boss-Chaudhur1-Hocquenghem, BCH)纠错模块的情况为例,但不以此为限。
[0018]第一(LDPC)纠错模块22用以针对一输入信号进行LDPC纠错程序(第一纠错程序)。LDPC纠错程序实际上为逐次校正错误的迭代(iteration)程序。实务上，第一(LDPC)纠错模块22在每进行一次LDPC纠错后都会产生一个相对错误较少的中间信号，例如一个大小为n*l的编码字元(codeword)。将该编码字元与大小为m*n的同位检查矩阵(paritycheck matrix)相乘,可得到一大小为l*m的向量。若原本在输入信号中的错误已完全被校正，理论上代表中间信号的向量中的m个元素都会等于O。易言之，使该m个元素皆为0的中间信号也就是将输入信号校正完毕后的结果。另一方面，该m个元素中有愈多个1，表示该中间信号的错误愈严重。
[0019]第一(LDPC)纠错模块22可根据上述m个元素来判断目前的中间信号的错误程度。举例而言，第一(LDPC)纠错模块22可将该m个元素加总，产生一同位检查总和(paritycheck sum)，做为错误程度E，并将错误程度E与一门槛值比较。若目前最新产生的中间信号的错误程度E仍高于该门槛值，第一(LDPC)纠错模块22会继续再次对该中间信号施以LDPC纠错程序。相对地，一旦发现目前最新产生的中间信号的错误程度E已低于该门槛值，第一(LDPC)纠错模块22就会停止LDPC纠错程序。换句话说，第一(LDPC)纠错模块22会针对输入信号进行LDPC纠错程序，直到LDPC纠错程序产生的中间信号符合终止条件。[0020]该门槛值与第二(BCH)纠错模块24的纠错能力上限相关。假设第二(BCH)纠错模块24在该中间信号包含至多t个错误位元仍能将该中间信号完全修复，t即为第二(BCH)纠错模块24的纠错能力上限，亦即BCH纠错程序的一最高修复位元数。在不同的BCH纠错模式下，纠错能力上限t可能有所不同(例如等于10或12)。上述门槛值可被设定为纠错能力上限t与一预设比重w的乘积。预设比重w可以等于错误程度E与中间信号中错误位元数量间的比例(经由模拟实验或理论推导决定)，并且不以特定数值为限。
[0021]BCH纠错模块24耦接至LDPC错误校正模块22，用以在上述终止条件成立后，接收并针对该中间信号继续进行BCH纠错程序(第二纠错程序)，以产生一校正后信号。显然，藉由适当选定预设比重w，传送至第二(BCH)纠错模块24的中间信号会是第二(BCH)纠错模块24所能负荷，亦即能完全校正其中的错误并产生完全正确的校正后信号。
[0022]须说明的是，第一(LDPC)纠错模块22提供至第二(BCH)纠错模块24的中间信号也可能已经完全没有错误。若发现这种情况，第二(BCH)纠错模块24只要直接将该中间信号直接视为校正后信号并输出即可，无须再进行BCH纠错程序。
[0023]由以上说明可看出，透过适当设定终止条件，一方面来说，使得错误校正装置200不会等到第一(LDPC)纠错模块22完全将错误校正完毕才进行BCH纠错程序，而是适当地将一部分的纠错任务交付给第二(BCH)纠错模块24。BCH纠错程序的速度快且运算耗电量低。相较于先前技术，平均而言，错误校正装置200的效率会较高。另一方面来说，透过引进第二(BCH)纠错模块24的纠错能力上限做为设定终止条件的参数，亦可避免第二(BCH)纠错模块24不能完全校正中间信号的情况。
[0024]根据本发明的另一实施例为一错误校正方法，其流程图如图3所示。首先，步骤S31为针对一输入信号进行一第一纠错程序。步骤S32则是判断该第一纠错程序产生的一中间信号是否符合一终止条件。若步骤S32的判断结果为否，步骤S31会再次被执行。相对地，若步骤S32的判断结果为是，步骤S33将被执行，以针对该中间信号进行一第二纠错程序，以产生一校正后信号。须说明的是，如前述，该中间信号也可能已经完全没有错误。若发现这种情况，步骤S33只要直接将该中间信号直接视为校正后信号并输出即可，无须再针对该中间信号进行该第二纠错程序。与前一个实施例相同，本实施例中的终止条件为该中间信号的错误程度低于一门槛值，且该门槛值与该第二纠错程序的纠错能力上限相关。先前在介绍错误校正装置200时描述的各种实施细节，亦可应用至图3所绘示的错误校正方法中，于此不再赘述。
[0025]须说明的是，上述装置及方法不限于包含LDPC纠错程序与BCH纠错程序的应用。上述中间信号及错误程度的决定方式可依不同纠错程序进行的实际状况来调整。
[0026]如上所述，本发明实施例提出一种错误校正装置与错误校正方法，根据后半段纠错程序的纠错能力来决定前半段纠错程序的停止时间，因而能有效节省错误校正时间。根据本发明实施例的错误校正装置与错误校正方法不仅可应用在电视广播系统中，亦可被实现于各种需要双重错误校正的信号处理领域。
[0027]藉由以上具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以所揭示的具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明欲申请的专利范围的范畴内。
【权利要求】
1.一种错误校正装置，适用于一信号接收端所接收的一数字信号，该错误校正装置包含: 一第一纠错模块，用以针对一输入信号进行一第一纠错程序以产生符合一终止条件的一中间信号，该输入信号对应于该数字信号；以及 一第二纠错模块，耦接至该第一纠错模块，用以接收并针对该中间信号选择性地进行一第二纠错程序，以产生一校正后信号； 其中该终止条件相关于该第二纠错程序的一纠错能力上限。
2.如权利要求1所述的错误校正装置，其特征在于，该第一纠错程序为一低密度同位检查。
3.如权利要求2所述的错误校正装置，其特征在于，该终止条件为该中间信号的一错误程度低于一门槛值，该错误程度为该第一纠错模块根据该输入信号与一同位检查矩阵所产生的一同位检查总和，且该门槛值与该第二纠错程序的该纠错能力上限相关。
4.如权利要求1所述的错误校正装置，其特征在于，该第二纠错程序为一博斯-查德胡里-霍昆格姆纠错程序，该纠错能力上限相关于该第二纠错程序的一最高修复位元数。
5.如权利要求4所述的错误校正装置，其特征在于，该终止条件为该中间信号的一错误程度低于一门槛值，该门槛值为该纠错能力上限与一预设比重的乘积。
6.一种错误校正方法，适用于一信号接收端所接收的一数字信号，该错误校正方法包含: 针对一输入信号进行一第一纠错程序，以产生符合一终止条件的一中间信号；以及在该终止条件成立后，针对该中间信号选择性地进行一第二纠错程序，以产生一校正后信号; 其中该终止条件相关于该第二纠错程序的一纠错能力上限。
7.如权利要求6所述的错误校正方法，其特征在于，该第一纠错程序为一低密度同位检查。
8.如权利要求7所述的错误校正方法，其特征在于，该终止条件为该中间信号的一错误程度低于一门槛值，该错误程度为根据该输入信号与一同位检查矩阵所产生的一同位检查总和，且该门槛值与该第二纠错程序的该纠错能力上限相关。
9.如权利要求7所述的错误校正方法，其特征在于，该第一纠错程序包含反复执行该低密度同位检查。
10.如权利要求6所述的错误校正方法，其特征在于，该第二纠错程序为一博斯-查德胡里-霍昆格姆纠错程序，该纠错能力上限相关于该第二纠错程序的一最高修复位元数。
11.如权利要求9所述的错误校正方法，其特征在于，该终止条件为该中间信号的一错误程度低于一门槛值，该门槛值为该纠错能力上限与一预设比重的乘积。
【文档编号】H04L1/00GK103716119SQ201210374639
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年9月29日 优先权日:2012年9月29日
【发明者】顾育先, 林东昇, 廖懿颖 申请人:晨星软件研发(深圳)有限公司, 晨星半导体股份有限公司