专利名称：用于数字信号帧的数据纠错方法及使用该方法的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对诸如FM多路传输广播这样的文本广播中所接收数字信号纠错的方法以及在这种方法中所用的装置，更具体地说，是涉及一种纠错方法，该方法接收一帧采用例如DARC(数据无线电频道)标准和校验码的数字信号，并进行水平和垂直方向的纠错。
文本信息服务已实际应用于采用FM立体声空闲频谱区发送数字信号的FM多路传输广播中。但是，在使用广播无线电电波的文本信息中，有时在所收到的数字信息中会包含很多错误信息。这种收到的数字信息中的错误在发送质量较差的移动通信接收中尤为严重。因此，需要在接收方对收到的数字信息进行纠错。
针对这种收到的数字信息的纠错已经提出了多种系统，下面三种系统已经作为国际标准或日本标准而投入实际的应用DRAC系统和一种主要是在日本研究的固定的接收系统，以及欧洲开发的RDS(无线电数据系统)。这三种系统各不相同；也就是说DARC系统使用(272，190)代码的产生代码，固定接收系统则采用(272，190)代码，而RDS则采用(26，16)代码。人们认为DARC系统比其它系统有更高的纠错精度。DARC系统的基本操作，也就是用(272，190)代码的产生代码进行纠错将在下面说明。
在DARC系统中，一帧信息分为272个块，并依次发送。每个块由272个位组成。前190个块中的每一个都由一个16位块标志代码，176位的数据，14位的CRC代码以及82位的第一校验码组成。后82个块的每一个都由一个16位块标志代码，190位的第二校验码和82位的第三校验码组成。第一校验位与该块的190位数据和CRC代码相对应，第二校验码与从第一到第190个块的数据位和CRC代码相对应，而第三个校验代码则与从第一到第190个块的第一校验代码相对应。
在接收方一侧，如
图1所示，一个数据输入单元41依次以272位的块为单位提供一个信号到一个纠错单元43。在用第一和第三校验代码进行纠错后，信号就储存在帧缓冲区44中。当纠错单元43进行纠错时，输出一差错信号42。当帧缓冲区44储存272个块时，完成第一纠错处理过程。图2所示是该第一纠错处理的流程。另外，图3给出了一个第一次纠错处理的结果的例子。每个实心圆45代表第一纠错之后的仍有差错的位。图3显示仍然有大量的差错存在。
接下来，对具有如图3所示位阵列的储存在帧缓冲区44内的信号依次执行垂直纠错。在272块中相应的位提供给纠错单元43，图1中，用上述的第二校验代码进行垂直纠错。结果返回到帧缓冲区44。当对272位(至少是对190位的数据位和一个CRC代码)依次重复进行此处理时，作为第二纠错处理的垂直纠错就完成了。图4所示是此第二纠错处理的流程。而图5所示是第二纠错处理结果的例子。每个空心圆46都代表一个由第二次垂直纠错纠正的位。每个实心圆47代表一个在第一和第二纠错后仍留下差错的位。图5表示作为水平和垂直纠错后的结果，相当多的出错位都被纠正了，但仍有少量的差错遗留下来。
因此，对具有如图5所示位阵列的储存在帧缓冲区44中的信号再次进行水平纠错。每个块的272位依次提供给纠错单元43，图1中，用第一和第三校验代码再次进行水平纠错，结果返回到缓冲区444中。当对272个块依次重复进行此处理时，随着第三纠错处理的完成，再次进行水平纠错。图6所示是该第三纠错处理的流程，而图7所示是第三纠错处理的结果的实例。每个空心圆49都代表其差错最后被纠正的位。结果是以非常高的精度纠正了所有的差错。
但是，如果所收到的信号质量很差，而且包含了大量的差错，未纠正的出错位用实心圆48标出，如果这些出错位48保留下来，该帧就被放弃，下次接收的帧类似地被纠错并输出到屏幕上。另外，按日本专利申请公开号为No.Hei 5-145500的未决发明申请所提出的方法，留下差错位的块用收到的相应块重写并重新输出到屏幕上。还有其它的手段是在5秒或更长的延时后再次接收帧信息，对与含有差错位的块(图7中的BLK9，BLK11，以及BLK264)对应的块进行水平纠错，并且如果差错被纠正，就将这些纠错后的块代替先前的留下差错的块(图7中的BLK9，BLK11，以及BLK264)输出到屏幕上。
作为这个系统仿真的结果，在用可变阈值解码时的纠错概率是11位的差错为90％，而对13位的差错为30％。当信号对176位数据具有一个82位的校验码时，对多达11位的差错可以用高精度来纠正，但是对于更多位的纠错概率就非常低了。其原因如下。对于一个预定的校验代码，具有比预定数字如11更大数目的位差错就不能被正常地纠正，也就是说，它们是被反常地纠正的。这就使得用校验检查进行依次纠错的处理变得不可靠了，所以即使是正常的位数据被这样重写，在后续的第二和第三纠错中也不能储存正常的数据。
如上所述，当不能被水平，垂直和水平方向的三次纠错纠正的块用后续的信号代替时，处理时间就被不理想地延长了。如果在最后的块中有最后的差错数据存在，处理时间就会变为由三次纠错能够完成纠错处理的时间的三倍。
在现有的纠错系统中，含有出错位的信号超出了纠错能力时，即使是正常的数据位也会被纠错处理过程进行纠错。因为这不能用后续的纠错过程所纠正，所以纠错能力也被大大地降低了。还有，当这种反常纠错的信号被用后续的信号所替换时，进行一帧纠错的所需的时间就被延长了。这对于例如FM多路传输广播的影响就是要用很长的时间在液晶或是类似的显示屏上显示信息或字符。
本发明的一个目的是提供一种纠错方法和纠错装置，用于在移动通信中接收数字信息，从而可以缩短纠错处理所需的时间。
根据本发明，提供了一种数据纠错方法，它包括第一纠错处理，在此处理中纠错是对信号信息以块为单位来执行的，由此，通过连续发送多个具有数字信息由多个连续位组成的块来发送一帧信号，如果纠错是正常进行的，被纠正的块信息就存在帧缓冲区中，而如果纠错未能正常进行，纠错之前的块信息就存在帧缓冲区中，还包括第二纠错处理，在上述第一纠错处理后对从每个储存在帧缓冲区内块中的以位为单位选中的位信息进行依次纠错，而与初始信号信息的阵列对应的信号信息则储存在帧缓冲区中，以及第三纠错处理，在该处理中当上述第二纠错处理后，对信号信息依次以块为单位进行纠错，该信号信息是储存在帧缓冲区内并与初始信号信息的阵列相对应，其中作为该第三纠错处理的结果得到的信号信息用作输出。
根据本发明，还提供了一种数据纠错装置，其含有一接收信号信息的信号接收单元，其中通过连续发送多个块，每个块中含有由多个连续位构成的信息的方式来发送一帧信息，一个对输入的由多个连续位构成的数字信息执行纠错处理的纠错单元，一暂时保存送给纠错单元的由多个位构成的数字信息的数据保持单元，以及一个将与信号接收单元收到的帧信息具有对应阵列的信号信息的位数据或是纠错后信号信息的位数据暂存的帧缓冲区，其中在第一次纠错中信号接收单元收到的信号信息以块为单位被送到纠错单元和数据保持单元，如果纠错正常进行，则从纠错单元的输出就储存在帧缓冲区中，而如果纠错未能正常进行，则缓冲区内储存的就是数据保持单元的输出，在此第一次纠错后的第二次纠错中，储存在帧缓冲区中的每个块都以位为单位由纠错单元进行纠错并返回到帧缓冲区中，在第二次纠错之后进行第三次纠错，储存在帧缓冲区中的信息由纠错单元以块为单位进行纠错，然后返回到帧缓冲区，该第三缓冲区的结果作为输出使用。
在本发明中，如果在第一次纠错处理中未能正常进行纠错，则在纠错之前的块数据就未由纠错过程重写。因此，就对在第一次纠错处理之后数据进行第二次纠错处理，该数据具有比收到的数据更接近正确值的体系。结果，在此第二纠处理中数据就更进一步接近正确值。因为第三次纠错处理是对此更接近正确值的数据进行纠错的，所以第三次纠错处理后的结果具有非常少的出错位。实际上，除非发送的质量极低，否则在第三次纠错处理中就完全消除了出错数据。
图1所示是常规的数据纠错设备的方框图；图2所示是在常规数据纠错方法中第一次纠错过程的流程图；图3所示是解释在用常规数据纠错完成第一次纠错处理后一帧数据的状态；图4所示是常规数据纠错方法中第二次纠错过程的流程图；图5所示是解释在用常规数据纠错完成第二次纠错处理后一帧数据的状态；图6所示是常规数据纠错方法中第三次纠错过程的流程图；图7所示是解释在用常规数据纠错完成第三次纠错处理后一帧数据的状态；图8所示是在本发明一个实施例中所用的数据纠错设备的方框图；图9A所示是在本发明实施例中要处理的一帧数据的情况；图9B所示是解释对一帧数据纠错的情况；图10所示是根据本发明的实施例进行数据纠错过程的流程图。
下面将参考附图对本发明进行说明。
图8是一个方框图，表示根据本发明一个实施例的纠错设备的主要部件。图9A示意性地表示在FM多路传输文本广播中的一帧位数据。图9B所示是进行纠错的方法。图10所示是根据本发明的实施例进行数据纠错方法的流程图，特别将第一次纠错处理作为其主要部分。
如图9A所示，在使用FM立体声广播的闲置频道进行的多路传输文本广播中，一帧文本信息被分为272块并被连续发送。第一至第190块中的每一个块都含有16位块标志代码21，190位数据22(结尾部分包括一个14位的CRC代码)，以及一个82位的第一校验代码24。第191至第272块中的每个块含有16位的块标志代码21，一个190位的第二校验码25，以及一个82位的第三校验码26。第一校验码24与含有此校验码24的块的数据22和23相对应。第二校验码25通过将第191到第272块的对应位组合形成一个用于从第一到第190块中数据对应位组合的校验位。第三校验代代码26口与含有此校验码26的块的第二校验码24相对应。
参考图8和图10，在第一次纠错处理中，加到数据输入单元1上的一个收到的信号以272位的块为单位送入纠单元3和块数据保持单元5(F-1和F-2)。块数据保持单元5暂时将所送入的数据保存。包括一个272位SFR故障寄存器的纠错单元3用最后82位作为校验码(F-3)进行纠错处理。如果正常地进行了纠错，一个指示“正常”的信号就作为出错信号2输出(F-4)。如果纠错进行得不正常，一个指示“反常”的信号就作为出错信号2输出(F-5)。如果出信号2指示“正常”，一个选择器6就从纠错单元3发出输出数据(也就是纠错后的数据)到一个帧缓冲区4(F-6)。如果纠错信号2指示“反常”，由选择器6就从块数据保持单元6将数据发往帧缓冲区4。
帧缓冲区4具有如图9A和9B所示的阵列的存储器，它按照接收的顺序储存第一次纠错后的272个块数据(F-8)。
在第二次以及后续的纠错中，纠错单元3从帧缓冲区4中接收处理数据。在第二次纠错处理中，构成每个块数据相应位的272个位被顺序提供给纠错单元3，从而对构成每个块数据相应位的272个位进行纠错(F-9)。在第三次纠错处理中，数据再次以块为单位从第一个块开始送入纠错单元3(F-10)。在被纠错单元纠错后，该数据就通过选择器6返回到帧缓冲区4中。第三次纠错处理的结果用作文本显示输出(F-11)。
与常规的纠错方法相比，该设备另外还有块数据保持单元5和选择器6。如果在第一次纠错处理中未正常执行纠错，则纠错前的数据就作为已纠错后的数据由块数据保持单元5输出。也就是说，当一个信号有190位数据和82位校验码时，就可以对多达11位的错误进行正常地纠错，但是如果出错位数超过了12位，就不能进行正常纠错了，而且即使是正常的位也被纠错。这就导致出错位的增加。如果在此情况下进行第二次和第三次纠错，就不会达到精确地纠错，而且在某些情况下出错位还会增多。在本发明中，如果出错位比校验码所对应的数目要大，这些出错位就不进行纠错。因为第二次纠错是在对帧垂直比较的基础上进行的，所以在第一次纠错处理中有12个或更多出错位的块其出错位数目将有很大的可能减至11个以下。当在此情况下以块为单位再次进行纠错，即第三次纠错时，出错位就几乎完全消除了。
这种情况将参考图9A进一步地说明。假定在第一次纠错处理时对一个帧进行纠错，并且如图9B作为结果的位数据就储存在帧缓冲区4中。在图9B中，块标志代码21被省略了。如果最初没有出错位或是出错位被正常纠正，就没有出错位了，所空心圆27和实心圆28都不存在。实心圆28是本发明中接收到的数据里最初存在并在第一次纠错处理后未被纠正的出错位。还有，在图9B中，为了与现有技术相比较，即使是有12位或更多的出错位存在，作为纠错结果新产生的出错位也用空心圆27表示。
假设在接收时每个块(BLK1到BLK272)的第13位列100含有10个出错位28(实心圆)，而在现有技术由于纠错而增加了8个出错位27(空心圆)。结果现有技术就必须纠错18个位，而这样就增加了出错位。相反，在本发明中就只需要处理10个出错位，所以处理就可以通过校验码25很好地进行控制。其结果是在该列100中出错位就被消除了。因为在一些其它列中的出错位也类似地被消除，在每个块(BLK1到BLK272)中出错位就减少了。因此，在第三次处理中以块为单位进行纠错处理时出错位就几乎完全消除了。
在本发明中，出错位的纠错率增加了。这样就避免了后续的附加处理并缩短了纠错处理时间。
权利要求
1.一种用于数字信号帧的数据纠错方法，其特征在于包括第一次纠错处理，其中要求纠错的数据由一个有m个块每个块有n个位的帧构成，依次以块为单位被接收，每个所接收到的块数据都被提供给数据保持单元和纠错单元，所述纠错单元进行纠错。如果正常地进行纠错，从所述纠错单元输出的纠错数据就存在一个帧缓冲区中，而如果未能进行正常纠错，则在所述数据保持单元中的数据就存在所述帧缓冲区中；第二次纠错处理，其中，根据在所述缓冲区内作为第一次纠错处理结果的数据，从每个块中取出在对应位位置的数据，进行纠错并返回到所述帧缓冲区中；以及第三次纠错处理，其中存在所述帧缓冲区中作为第二次纠错处理结果的数据是以块为单位进行依次纠错的。
2.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于，要求纠错的数据的每个块包括一个校验码，且预定的块含有构成与数据序列相对应的校验码的位数据，该数据序列是其它块中相应位的组合。
3.根据权利要求2所述的一种方法，其特征在于，要求纠错的数据位为272位，m个块个数为272块，上述272位包括82位的校验码，而272个块中则有82个含有构成校验码的位数据的块。
4.根据权利要求3所述的一种方法，其特征在于，在每次纠错中，所述纠错单元在纠错对象不超过11位时即判定纠错是正常进行的，并在出错位超过11位时判定纠错是不正常的。
5.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于，要求纠错的数据是在FM多路传输的文本广播中的文本信息信号。
6.一种用于数字信号帧的数据纠错装置，其特征在于包括一数据输入单元，用来接收要求纠错的数据，该数据构成一帧，该帧有m个块，每个块由n位的构成。一数据保持单元，用来以块为单位从所述数据输入单元接收数据；一个帧缓冲区，能够储存构成一帧的数据；一纠错单元，能够从所述数据输入单元或所述帧缓冲区中接收n或m位的数据，对该数据进行纠错，并输出纠错后的数据和一个表明纠错是否正常进行的判定信号；以及一选择器，用来在所述判定信号表明纠错正常进行时向所述帧缓冲区提供纠错数据，而在判定信号表明纠错进行得不正常时则提供保存在所述数据保持单元中的数据。要求纠错的数据从所述数据输入单元以块为单位依次送到所述数据保持单元和所述纠错单元后，就对以块为单位接收的数据用所述纠错单元进行第一次纠错，如果纠错正常进行，从所述纠错单元输出的纠错后的数据就储存在所述帧缓冲区中，如果未正常进行纠错，则在所述数据保持单元中保存的纠错前的数据就储存进所述帧缓冲区中，在对m个块完成了第一次纠错后，对应位的组合就依次从储存在所述帧缓冲区中的m块数据的每一块传送给所述纠错单元，对每个位组合都进行第二次纠错，纠错后的位组合就返回到所述帧缓冲区中，在对n个位组合执行完第二次纠错后，储存在所述帧缓冲区中的m块数据就依次以块为单位送到所述纠错单元，对该数据以块为单位进行第三次纠错，纠错后的数据就返回到所述帧缓冲区，第三次纠错后的数据就输出了。
7.根据权利要求6所述的一种设备，其特征在于，组成一帧的n位包含一个校验码，m个块中的预定块包含构成校验码的数据，用于通过在预定块中组合相应的位而在其它块中进行相应位的组合，且所述纠错单元根据作为第一次纠错结果的数据所包含的出错位是否超出数据中校验码具有的能被校验的出错位数输出表明纠错是否正常进行的信号。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，n个位为272位，m个块有272个块，校验码是一个82位代码，而能被纠错的位数是11。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，要求纠错的数据是FM多路传输文本广播中的文本信息数据。
10.一种数据纠错系统，其特征在于包括一数据输入单元，用来接收要求纠错的数据并输出n位作为一个块；一纠错单元，用来以块为单位接收数据，对输入数据进行检错/纠错处理，如果能够进行数据纠错处理，则输出纠错后的块数据，如果不能进行数据纠错处理，则输出纠错后的块数据；以及一帧缓冲器，用来从所述纠错单元接收输出的块数据并只储存n个块，其中从储存在所述帧缓冲区中n个块的每个块的位数据被送到所述纠错单元，并再次进行纠错处理，被再次纠错的数据依次以块为单位读出，并传送到所述纠错单元，再对数据进行第三次纠错处理，还包括一个块数据保持单元，用来以块为单位接收和保存从所述数据输入单元输出的数据；和一选择器，用来根据出错信号选择保存在所述块数据保持单元中的块数据还是从所述纠错单元中输出的纠错后的块数据，所述选择器当出错信号存在时从所述块数据保持单元输出块数据，而如果不存在出错信号则从所述纠错单元输出纠错后的块数据。
11.根据权利要求10所述的一种系统，其特征在于所述纠错单元在n位的块数据中出错位数目不超过预定的数时产生出错信号。
12.根据权利要求10所述的一种系统，其特征在于位数目n是272，块数目n是272，而预定出错位数是11。
全文摘要
收到的数据以块为单位加到一个纠错单元和一个数据保持单元。如果纠错单元正常执行纠错,则纠错单元的输出就储存在帧缓冲区中。如果纠错单元未正常执行纠错,则在数据保持单元中的数据就储存在帧缓冲区中。按这种方式执行第一次纠错处理。位数据被从帧缓冲区储存的每个块中依次以位为单元读出,执行第二次纠错处理,并返回到帧缓冲区。对从帧缓冲区以块为单位输出的数据进一步执行第三次纠错。
文档编号H04H20/00GK1171680SQ97111859
公开日1998年1月28日 申请日期1997年6月26日 优先权日1996年6月27日
发明者松隈弘志, 东邦彦 申请人:日本电气株式会社