专利名称：一种用于抹除错误校正处理的方法及其集成电路设备的制作方法
技术领域：
本发明是关于设备之间的数据通信的系统及方法，特别是一种用于抹除 错误校正处理的方法及其集成电路设备。
背景技术：
在数据传输过程中可能发生多种类型的传输错误，诸如，噪声、干扰等。
前向错误校正(FEC)广泛地用于克服数字无线通信系统、大量数字储存系统 等中的传输错误。
在数字视频广播(DVB)系统中，接收自外部源的视频源信息自传输器 传输至接收器。多协定封装前向错误校正(MPE-FEC)提供一层额外的错误 校正。MPE-FEC机制基于李德-所罗门(Reed-Solomon， RS)码。在数字视 频广播系统中，待传输及封装的内容为网际网络协定(IP)数据报或其他网络 数据报的形式。在多协定封装技术用于数据传输的情况下，每一IP数据报被 封装至一个MPE-应用(AP)数据区段中。根据MPE-AP数据报计算出的RS 同位数据被封装至MPE-RS数据区段。借由添加RS同位数据信息并在独立区 段中发送此同位数据，甚至在接收条件欠佳的情况下亦可输出无错误数据报。 MPE-AP数据区段及MPE-RS数据区段由循环冗余检查(CRC)或检査和进 行保护，其可靠地检测所有错误区段。因此，若CRC检査失败，则接收器可 将错误区段标记为不可靠的，且允许李德-所罗门(RS)解码器校正MPE-FEC 表中的错误。另一方面，倘若CRC表明所接收的区段是正确的，接收器即可 将每一正确接收区段置于MPE-FEC表中的正确位置中。
为了使接收器中的RS解码器校正错误数据封包， 一般而言将对应旗标储 存于额外存储器中。举例而言，图1A及图1B说明先前技术的错误校正方法。
如图1B所示的额外存储器，其大小与图1A所示的MPE-FEC帧相同，且被 用于储存与标记为可靠及不可靠的区段的每一字节相关联的旗标。参见图1A， MPE-FEC帧105的可靠区段110或不可靠区段120的每一字节被指派对应旗 标。参考图1B，这些对应旗标均储存于额外存储器150中。
在如图1C所示的另一方法中，需要作为接收器中的抹除结构清单列表的 额外存储器以储存与检测到的错误区段相关联的信息。参见图1C，表160的 行(column)162指示每一错误区段的第一字节的开始地址，而表160的行164 表示对应错误区段的按字节计的长度或大小。举例而言，列(row)166表明错 误区段自地址B16:620开始，且其长度为22个字节。若"地址"行162占据 m个位而"大小"行164占据n个位，则在解码器能够于每255个字节中校 正多达64次抹除的实例中，抹除结构清单列表所需的总存储器可占据64 x (m 十n)个位。
发明内容
根据本发明的一实施例， 一种用于抹除错误校正处理的方法包含用预定 义值预先填充存储器的至少一部分。接着，若所接收的数据封包有效，则将 有效接收数据封包储存于与有效接收数据封包相关联的存储器位置中，且随 后将关联于存储器中的数据片段及邻近数据片段的值与预定义值相比较。当 每一数据片段的值与预定义值相匹配时，所述的每一数据片段便为一错误数 据片段。
根据本发明的另一实施例， 一种集成电路设备包含一存储器，所述的存 储器的至少一部分填充有一预定义值。耦接至存储器的接收器经组态以判定 所接收的数据封包是否有效，并将有效数据封包储存于与有效数据封包相关 联的存储器位置中的预定义值上。抹除错误校正处理电路耦接至接收器及存 储器。抹除错误校正处理电路经组态以将关联于存储器中的数据片段及邻近 数据片段的值与预定义值相比较。当每一数据片段的值与预定义值相匹配时，
所述的每一数据片段便为一错误数据片段。
本发明可降低抹除解码处理的存储器需求。
图1A及图IB说明现有技术的一例示性错误校正方法； 图1C说明现有技术的另一例示性错误校正方法；
图2说明根据本发明的一实施例的数字视频广播系统的功能方块图3说明用于数字视频广播-手持式终端机的OSI协定堆迭层；
图4说明根据本发明的一实施例的MPE-FEC帧的示意性方块图5及图6说明根据本发明的一实施例的MPE-FEC帧及封装的MPE及
FEC表的示意性方块图7说明根据本发明的一实施例的离散变数的离散概率分布；
图8说明根据本发明的一实施例的连续变数的连续概率分布；
图9说明根据本发明的一实施例的一例示性错误校正方法；
图IO说明一流程图实例，所述的流程图实例说明根据本发明的一实施例
的错误校正操作；
图ll说明一流程图实例，所述的流程图实例说明根据本发明的一实施例 的抹除错误校正处理的操作；及
图12A、图12B说明根据本发明的一实施例的抹除RS解码器的结构。
附图标号
105 MPE-FEC帧 110
120不可靠区段 150
160 表 162
164 行 166
200 DVB系统 205
210传输器 212
可靠区段
额外存储器
行
列
MPE封装器 通信路径214传送流216天线
220接收器222天线
224解调变器302物理层
304数据链路层306网络层
405应用表425RS同位数据表
905应用表925RS同位表
940数据报950错误区段
960数据报966数据片段
970区段972数据片段
974数据片段■区段 —
982数据片段984数据片段
986数据片段1205校正子
1210多项式产生器1215Forney模组
1220存储器模组1225第一邻近数据片段
1230第二邻近数据片段
具体实施例方式
当结合附图阅览时，将更佳地了解前文对本发明的简要说明及下文对本 发明的详细描述。为了说明本发明，图式所示为当前较佳的实例。然而，应 了解，本发明并不限于所示的精确配置及手段。
现将详细参考附图所示的本发明目前实例。在可能的情况下，相同参考 数字在全部图式中用于指代相同或相似元件。
本发明揭示一种用于在不添加额外存储器的情况下校正FEC帧中的错误 数据的方法。
图2说明根据本发明的一例示性实施例的数字视频广播(DVB)系统200 的功能方块图。参见图2，根据欧洲电信标准协会(ETSI)的DVB规格的
DVB系统200可包含MPE封装器(encapsulator) 205、发射器210及接收器 220。 IP服务信息可在通信路径212上发送至MPE封装器205。在一例示性 实施例中，IP服务信息包含IP数据封包。IP数据封包被各个数据报地逐一地 接收并置于MPE-FEC表中。封装器205使用李德-所罗门(RS)码根据前向 错误校正(FEC)技术来编码IP数据报。在封装及多工(未图示)之后，MPE 封装器205可发送传送流(TS) 214 (诸如，MPEG-2TS)至发射器210。此 实施例中的TS 214包括封装的IP服务信息及封装的程式特定信息/服务信息
(PSI/SD 。 TS 214可在发射器210中由调变器(未图示)根据DVB-H或 DVB-T技术进行调变，并随后借由天线216广播至接收器220。经调变的TS 214可由接收器220经由天线222自发射器210接收，并随后被提供至解调变 器224，以利用相同技术(例如，DVB-H或DVB-T)解调变经调变的TS 214。 经解调变的TS 214可随后被馈送至解封装器(未图示)以将TS 214解封成许 多IP数据报，其中所述的解封装器与封装IP数据报的封装器205采用相反的 方式。IP数据报可随后发送至终端机(例如，行动电话或携带型数字助理
CPDA)等)c
图3说明用于将数据封包自外部源传输至终端机的OSI协定堆迭层。OSI 协定堆迭层包括物理层302、数据链路层304及网络层306。在数据链路层304 中使用MPE-FEC协定将IP数据报封装至MPEG-2传送流(TS)中。MPEG-2 传送流随后经由调变器及解调变器在物理层302中传输。在数据链路层304 中将传送流解封成IP数据报之后，IP数据报便随后在网络层306中投送至终 端机。
参考图4至图6来说明封装操作的实例。在一例示性实施例中，基于被 欧洲电信标准协会(ETSI)标准化的DVB规格执行封装操作。MPE-FEC帧 可包括MPE表(例如，应用表405)及FEC表(例如，RS同位数据表425)。 为了编码IP数据封包，封装器将IP数据封包逐行封装至应用表405中。如图 5所示，IP数据报被逐个地引入至应用表405中，其中第一EP数据报的第一
字节处于应用表405的左上角且向下进入至第一行。IP数据报的长度可在数
据报之间任意改变，这意味着n>数据报可能不会精确地在每一行的末尾处结
束。在一个数据报结束之后，随后的数据报可立即开始。当所有IP数据报均
进入应用表时，任何未填充的字节位置可用零进行填补以填满应用表405。
MPE-FEC表配置为如图5所示具有255行及可调整数目列的矩阵。列的 可能数目为256、 512、 768及1024。在一例示性实施例中，MPE-FEC表的左 边部分包括应用表405，应用表405包含191个IP数据报专用行及填补行。 同时MPE-FEC表的右边部分包括RS同位数据表425， RS同位数据表425包 含64个同位数据专用行。在填充了最左边的191行的情况下，可能对于应用 表405的每一列根据所述的191个IP数据报行及填补行逐列地计算64个字节 的同位数据(例如，RS数据)。如图6所示，与应用表405相关联的逐列RS 同位数据可配置至RS同位表425中的若干行中。
在将正确接收的数据封包储存于存储器中之前，存储器包括空的 MPE-FEC表(例如，应用表405及RS同位表425)，而且所述的表的所有 字节位置均标记为"不可靠的"。举例而言，所有字节起初均为"0"或"1"。 一旦借由验证CRC码或检查和而正确接收数据封包，IP数据报便可被储存于 MPE-FEC表中的正确字节位置上。然而，若CRC或检査和失败，则接收器 将抛弃整个数据封包，并将丢失字节位置标记为不可靠的。换言之，若所接 收的数据封包是部分正确的，则接收器将能够检测到，且可抛弃整个数据封 包。结果，"不可靠的"丢失字节位置中的每一字节可能不会被改变，且可 能仍为初始值。举例而言，若预先以"0"填充MPE-FEC表，则MPE-FEC 表的不可靠字节位置中的所有字节均可保持为"0"。据此，若在数据封包中 出现概率相对较低的特殊变数或连续概率明显低于其他变数的连续概率的特 殊变数被用于预先填充MPE-FEC表，则可能借由将MPE-FEC表中的字节的 值与特殊变数的值相比较而检测错误数据封包。举例而言，对于特定应用(例 如，基于音乐的数据封包)而言，出现概率较低的值可为全为"1"的数据封
包，此可使所述的值成为适用于MPE-FEC表中的特殊变数。
根据图7及图8所示的概率分布，出现在所接收的数据封包中的随机变 数的连续概率远远低于离散概率。分别如图7及图8所示，离散概率均匀地 分布，但随机变数的连续概率则呈尖波形式，亦即，变数可具有较低的连续 接收概率。
因此，根据本发明的一实施例，具有低连续概率的值的特殊变数可用于 预先填充MPE-FEC表。在一例示性实施例中，特殊变数可被设定为十六进位 值FF或十六进位值FE。因此，在接收器开始接收数据封包之前，MPE-FEC 表中填充有预定义值的所有字节位置均标记为不可靠的。当接收器开始接收 数据时，接收器便检査所接收的数据封包的CRC码。用于保护所有MPE及 FEC数据封包的CRC码将可靠地检测所有错误数据封包。在检査每一 FEC 数据封包标头的CRC码之后，每一接收的有效数据封包或RS同位数据可储 存于存储器中的与有效数据封包相关联的正确字节位置中。若存在传输错误，
则抛弃错误数据封包，且对应字节位置仍保留预先填充值。以此方式，仅完 全有效的数据封包被传递至MPE-FEC以备解码。MPE-FEC表内的所有字节 位置此刻均标记为可靠的并填充有正确的数据信息，或标记为不可靠的并填 充有与选定的特殊变数相关联的预定义值。尽管本文中为了简单起见而说明 CRC错误检测机制，然而可以了解，在多种例示性实施例中，可使用许多形 式的错误检测，诸如，检査和、同位等。
图9说明根据本发明的一实施例的一例示性错误校正方法。在此实施例 中，数据报940指示正确接收的数据封包。错误区段950为可被接收器抛弃 的丢失区段。将所接收的有效数据报940置于应用表905及RS同位表925中 的正确字节位置中，而错误区段950仍为预先填充值。因为值用于预先充填 MPE-FEC表的特殊变数具有相对较低的连续出现概率，所以可能能够借由检 查后续数据片段是否等于特殊变数的值而检测错误。在一例示性实施例中， 数据片段可包含一个字节。在另一例示性实施例中，数据片段可包含若干后
续字节。往回参看图9，区段970包括数据片段972，数据片段972可等于数 据片段974，数据片段974又可等于起初载入至MPE-FEC表中的预先填充值。 因此，获取了指示数据片段的抹除状态的抹除指示符。抹除指示符可经设定 以指示包括数据片段972及974的区段970可能未被正确接收且为错误数据。 在一实施例中，基于抹除指示符，接收器判定区段970的所有字节位置均丢 失。可随后对区段970执行抹除错误校正处理。然而，若数据片段966不等 于数据片段974及预先填充值，则包括数据片段966的数据报960可能被正 确接收。抹除指示符可重新设定以指示不对数据报960执行抹除错误校正处 理。
在另一例示性实施例中，应用表的未填充字节位置可用填补行填充。在 接收器中，填补行可被标记为可靠的，且仅用于解码。若所接收的数据封包 处于填补行内，则对应于所接收的数据封包的RS同位数据可等于零，且不执 行抹除错误校正处理。
在一实施例中，可发生低概率事件，意即正确接收的数据封包的数据片 段可等于其邻近数据片段及预先填充值。举例而言，数据片段984可等于其
邻近数据片段982及986，且亦可等于预先填充值。因此，包括数据片段982、 984及986的区段980可被视为错误区段，且，即使在此情况下数据是正确的， 亦使用抹除错误校正处理来对其进行处理。
图10为一流程图，其说明根据本发明的一实施例的错误校正操作。根据 所述的流程图，在操作1005上进行解码之前，用预定义值预先填充存储器的 MPE-FEC表。与特殊变数相关联的预定义值在所接收的数据封包中的连续出 现概率相对较低。对于在空气介面上传输而言，所接收的数据封包被各个数 据报逐一地封装于MPE应用表及FEC同位表中。具有应用表信息的最后一个 IP数据报在其标头中包含表边界旗标，所述的旗标可指示应用表内的IP数据 报的结束。若于操作1010上无更多的数据待接收，则帧边界旗标可设置为"1"。 接收器可随后在操作1015上借由检查当前MPE/FEC区段的标头而检测当前
MPE/FEC区段是否被完全接收，或根据标头中的即时参数值而检测是否存在 逾时。当MPE/FEC区段已被完全接收时，或若存在逾时指示，则在操作1020 处检查所接收的数据是否无错误。若无传输错误，亦即，数据被完全正确接 收且引入至MPE-FEC表的正确位置中。若无传输错误，则在操作1030中， 解码器可仅将有效数据传送至IP解析器或网络层。然而，若存在传输错误， 则可视解码器的错误校正能力而执行抹除错误校正处理。在一例示性实施例 中，RS解码器能够在每255个字节中校正多达64次抹除。若一列中存在64 个以上的不可靠字节位置，则RS解码器可能无法校正任何数据，且可能在无 错误校正的情况下输出所接收的字节，或在操作1025上用与特殊变数相关联 的预定义值重新填充存储器。若一列中存在少于64个不可靠字节，则解码器 可在操作1023及1024上校正所有错误区段。在校正所有错误区段之后，在 操作1030上将经校正数据传送至IP解析器或网络层。随后，根据操作1005， 存储器可用特殊变数的预定义值预先填充并开始接收新数据封包。
图11为一流程图，其说明根据本发明的一实施例的抹除错误校正处理的 操作。在此例示性实施例中，若在操作1105上待比较的数据片段属于应用表， 且在操作1110上在当前数据报的标头中没有载运的边界旗标经设置以指示此 为当前MPE-FEC帧内的最后一个数据报，则将邻近数据片段分别与待比较的 数据片段及预先填充值相比较。若在操作1120上邻近数据片段及待比较的数 据片段均等于预先填充值，则所述的这些数据片段便在操作1135上进行抹除 错误校正处理。然而，若在操作1115上待比较的数据片段处于填补行内，则 对应于所述的数据片段的RS同位数据可等于0，因此在操作1125上重新设 置抹除指示符以指示不执行抹除错误校正处理。当在操作1110上边界旗标指 示当前数据报为最后一个数据报时，在操作1130上便可在检査当前读取地址 是否处于最后一个数据报内的基础上来执行比较处理。若在操作1120上相邻 的两个数据片段均等于预先填充值，则所述的这些数据片段可进行抹除错误 校正处理。在一例示性实施例中，待与其邻近数据片段及预先填充值相比较
的数据片段可包含"n"个连续字节，其中"n"可为1或2或其他正数。
图12A、图12B说明根据本发明的一实施例的抹除RS (李德-所罗门) 解码器的结构。如图12A所示，所述的解码器可包含校正子1205、多项式产 生器(poly-gen) 1210、 Forney模组1215及存储器模组1220。抹除RS解码 中的第一操作是计算校正子及校正子多项式，校正子及校正子多项式用于校 正可校正的错误。多项式产生器模组1210可用于产生错误指示符，所述的错 误定位子将错误位置传递至所述的解码器。Forney模组1215可计算错误值， 而存储器模组1220可用于根据解码器的组件的潜时而缓冲所接收的数据封 包。在一例示性实施例中，如图12B所示，为了减少用于决定抹除错误校正 处理的时间，可在基于组件的潜时或处理延迟而执行比较之前读取第一邻近 数据片段1225及第二邻近数据片段1230的值。
熟习此项技术者将了解，在不脱离上述实例的广泛发明概念的情况下可 对其作出若干变化。所以，应了解，本发明并不限于所揭示的特定实例，而 是意在涵盖处于权利要求书所界定的本发明精神及范畴内的修改。
权利要求
1. 一种用于抹除错误校正处理的方法，其特征在于，所述的方法包含用一预定义值预先填充存储器的至少一部分；及将关联于所述的存储器中的一数据片段及一邻近数据片段的值与所述的预定义值相比较，其中具有与所述的这些预定义值相匹配的值的每一数据片段为一错误数据片段。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法进一步包含判定一接收封包是有效的，并将所述的有效接收封包储存于与所述的有效接收封包相关联的存储器位置中的所述的这些预定义值上。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法包括针对每一错误数据片段设置一抹除指示符，以指示需要校正。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的方法包括使用一抹除解码器来校正每一错误数据片段。
5. 如权利要求4所述的方法，其中所述的校正包括计算一校正子及一校正子多项式以校正可校正的错误；产生一错误定位子以将错误位置传递至所述的解码器；及使用一Forney计算来判定与错误数据相关联的错误值。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法包括组态所述的存储器，以具有一应用表及一同位数据表的至少一者。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的方法包括用填补行填充所述的应用表的未用字节位置。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的方法包括当与其邻近数据片段及所述的预定义值相比较的所述的数据片段处于所述的应用数据表的填补行内时，重新设置所述的抹除指示符。
9. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法包括基于一低连续概率判定所述的预定义值。
10. 如权利要求1所述的方法，其中所述的数据片段及其邻近数据片段为 "n"个连续字节，其中"n"为一正数。
11. 如权利要求1所述的方法，其中所述的判定所述的接收封包有效的包括使用一循环冗余检査或一检查和中的至少一者来验证每一封包。
12. —种集成电路设备，所述的集成电路设备包含-一接收器，其耦接至一存储器，且经组态以用一预定义值预先填充所述的存储器的至少一部分；及一抹除解码器，其耦接至所述的接收器及所述的存储器，且经组态以将关联于所述的存储器中的一数据片段及一邻近数据片段的值与所述的预定义值相比较，其中包括与所述的预定义值相匹配的值的每一数据片段为一错误 数据片段。
13，如权利要求12所述的集成电路设备，其特征在于，所述的集成电路 设备进一步包含一耦接至所述的接收器及所述的存储器的解多工器，用以判 定一接收数据封包是否有效，并将有效数据封包储存于与所述的有效数据封 包相关联的存储器位置中的所述的这些预定义值上。
14. 如权利要求12所述的集成电路设备，其中所述的接收器进一步经组 态以针对每一错误数据片段设置一抹除指示符，从而指示需要的校正。
15. 如权利要求12所述的集成电路设备，其中所述的抹除解码器进一步 经组态以使用一抹除错误校正处理来校正每一错误数据片段。
16. 如权利要求12所述的集成电路设备，其中所述的存储器进一步经组 态以包括一应用表及一同位表的至少一者。
17. 如权利要求12所述的集成电路设备，其包括所述的接收器，以用填 补行填充所述的应用表的已使用字节位置。
18. 如权利要求12所述的集成电路设备，其中接收器经组态以在与其邻 近数据片段及所述的预定义值相比较的所述的数据片段处于所述的应用表的填补行内时重新设置所述的抹除指示符。
19. 如权利要求12所述的集成电路设备，其特征在于，所述的集成电路 设备包括所述的接收器，以基于一低连续概率判定所述的预定义值。
20. 如权利要求12所述的集成电路设备，其中所述的数据片段及其邻近 数据片段经组态以包含"n"个连续字节，其中"n"为一正数。
21. 如权利要求12所述的集成电路设备，其中所述的接收器经组态以使 用一循环冗余检査或一检查和中的至少一者来判定所述的接收数据封包是否 有效。
22. 如权利要求12所述的集成电路设备，其中所述的抹除解码器包括 一校正子模组，其用以计算校正子及校正子多项式，所述的校正子及所述的校正子多项式用于校正可校正的错误；一多项式产生器，其用以产生一错误定位子，所述的错误定位子将错误 位置传递至所述的解码器；—Forney模组，其用以计算错误值；一存储器模组，其用以根据与所述的抹除解码器相关联的组件的一潜时而缓冲数据。
全文摘要
本发明是一种用于抹除错误校正处理的方法及其集成电路设备。所述的方法包括若一接收数据封包是有效的，则将所述的有效接收数据封包储存于与所述的有效数据封包相关联的存储器位置中的预定义值上；将关联于所述的存储器中的一数据片段及一邻近数据片段的值与所述的预定义值相比较；当每一数据片段的值与所述的预定义值相匹配时，每一数据片段即为一错误数据片段。本发明可降低抹除解码处理的存储器需求。
文档编号H04N7/64GK101389035SQ200710160550
公开日2009年3月18日 申请日期2007年12月25日 优先权日2007年9月14日
发明者王鸿翔 申请人:财团法人工业技术研究院