一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的方法及系統的製作方法
2023-06-07 07:23:16
專利名稱：一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種數據傳輸的方法及系統，尤其涉及一種將糾錯碼技術用 於數據傳輸的方法及系統。
背景技術：
隨著通信技術的快速發展，需要快速大批量數據傳輸和糾錯的系統的應用越來越普遍，常用的這種系統包括lnternet (國際網際網路)。lnternet在我們的生活中起著越來越重要的作用，它是一種典型的由BEC (二進位刪餘信道)信道構成的網絡，因此，為了使得數據能夠在lnternet上 更快更有效的傳輸， 一個重要的研究課題是研究數據在BEC信道上更快、更 有效的傳輸方案。因為在lnternet網絡的數據傳輸過程中，傳輸數據的信道為典型的BEC信 道，所以lntemet網絡的數據傳輸過程與一般的無線通信系統的數據傳輸過程 是不相同的。在一般的無線通信系統的數據傳輸過程中，數據的接收方並不知道接收 到的數據包是否正確，此時接收方主要採用糾錯碼技術來對接收到的數據包 進行檢錯和糾錯。糾錯碼技術為一種提高通信可靠性的技術，被廣泛的應用 於各種通信系統，尤其是無線通信系統中。在lntemet網絡的數據傳輸過程中，由於傳輸數據的信道為典型的BEC信 道，所以接收方對傳輸過來的數據包是否正確是確定已知的，接收方接收到 的數據包只可能被確定為兩種狀況，即，傳輸過來的數據包要麼是正確的，
要麼是錯誤的；同時，需要傳輸數據包的大小靈活可變，並且能夠對BEC信道傳輸中典型的突發錯誤進行糾錯。對於被接收方確認為錯誤的數據包，傳統的解決方案為採用ARQ (自 動重傳請求)方式來對不符合要求的數據包進行重新傳輸從而保證通信質量 的可靠性。但是，這種傳統的ARQ方式有如下缺點佔用系統的反向信道，帶來傳 輸延時。尤其是在組播或廣播系統中，每個接收方收到的錯誤數據包很可能 不一樣，由於傳統的ARQ方式不能對突發錯誤進行糾錯，使得多個接收方都 向系統反饋不同的錯誤數據包，導致系統的發送方需要發送大量的需要重新 傳輸的數據包。當接收方的規模達到一定程度後，系統將由於大量不同數據 包的發送而陷於癱瘓。因而，更進一步的解決方案為，將無線通信系統中常用的糾錯碼技術直 接用於BEC信道的數據傳輸和糾錯，如將常用的糾錯碼LDPC Codes (低密 度校檢碼)碼以及RS Codes ( —種碼字)碼等直接用於BEC信道的數據傳 輸和糾錯。但是，將這種傳統的糾錯碼比如LDPC碼、RS碼等直接應用於BEC信道 的數據傳輸方式存在如下缺點由於lnternet數據傳輸量大的特點，在實際的 傳輸過程中，很容易造成數據傳輸的中斷。這是因為這些糾錯碼碼字的複雜 度隨著碼長的增加而迅速增加，在一般無線通信系統中使用的碼長在100 5000之間，碼長超過5000的非常少；而在典型的BEC信道中，由於lnternet 應用中的數據包一般都很大，比如16K甚至兆級的數據包，且lntemet數據傳 輸的特點是數據量大，要求處理速度很快，否則很容易導致存儲器溢出，從 而中斷通信，所以由於lntemet數據傳輸量大的特點，在實際的傳輸過程中， 不能將傳統的糾錯碼直接應用於BEC信道中傳輸數據。傳統的ARQ數據傳輸方式和將傳統的糾錯碼直接應用於BEC信道的數據書包大小靈活可變的應用場景。
因此，目前沒有技術方案能夠解決針對需要快速大批量數據傳輸和糾錯 的系統，數據傳輸過程中需要傳輸數據包大小靈活可變以及對突發錯誤進行 糾錯的問題，以及由於不能對突發錯誤進行糾錯帶來的系統通信中斷的問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的方法及系統，使 得數據能夠在需要進行快速大批量數據傳輸和糾錯的情況下，進行順利傳輸。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的
本發明提供了 一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的方法，所述的方法包
括
A、 對多個長度相同的唁息組分別按照糾錯碼編碼方式進行編碼，生成 多個碼長相同的碼組；
B、 將所述多個碼長相同的碼組中的各個對應位置的所有碼元按順序構 造成一個數據包，並按順序發送傳輸。
根據系統傳輸的不同業務區別確定所述多個碼長相同的信息組的數量。 所述的步驟B包括
B1 、將所述多個碼長相同的碼組的各個最高位碼元或者最低位碼元按順 序構造成一個數據包，並發送給接收方；
B2、自與已發送各碼元位置相鄰的碼元開始，將所述多個碼長相同的碼 組中的其他各個對應位置的所有碼元，分別按順序構造成一個數據包，並發 送傳輸。
所述的方法應用於Internet網數據傳輸中的BEC信道中。 本發明提供了 一種將全":錯碼技術用於數據傳輸的方法，所述的方法包括C、 接收方將收到的所有數據包中屬於同一個碼組的各個所有碼元組成 待解碼碼組；D、 接收方採用與編碼方式相對應的糾錯碼解碼方式，對所述待解碼碼 組進行糾錯碼解碼操作，直到所有待解碼碼組解碼完成，得到原始發送的數 據，即所述多個長度相同的信息組。在所述的步驟C之前還包括接收方存儲收到的每個數據包，直到所有 的數據包存儲完畢。所述的糾錯碼解碼操作具體包括對所述待解碼碼組進行與糾錯碼編碼 方式相對應的糾錯碼解碼操作。所述的方法應用於lntemet網數據傳輸中的BEC信道中。本發明提供了一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的發送裝置，所述的裝置 包括碼組生成單元，用於將多個長度相同的信息組分別按照糾錯碼編碼方式 進行編碼，生成多個碼長相同的碼組；數據包構造單元，用於將所述多個碼長相同的碼組的各個對應位置的碼 元依次構造成多個數據包；數據包發送單元，用於按順序發送傳輸所述的多個數據包，直到所述數 據包發送完成。本發明提供了一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的接收裝置，所述的裝置 包括待解碼碼組生成單元，用於接收方將收到的所有數據包中屬於同 一個碼 組的各個所有碼元組成待解碼碼組；
對應的糾錯碼解碼一操作，直到所有待解碼碼組解碼完成。
所述的接收裝置還包括
數據包存儲單元，用於保存接收到的所有數據包。
本發明提供了 一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的系統，所述的系統包括 至少一個所述的一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的發送裝置和至少一個所述
的一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的接收裝置。
所述的系統應用於Internet網數據傳輸中的BEC信道中。 由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明採用的一種將糾錯碼技
術用於數據傳輸的方法及系統，能夠靈活快速的進行大批量數據傳輸和糾
錯，解決了傳輸數據包大小靈活可變的問題，並可以很好的對BEC信道傳輸
中典型的突發錯誤進行糾錯。
圖1為本發明的一種較佳的具體實施方式
的過程圖2為本發明的一種較佳的具體實施方式
的系統結構圖。
具體實施例方式
本發明的核心思想是將所述多個碼長相同的碼組的各個對應位置的碼元 依次構造成一個數據包，並按順序發送傳輸；接收方將收到的所有數據包中 屬於同一個碼組的各個所有碼元組成待解碼碼組，並對所述待解碼碼組進行 與糾錯碼編碼方式相對應的糾錯碼解碼操作。
本發明所述的技術方案可以應用於任何需要進行快速大批量數據傳輸和 糾錯的系統中， 一種典型的應用為lntemet網數據傳輸中的BEC信道，針對 Intemet網數據傳輸中的BEC信道，本發明的 一種較佳的具體實施方式
的過程 圖如圖1所示，具體包括
步驟1:按照設定的糾錯碼編碼方式，對多個信息組進行編碼確定多個 碼長相同的碼組。
設需要發送的一組信息，即信息組的長度為k，按照設定的糾錯碼編碼方 式生成的碼組的碼長為n。
在本發明中，設定的糾錯碼編碼方式可以為常用的各種線性分組糾錯碼 碼。如RS Codes和LDPC Codes。
在本發明中，按照設定的糾錯碼編碼方式，確定多個碼長相同的碼組的 方式為對多個信息組進行糾錯碼編碼生成對應的多個碼組，並保存所述的碼 組。具體可以為
首先，對一個信息組進行糾錯碼編碼生成對應的碼組，並保存所述的碼 組；即，在本實施方式中，首先對第一個長度為k的信息組Of，^)…,"i"進 行糾錯碼編碼生成第一個碼組x(",^",x;')…4"，;C…，x, ' ， n為按照糾錯碼編碼 方式生成的碼組的長度；
其次，對其他各組信息組進行糾錯碼編碼生成對應的碼組，並保存；
即，對第二組長度為k的信息組^)，";2)，"f…,"f'進行糾錯碼編碼生成第二組碼 組x;2'，^).x，…《'.x〗., 並保存；對第k組長度為k的信息組 "，，^乂"…,"廣進行糾錯碼編碼生成第k組碼組x;"，4"，^…xf).《;…，x,',"，並
保存；直到對第E個長度為k的信息組""'),Oy'進行糾錯碼編碼生成
第E個碼組x;。，^。.^i…xi"，x^)…,xf),並保存。對E個信息組進行糾錯碼編
碼得到的E個碼組如下所示
(l)formula see original document page 9由於在lnternet網數據傳輸中，需要傳輸過程中的傳輸數據包的大小靈活
可變，所以可以4艮據系統傳輸的不同業務區別確定所述多個碼長相同的信息
組的數量，即根據各種不同業務所需的傳輸數據包大小，靈活的調整E值，
即信息組和碼組的具體數量。例如，當業務為圖像時，所需傳輸數據包一般
比較大，E值相對較大；當業務屬性為語音時，所需傳輸數據包一般比較 小，對應的E值相對較小。
步驟2:將所述多個碼長相同的碼組的各個對應位置的碼元依次構造一 個數據包並依順序傳輸，直到所述所有數據包傳輸完成。
所述的依順序傳輸包括首先，將所述多個碼長相同的碼組的各個最高 位碼元或者最低位碼元依次構造成一個數據包，並傳輸給接收方；其次，將 已傳輸各碼元對應的相鄰位置的各碼元依次構造成一個數據包，並傳輸，直 到所述多個碼長相同的碼組中所有位置的碼元依次傳輸完成。即，針對E個 碼組，首先將每個碼組的各最高位碼元構造成第 一 個數據包
xf"，;cP),x「…Xi")，並傳輸，然後將每個碼組的各次高位碼元構造成第二個數
據包x;'),x;2'.xf…xf),並傳輸，將每個碼組的各第k個碼元構造成第k個數據
包4",4",4'"…4",並傳輸，直到將每個碼組的各最低位碼元構造成最後一
個數據包C;2),《)….《'，並傳輸完成，此時整個E個碼組傳輸完成；同理，
也可以將每個碼組的各最低位碼元構造成第一個數據包^,^，《'..乂"，並 傳輸，然後將每個碼組的各次低位碼元構造成第二個數據包 x;:',，^;，;^…d)，並傳輸，將每個碼組的各第k個碼元構造成第k個數據包
W',x"，x"…《'，並傳輸，直到將每個碼組的各最高位碼元構造成最後一個 數據包x卩),xP)，x"'…x"'，並傳輸完成，此時整個E個碼組傳輸完成。
通過上述處理，傳輸的每個數據包的大小為可以根據各種不同業務的傳
輸數據陣列的大小靈活變化大小的E,整個過程一共傳輸了n個數據包，可以 根據不同的業務需求來靈活調整E的值，以靈活調節傳輸過程中碼字的複雜 度。而在已有的傳輸系統中，傳輸的每個數據包的大小為n， n是固定的長
度，當n隨著傳輸的碼字的複雜度的增加而增大時，已有的傳輸系統是不能 對n的大小進行調節來降低傳輸碼字的複雜度。
步驟3:接收方將收到的所有數據包中屬於同一個碼組的各個所有碼元 組成待解碼碼組。具體包括接收方存儲收到的每個數據包，直到所有的數 據包存儲完畢；之後，接收方將收到的所有數據包中屬於同一個碼組的各個 所有碼元組成待解碼碼組。在Internet網數據傳輸中的典型BEC信道中，接收 方的接收單位為一個個傳輸過來的數據包。當採用本發明所述的技術方案對 碼組進行傳輸時， 一個數據包丟失對每個碼組的影響只是一比特。根據糾錯 碼理論，只要發送的n個數據包中有n-dmin +1個能夠成功到達接收方，即當 接收的數據包中正確的數據包數量大於等於n - dmin +1時，此時對每個碼組 來說，正確的碼元個數大於等於n-dmin +1，此時可以用糾刪解碼算法成功 恢復出所有的原始信息組。其中，n為發送方發送的數據包個數，cUn為最小 碼距，是由糾錯碼本身決定的。
針對本具體實施方式
，只要接收方收到的數據包數量大於等於n - dmin +1,即此時每個碼組的數量大於等於n-dmin +1時，根據糾錯碼理論，可以 用糾刪解碼算法成功恢復出所有的原始信息組。因而採用本發明所述的技術 方案對E個碼元進行發送還可以起到抗突發錯誤的作用。而不像傳統技術那 樣， 一個數據塊當錯誤比特比較多時，該數據塊可能就無法恢復，需要被重 傳。
步驟4:接收方對所述待解碼碼組進行與糾錯碼編碼方式相對應的糾錯 碼解碼操作，直到所有待解碼碼組解碼完成，得到原始發送的數據，即所述 多個長度相同的信息組。即，當接收方收到的數據包數量大於等於n-dmin + 1時，接收方對收到的所有數據包中屬於同一個碼組的各個所有碼元組成的 各待解碼碼組進行與步驟1所述的糾錯碼編碼方式相應的解碼操作，即可以 得到所有的各原始信息組。 本發明的 一 種4交佳的具體實施方式
的系統結構圖如圖2所示，具體包括發送裝置和接收裝置，以及一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的系統，所 述的系統包括至少一個所述的一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的發送裝置和 至少一個所述的一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的接收裝置。所述的系統應 用於Internet網數據傳輸中的BEC信道中。 所述的發送裝置包括碼組生成單元，用於將多個長度相同的信息組分別按照糾錯碼編碼方式 進行編碼，生成多個碼長相同的碼組；數據包構造單元，用於將所述多個碼長相同的碼組的各個對應位置的碼 元依次構造成多個數據包；數據包發送單元，用於按順序發送傳輸所述的多個數據包，直到所述數 據包發送完成。所述的接收裝置包括待解碼碼組生成單元，用於接收方將收到的所有數據包中屬於同 一個碼 組的各個所有碼元組成待解碼碼組；碼組解碼單元，用於接收方對所述待解碼碼組進行與糾錯碼編碼方式相 對應的糾錯碼解碼操作，直到所有待解碼碼組解碼完成。所述的接收裝置還可以包括數據包存儲單元，用於保存接收到的所有數據包。綜上所述，本發明提供了 一種把糾錯碼技術用於數據傳輸方法及系統， 按照設定的糾錯碼編碼方式，對多個信息組進行編碼確定多個碼長相同的碼 組；將所述多個碼長相同的碼組的各個對應位置的碼元依次構造一個數據包 並依順序傳輸，直到所述碼組的所有碼元傳輸完成；接收方將收到的所有數 據包中屬於同一個碼組的各個所有碼元組成待解碼碼組，並對所述待解碼碼 組作出與糾錯碼編碼方式相對應的糾錯碼解碼操作，直到所有待解碼碼組解
碼完成。本發明能夠靈活快速的進行大批量數據傳輸和糾錯，解決了傳輸數據包大小靈活可變的問題，並可以很好的對BEC信道傳輸中典型的突發錯誤進行糾錯。需要說明的是，本發明提供的把糾錯碼技術用於數據傳輸的方法及系統 適用但是不僅限於lnternet網絡系統及BEC信道，其他任何需要快速大批量數 據傳輸和糾錯的系統及信道均適用於本發明所述的方法及系統。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不 局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可 輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明 的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
權利要求
1、一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的方法，其特徵在於，所述的方法包括A、對多個長度相同的信息組分別按照糾錯碼編碼方式進行編碼，生成多個碼長相同的碼組；B、將所述多個碼長相同的碼組中的各個對應位置的所有碼元按順序構造成一個數據包，並按順序發送傳輸。
2、 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，根據傳輸的業務的種類，確 定所述多個長度相同的信息組的數量。
3、 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的步驟B包括B1、將所述多個碼長相同的碼組的各個最高位碼元或者最低位碼元按順 序構造成一個數據包，並發送給接收方；B2、自與已發送各碼元位置相鄰的碼元開始，將所述多個碼長相同的碼 組中的其他各個對應位置的所有碼元，分別按順序構造成一個數據包，並發 送傳輸。
4、 如權利要求1至3任一項所述的方法，其特徵在於，所述的方法應用 於lntemet網數據傳輸中的BEC信道中。
5、 一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的方法，其特徵在於，所述的方法 還包括C、 接收方將收到的所有數據包中屬於同一個碼組的所有碼元組成待解 碼碼組；D、 接收方採用與編碼方式相對應的糾錯碼解碼方式，對所述待解碼碼 組進行糾錯碼解碼操作，直到所有待解碼碼組解碼完成，得到原始發送的數 據，即所述多個長度相同的信息組。
6、 如權利要求5所述的方法，其特徵在於，在所述的步驟C之前還包括接收方存儲收到的每個數據包，直到所有的數據包存儲完畢。
7、 如權利要求5或6所述的方法，其特徵在於，所述的方法應用於 lnternet網數據傳輸中的BEC信道中。
8、 一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的發送裝置，其特徵在於，所述的 裝置包括碼組生成單元，用於將多個長度相同的信息組分別按照糾錯碼編碼方式 進行編碼，生成多個碼長相同的碼組；數據包構造單元，用於將所述多個碼長相同的碼組的各個對應位置的碼 元依次構造成多個數據包；數據包發送單元，用於按順序發送傳輸所述的多個數據包，直到所述數 據包發送完成。
9、 一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的接收裝置，其特徵在於，所述的 裝置包括待解碼碼組生成單元，用於接收方將收到的所有數據包中屬於同一個碼 組的各個所有碼元組成待解碼碼組；碼組解碼單元，用於接收方對所述待解碼碼組進行與糾錯碼編碼方式相 對應的糾錯碼解碼操作，直到所有待解碼碼組解碼完成。
10、 如權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述的接收裝置還包括 數據包存儲單元，用於保存接收到的所有數據包。
11、 一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的系統，其特徵在於，所述的系統 包括至少一個所述的一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的發送裝置和至少一個 所述的一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的接收裝置。
12、 如權利要求11所述的系統，其特徵在於，所述的系統應用於 lnternet網數據傳輸中的BEC信道中。
全文摘要
本發明涉及一種將糾錯碼技術用於數據傳輸的方法及系統，本發明提供的技術方案為按照設定的糾錯碼編碼方式，對多個信息組進行編碼，生成多個碼長相同的碼組；將所述多個碼長相同的碼組的各個對應位置的碼元依次構造一個數據包並傳輸，直到所述碼組的所有碼元依順序傳輸完成；接收方將收到的所有數據包中屬於同一個碼組的各個所有碼元組成待解碼碼組，並對所述待解碼碼組進行與糾錯碼編碼方式相對應的糾錯碼解碼操作，直到所有待解碼碼組解碼完成。本發明能夠靈活快速的進行大批量數據傳輸和糾錯，解決了傳輸數據包大小靈活可變的問題，並可以很好的對BEC信道傳輸中典型的突發錯誤進行糾錯。
文檔編號H04L1/00GK101162966SQ20061013581
公開日2008年4月16日 申請日期2006年10月9日 優先權日2006年10月9日
發明者武雨春 申請人:華為技術有限公司