對傳輸數據進行誤差修正的方法和裝置與流程

本發明涉及一種用于對傳輸數據進行誤差修正的方法和裝置，以及裝置的用途，其中傳輸數據在分組碼中編碼，其中分組碼包括多個數據位和附加數量的冗余位，其中分組碼由奇偶校驗矩陣H描述，其中奇偶校驗矩陣H的列和分組碼的數據位相關。本發明還涉及一種用于執行上述方法的計算機程序，以及上面存儲有數據結構的數據載體，在加載到計算機或計算機網絡中之后，該數據載體能夠執行根據本發明的方法。

背景技術：

現有技術中的數字通信系統能夠以數據位的形式將數據從第一位置傳輸至第二位置。但是，在從第一位置的發射器到第二位置的接收器的數據傳輸過程中，可能產生至少一個誤差，這是因為實際上數據傳輸是通過傳輸信道進行的，該傳輸信道包括傳輸媒介，例如無線或有線，其中傳輸媒介可能在噪聲和/或其他干擾下不可靠，因此可能產生至少一個錯誤數據位，即接收器中相對于發射器不同的數據位。因此，多年來開發出了誤差修正方法和裝置，它們被配置為在解碼過程中識別和/或修正由通過傳輸信道進行的實際數據傳輸產生的至少一個誤差。

為了實現可靠的誤差修正，傳輸數據通常編碼為信道編碼。一般而言，信道編碼包括多個數據位，這些數據位通常排列為線性碼的形式，以及附加數量的冗余位，其中冗余位是根據預定定義確定的。在現有技術中的數字通信系統中，數據傳輸通常是以這種方式進行的：在發射器中，冗余位被添加到數據位中，例如附加或附著到數據位的線性排列上，在接收器中，在恢復數據位和冗余位之后，在解碼過程中利用冗余位修正接收到的數據位中產生的至少一個誤差，從而恢復發射器提供的原始數據。從這方面來說，解碼過程的主要挑戰包括實際上確定信道編碼的數據位內的至少一個誤差位置，從而修正該誤差位置上的錯誤傳輸數據位。

通常需要使用復雜的算法對信道編碼執行解碼過程，其中接收器輸入端接收的數據位通常配置有與每個數據位相關的可靠性信息。為此，優選應用分組碼，其中分組碼構成可以由奇偶校驗矩陣H描述的特定信道編碼，其中奇偶校驗矩陣H的列與信道編碼的數據位相關。在多種已知的解碼算法中，奇偶校驗矩陣H的至少一列被對角化為對角化奇偶校驗矩陣H’，其中對角化奇偶校驗矩陣H’與分組碼及與所述至少一列相關。在一些已知的算法中，分組碼中的至少一個誤差位置被指派為I類誤差位置和II類誤差位置中的一個，其中I類誤差位位于對角化奇偶校驗矩陣H’的對角化部分中，并且其中II類誤差位置位于對角化奇偶校驗矩陣H’的非對角化部分中。

作為特定示例，EP1689085A2和US2008/0168333A1分別描述了一種對傳輸數據進行誤差修正方法和裝置，其中采用對角化奇偶校驗矩陣H’確定分組碼中的誤差位置。但是，該方法是基于自適應置信傳播(ABP)的，ABP計算實數和/或定點數的總和并且返回它的最小值，因此需要單獨的存儲裝置，因此相當復雜。此外，沒有給出如何處理對角化奇偶校驗矩陣H’中多個II類誤差的證據。

除了采用對角化奇偶校驗矩陣H’，A.Ahmed，N.R.Shanbhag和R.Koetter(“Reed-Solomon軟解碼算法架構比較”，第四十屆信號，系統和計算機阿西洛馬會議ACSSC會刊，2006年6月，第912-16頁)利用分組碼的校驗子(syndrome)，其中線性分組碼的校驗子被定義為接收到的數據位和奇偶校驗矩陣H的乘積。但是，該參考文件未給出如何使用校驗子確定分組碼的數據位中至少一個誤差位置的任何證據。此外，它沒有給出如何處理對角化奇偶校驗矩陣H’中多個II類誤差的證據。

以相似方式，A.Ahmed，R.Koetter和N.R.Shanbhag(“對基于軟決策解碼算法的自適應奇偶校驗矩陣的性能分析”，第三十八屆信號，系統和計算機阿西洛馬會議會刊，第2卷，2004年，第1995-99頁)采用對角化奇偶校驗矩陣H’和校驗子進行誤差修正，其中使用對角化奇偶校驗矩陣H’的列和校驗子之間的相關性作為度量。但是，也沒有給出確定分組碼中至少一個誤差位置的任何證據。此外，該參考文件中提出的II類誤差修正程序被證明需要顯著增加的計算時間。

要解決的技術問題

因此，本發明的一個目的是克服已知對傳輸數據進行誤差修正方法和裝置的缺點和不足。

本發明的特定目的是提供一種用于對傳輸數據進行誤差修正的方法和裝置，相對于現有技術中的已知方法和裝置，其能夠在顯著減少的計算時間內修正傳輸數據中的更多誤差。特別是，對傳輸數據進行誤差修正的方法和裝置應該不僅適用于特定的信道編碼，并且優選還能夠簡單地實現為電路。

本發明的另一個目的是提供一種用于對傳輸數據進行誤差修正的方法和裝置，其能夠處理對角化奇偶校驗矩陣H’中的多個II類誤差，尤其是在顯著減少的計算時間內進行。

技術實現要素：

該技術問題通過具有獨立權利要求所述特征的方法和裝置，以及利用裝置對傳輸數據進行誤差修正來解決。從屬權利要求中列出了優選實施方式，這些優選實施方式可以單獨實現，或者以任意組合實現。

如在下面所使用的，術語“具有”、“包括”或“包含”或其任何的任意文法變型以非排他的方式被使用。因此，這些術語均可指這樣的情形，其中除了由這些術語所介紹的特征之外，沒有另外的特征存在于上下文所述的實體中，以及還指這樣的情形，其中一個或更多個另外的特征存在。例如，短語“A具有B”、“A包括B”和“A包含B”均可指這樣的情形，其中除了B，沒有其它的元件存在于A中(即其中A僅僅且排他地由B構成的情形)，以及指這樣的情形，其中除了B，一個或更多個另外的元件存在于實體A中，例如元件C、元件C和D或甚至另外的元件。

此外，如下面所使用的，術語“優選地”、“更優選地”、“具體地”、“更具體地”、“特別地”、“更特別地”或相似的術語結合可選的特征使用，而不限制其它可能性。因此，由這些術語所介紹的特征是可選的特征，并且不旨在以任何方式限制權利要求的范圍。如技術人員將明白的，可通過使用可替代的特征實施本發明。同樣地，由“在本發明的實施例中”或類似短語所介紹的特征旨在是可選的特征，而不限制本發明的可替代實施例，也不限制本發明范圍，并且不限制以此方式介紹的特征與本發明其它可選或必選的特征結合的可能性。

在第一個方面，本發明涉及一種用于對傳輸數據進行誤差修正的方法。在本文中，“傳輸數據”可以包括將要傳輸的比特的任意線性排列，數據通過傳輸信道從第一位置傳輸至第二位置，其中第二位置可以不同于第一位置。此外，如這里所使用的，“比特”可以構成信息的基本單元，其中比特可以只取兩個二進制值中的一個，其中二進制值通常可以由“假”和“真”，或者由“0”和“1”表示。因此，比特的線性排列包括多個數據位和附加數量的冗余位，其中冗余位可以添加，例如附件或附著到數據位的線性排列上。通常，提供為通過傳輸信道進行數據傳輸的比特的線性排列可以表示為“信道編碼”。

相對于本發明，傳輸數據編碼為“分組碼”的形式，其中分組碼構成信道編碼的特定形式，從而使分組碼能夠由奇偶校驗矩陣H描述。作為矩陣，奇偶校驗矩陣H包括多個列，其中列的數量等于分組碼中數據位的數量，其中列與分組碼的數據位固有地(inherently)相關。

根據本發明的方法包括以下步驟：

(a)相對于所述奇偶校驗矩陣H的至少一列，將所述奇偶校驗矩陣H對角化為對角化奇偶校驗矩陣H’，其中所述對角化奇偶校驗矩陣H’與所述分組碼和所述至少一列相關；

(b)利用所述對角化奇偶校驗矩陣H’和校驗子向量確定所述分組碼中的至少一個誤差位置，其中所述校驗子向量與所述分組碼中的數據位相關；以及

(c)對所述分組碼中的所述至少一個誤差位置的傳輸數據執行誤差修正。

根據步驟(a)，奇偶校驗矩陣H被對角化為對角化奇偶校驗矩陣H’，其中相對于奇偶校驗矩陣H的至少一列c執行對角化。因此，對角化奇偶校驗矩陣H’與分組碼以及所述至少一列c相關。如同這里所使用的，“矩陣”可以包括以行和列排列的二進制值的矩形排列，其中“對角化”可以描述矩陣運算，在該矩陣運算之后，對角化矩陣的至少一列c可以只包括一個“真”或“1”值，而所述至少一列c中的所有其他值為“假”或“0”值，其中不同列彼此之間的不同之處在于可能出現“真”或“1”值的行的數量。一般而言，通常通過將矩陣的至少一列添加到矩陣的至少一個另外的列執行對角化，但是這需要復雜的存儲器存取。

因此，奇偶校驗矩陣H的對角化優選通過逐列處理來執行。為此，例如在S.Scholl，C.Stumm和N.Wehn所著的“信道解碼算法高斯消元法GF(2)的硬件實現”(IEE AFRCON會刊，2013年9月9-12日)描述的那樣，奇偶校驗矩陣H的至少一列逐步插入管道陣列中，其中在每個步驟中，可以在每個列向量內逐行執行加法。為了執行加法，步驟優選配置為兩階段過程。在通過完整的管道陣列逐步傳輸各列之后，各列可以最終轉換為對角化奇偶校驗矩陣H’的各列。在需要一次以上對角化的情況下，以這種方式對奇偶校驗矩陣H進行對角化是特別有利的。由于多次對角化通常僅在幾個位置上有差異，因此執行該方法的相應裝置可以配置為使得相應硬件架構的至少某些部分可以多次使用，這樣就可以使硬件架構所需的相關電子器件的組合不那么復雜和/或精細。

在特別優選的實施方式中，可以根據可靠性信息選擇奇偶校驗矩陣H的至少一列c進行對角化，所述可靠性信息可以與分組碼的數據位相關，其中優選選擇被視為分組碼內最不可靠數據位的數據位。如這里所使用的，“可靠性信息”可以構成一種與分組碼中每個數據位的可靠性相關的信息，其中術語“可靠性”可以指數據傳輸之后傳輸的數據位和數據傳輸之前的數據位的一致程度。在現有技術中的數字通信系統中，分組碼中的每個數據位通常可以帶著附加到它上面的相應可靠性向信息被接收。

根據步驟(b)，利用對角化奇偶校驗矩陣H’和校驗子向量確定分組碼中的至少一個誤差位置。這里使用的術語“誤差位置”可以與分組碼中的位置相關，在該位置上，各個數據位的二進制值可能由于上述通過實際傳輸信道進行的數據傳輸而產生誤差。由于分組碼與對角化奇偶校驗矩陣H’緊密相關，對角化奇偶校驗矩陣H’中的至少一個誤差位置優選被指派為I類誤差位置或者II類誤差位置，其中I類誤差位置位于對角化奇偶校驗矩陣H’的對角化部分中，并且其中II類誤差位置位于對角化奇偶校驗矩陣H’的非對角化部分中。

校驗子向量s與分組碼中的數據位相關，在分組碼的線性排列中，校驗子向量s定義為接收器接收的分組碼和奇偶校驗矩陣H的二進制異或(XOR)運算。二進制XOR運算相對于兩個分量以分量方式執行，因此在正二進制XOR運算的情況下，為不同分量返回“真”或“1”值并為相同分量返回“假”或“0”值，或者在負二進制XOR運算的情況下，為相同分量返回“真”或“1”值，并為不同分量返回“假”或“0”值。因此，校驗子向量s可以只取決于可能的誤差，不取決于分組碼自身的二進制值。例如，在接收器接收的分組碼中不存在誤差的情況下，校驗子向量s可以等于零向量0。

另一方面，如果分組碼中存在至少一個誤差，則校驗子向量s可以返回至少一個誤差位置，在該位置上，相關二進制值可以在接下來的步驟(c)中修正。根據本發明的特別優選的實施方式，在步驟(b)中，通過定位校驗子向量中的至少一個“真”或“1”條目確定至少一個I類誤差位置，因此可以返回將接受誤差修正的至少一個誤差位置。

在另一個優選實施方式中，在步驟(b)中，可以通過比較校驗子向量s和對角化對角化奇偶校驗矩陣H’的一個特定列c確定一個II類誤差位置。優選地，特定列c可以從對角化奇偶校驗矩陣H’的至少一列中選擇，因此其可以被認為是列c，相對于兩個向量中的相同位置，列c的二進制值與校驗子向量s中的二進制值相比最相似。

在該特定實施方式中，對角化奇偶校驗矩陣H’的至少一列c(其可以被視為是至少一個列向量c)以及校驗子向量s優選以分量方式提交給二進制XOR運算，從而獲得每一列c的結果向量r。接下來，通過合適的邏輯元件，例如加法樹對結果向量r加權，所述邏輯元件可以配置為確定每個結果向量r中包括多少個“真”或“1”二進制值。以此方式，每個結果向量r中的總和可以被視為是各個結果向量r的權重。然后，在正二進制XOR運算的情況下，可以確定結果向量r的最小權重，其中最小值可以返回期望的II類誤差位置。由于上面執行的正二進制XOR運算為不同分量返回“真”或“1”值，并為相同分量返回“假”或“0”值，因此正二進制XOR運算可以特別適合于該目的，因為它為兩個相同分量返回零分量0。

在替代實施方式中，對角化奇偶校驗矩陣H’的至少一個列向量c和校驗子向量s優選以分量方式提交給負二進制XOR運算。由于負二進制XOR運算為相同分量返回“真”或“1”值，并為不同分量返回“假”或“0”值，以和上述方式類似的方式，可以確定結果向量r的最大權重，其中在該特定實施方式中，最大值可以返回期望的II類誤差位置。

在另一個優選實施方式中，在步驟(b)中，通過將對角化奇偶校驗矩陣H’的至少一列，優選一列以上存儲為至少一個存儲列，并且比較校驗子向量和所述至少一個存儲列，來確定至少一個II類誤差位置。作為替代，或者除此之外，優選將對角化奇偶校驗矩陣H’的至少一列，優選一列以上與校驗子向量的至少一個總和存儲為至少一個存儲列，和/或將對角化奇偶校驗矩陣H’的至少兩列的至少一個總和存儲為至少一個存儲列。特別地，存儲一個以上存儲列和比較校驗子向量與至少一個存儲列可以同時進行，這可以極大地增強確定奇偶校驗矩陣H中一個以上II類誤差位置所需的運算時間。

在另一種優選實施方式中，在步驟(a)中，可以提供對角化奇偶校驗矩陣H’的至少兩種不同對角化，特別是通過利用奇偶校驗矩陣H的至少兩個不同列c，從而在步驟(b)中確定至少一個，優選至少兩個誤差位置。取決于奇偶校驗矩陣H的所選列c—奇偶校驗矩陣H相對于奇偶校驗矩陣H的該所選列c被對角化為對角化奇偶校驗矩陣H’—可以發現所確定的特定誤差位置是一個對角化內的I類誤差位置和另一個對角化內的II類誤差位置中的一者，這取決于特定誤差位置是位于對角化奇偶校驗矩陣H’的對角化部分還是非對角化部分中。由于在給定時間內和II類誤差位置相比可以修正更多的I類誤差位置，因此可以極大地提高該方法的修正能力。

根據步驟(c)，對步驟(b)中確定的分組碼中的至少一個誤差位置上對傳輸數據進行誤差修正。以此方式，傳輸數據的誤差修正優選可以通過以下方式進行：通過將二進制“假”或“0”值轉換為二進制“真”或“1”值，或者將二進制“真”或“1”指轉換為二進制“假”或“0”值，顛倒分組碼中至少一個誤差位置上的數據位。

在另一個方面，本發明涉及一種用于對傳輸數據進行誤差修正的方法和裝置，以及裝置的用途，其中傳輸數據在分組碼中編碼，其中分組碼包括多個數據位和附加數量的冗余位，其中分組碼由奇偶校驗矩陣H描述，其中奇偶校驗矩陣H的列和分組碼的數據位相關。根據本發明，裝置包括至少部件(A)至(C)，它們可以位于任意合適的裝置內。從外，裝置中還包括下面未提到的其他部件。部件(A)至(C)可以是一個組合式或集中式裝置的一部分，或者可以組合成不同或分散的單元，其中單元可以適于以任意合適的方式彼此交互，例如通過有線和/或無線通信和/或存儲。特別是，裝置可以適于執行上述和/或下述方法。

因此，根據本發明的裝置至少包括：

(A)對角化單元，該對角化單元用于將所述分組碼的所述奇偶校驗矩陣H的至少一列對角化為對角化奇偶校驗矩陣H’；

(B)誤差檢測單元，該誤差檢測單元用于利用所述對角化奇偶校驗矩陣H’和校驗子向量確定所述分組碼中的至少一個誤差位置；

(C)誤差修正單元，該誤差修正單元用于在所述分組碼中的所述至少一個誤差位置上對所述傳輸數據執行誤差修正。

關于裝置的其他細節，可以參考上述和/或下述的方法。

在優選實施方式中，誤差檢測單元可以包括用于插入校驗子向量的至少一個“真”或“1”二進制值的查找表。如同這里進一步使用的，查找表可以包括值的任意排列，其中每個值上附加有索引。因此，該排列可以用更簡單的索引操作來替換特定值的運行時運算，所述索引操作和通過附加到值上的索引來尋找和返回值相關。這里，查找表中的至少一個“真”或“1”二進制值可以提供至少一個I類誤差位置，該誤差位置位于對角化奇偶校驗矩陣H’的對角化部分中。

在另一種優選實施方式中，誤差檢測單元還可以包括至少一個XOR門，該XOR門可以適于以分量方式將對角化奇偶校驗矩陣H’的至少一個列向量c和校驗子向量s中的一個提交給二進制XOR運算，從而獲得至少一個結果向量r；至少一個加權單元，該至少一個加權單元用于對所述至少一個結果向量r加權；以及至少一個極值確定單元，該至少一個極值確定單元用于確定至少一個加權的結果向量r的極值，其中所述極值提供II類誤差位置，所述II類誤差位置位于對角化奇偶校驗矩陣H’的非對角化部分中。更優選地，XOR門可以適于以分量方式將對角化奇偶校驗矩陣H’的至少兩個列向量c和校驗子向量s中的一個提交給二進制XOR運算，從而獲得至少兩個結果向量r。這里，加權單元可以配置為對至少兩個結果向量r加權，極值確定單元可以適于確定至少兩個加權的結果向量r的極值。

在另一種優選實施方式中，誤差檢測單元還包括至少一個存儲單元，該至少一個存儲單元用于存儲至少一個存儲列，例如對角化奇偶校驗矩陣H’的至少一列和/或對角化奇偶校驗矩陣H’的至少一列與校驗子向量s的至少一個總和，和/或對角化奇偶校驗矩陣H’的至少兩列與校驗子向量s的至少一個總和；以及至少一個比較單元，該至少一個比較單元用于比較校驗子向量和至少一個存儲列，其中所述比較提供至少一個II類誤差位置。更優選地，至少一個存儲單元可以適于將對角化奇偶校驗矩陣H’的至少兩列存儲為至少兩個存儲列，至少一個比較單元可以配置為比較校驗子向量和至少兩個存儲列，其中所述比較因此可以提供至少兩個II類誤差位置。

在另一個方面，本發明涉及將裝置用于對傳輸數據進行誤差修正的用途，其中數據通過通信系統傳輸，和/或數據被傳輸給存儲系統，或者從存儲系統傳輸。如同這里使用的，“通信系統”包括DSL(數據用戶線)，DAB(數字音頻廣播)，DVB(數字視頻廣播)，衛星，外太空，光學，以及移動通信系統中的一個或多個，“存儲系統”包括硬盤，閃存盤，例如SB(通用串行總線)存儲系統，以及光學存儲系統中的一個或多個。此外，根據本發明的對傳輸數據進行誤差修正方法和裝置還可以與已知方法和裝置組合，特別是為了提高它們對傳輸數據中誤差的修正能力。

本發明還描述并提議了一種包括計算機可執行指令的計算機程序，當所述程序在計算機或計算機網絡上運行時，所述計算機可執行指令執行根據本發明的一個或多個實施方式的方法。特別地，計算機程序可以存儲在計算機可讀的數據載體上。因此，具體地，上述方法步驟(a)至(c)中的一個以上步驟，甚至是所有步驟可以通過利用計算機或計算機網絡，優選通過利用計算機程序而執行。

本發明還描述并提出了一種包括程序編碼的計算機程序產品，從而當所述程序在計算機或計算機網絡上運行時執行根據一個或多個實施方式的方法。特別地，程序代碼可以存儲在計算機可讀的數據載體上。

此外，本發明公開并提出了一種數據載體，該數據載體上存儲有數據結構，當加載到計算機或計算機網絡中，例如加載到計算機或計算機網絡的工作存儲器或主存儲器之后，所述數據結構能夠執行根據一個或多個實施方式的方法。

本發明還描述并提出了一種計算機程序產品，該計算機程序產品具有存儲在機器可讀載體上的程序編碼，從而當所述程序在計算機或計算機網絡上運行時執行根據一個或多個實施方式的方法。如同這里使用的，計算機程序產品指的是作為可交易產品的程序。產品一般而言可以任意格式存在，例如紙件，或者計算機可讀數據載體。特別地，計算機程序產品可以在數據網絡上分發。

此外，本發明還描述并提出了一種包含指令的調制數據信號，所述指令可以被計算機系統或計算機網絡讀取，從而執行根據一個或多個實施方式的方法。

優選地，參考本發明的以計算機實施的方面，根據一個或多個實施方式的方法的一個或多個方法步驟，甚至是所有的方法步驟可以通過利用計算機或計算機網絡而執行。因此，一般而言，可以利用計算機或計算機網絡執行任意方法步驟，所述方法步驟包括提供和/或操作數據。一般來說，這些方法步驟可以包括上述方法步驟(a)至(c)中的任意步驟。

相對于現有技術，根據本發明的對傳輸數據進行誤差修正的方法和裝置具有許多優勢，這些優勢可以包括降低的發射功率，更小的天線，更長的電池使用時間，以及可以在裝置中使用不那么復雜的電子器件。特別地，本方法和裝置可以為通信信道提供增強的可靠性和修正能力，同時復雜度降低，并且通常適用于所有已知的分組碼，其中分組碼可以包括Turbo碼，LDPC(低密度奇偶校驗)碼，BCH(博斯-查德胡里-霍昆格母)碼，或Reed-Solomon(里德-所羅門)碼中的一個或多個。以此方式，針對高密度奇偶校驗碼，例如BCH或Reed-Solomon可以獲得顯著優勢，因此本發明可以在誤差檢測與修正方法和裝置的復雜度降低的情況下帶來良好的性能。就此而言，雖然一些信道編碼是非二進制碼，例如Reed-Solomon碼，非二進制turbo碼，或非二進制LDPC碼，但是由于它們和成組的組數據位而不是單個數據位一起工作，根據本方面的方法可以在已知的將各個非二進制碼轉換為上述二進制碼之后應用于這種碼。

附圖說明

本發明進一步的可選擇的特征和實施方式將會在優選實施方式的隨后的描述更詳細地被公開，特別是與從屬權利要求相關聯。其中，如技術人員將意識到的，各可選擇的特征可以單獨的方式以及以任意的可行的組合被實現。本發明的范圍不被優選實施方式所限制。實施方式在圖中被示意性地描述出。其中在圖中相同的附圖標記指代相同的或功能類似的元件。

在這些附圖中：

圖1顯示了根據本發明的裝置的優選實施方式的示意圖，所述裝置能夠對傳輸數據進行誤差修正；

圖2顯示了誤差檢測單元的優選實施方式，所述誤差檢測單元配置為確定至少一個誤差位置；

圖3顯示了誤差檢測單元的另一個優選實施方式，所述誤差檢測單元配置為確定分組碼中的至少一個II類誤差位置；

圖4顯示了根據本發明的裝置的另一個優選實施方式的示意圖，其中采用奇偶校驗矩陣H’的至少兩種不同對角化來確定分組碼中的至少兩個誤差位置。

具體實施方式

圖1顯示了根據本發明的誤差修正裝置110的優選實施方式的示意圖，誤差修正裝置110能夠對傳輸數據進行誤差修正。在這里，傳輸數據編碼為分組碼，該分組碼包括多個數據位和附加數量的冗余位，其中分組碼由奇偶校驗矩陣H描述，其中所述奇偶校驗矩陣H包括多個列c＝c₁,c₂,c₃,…c_n，其中1，2，3…n表示各個列的相應數量，其中各個列與分組碼的數據位相關。在該特定實施方式中，誤差修正裝置110包括三個不同的獨立部件，即對角化單元112，誤差檢測單元114和誤差修正單元116。

在這里，對角化單元112適于根據相關方法的步驟(a)將奇偶校驗矩陣H的至少一列c對角化為對角化奇偶校驗矩陣H’。為此，對角化單元112包括第一輸入端口118和第二輸入端口120，其中在對角化單元112的第一輸入端口118向對角化單元112中輸入奇偶校驗矩陣H的至少一列c，在對角化單元112的第二輸入端口120向對角化單元112中輸入與奇偶校驗矩陣H的至少一列c相關的數量。這里，優選根據和分組碼的數據位相關的可靠性信息選擇奇偶校驗矩陣H的至少一列c，其中優選選擇被認為是最不可靠的數據位。在對角化單元112的輸出端口122，提供在誤差檢測單元114中進一步使用的對角化奇偶校驗矩陣H’的至少一列c。

此外，誤差檢測單元114包括第一輸入端口124和第二輸入端口126，其中在誤差檢測單元114的第一輸入端口124向誤差檢測單元114中輸入對角化單元112提供的對角化奇偶校驗矩陣H’，在誤差檢測單元114的第二輸入端口126向誤差檢測單元114中輸入校驗子向量s。這里，誤差檢測單元114配置為根據相關方法的步驟(b)，通過使用對角化奇偶校驗矩陣H’和校驗子向量s確定分組碼中的至少一個誤差位置。在誤差檢測單元114的輸出端口130，提供在誤差修正單元116中進一步使用的分組碼中的至少一個誤差位置130。

最后，誤差修正單元116包括第一輸入端口132，在該端口向誤差修正單元116中輸入分組碼中的至少一個誤差位置130，從而在誤差檢測單元114所確定的分組碼中的至少一個誤差位置130上根據相關方法的步驟(c)對傳輸數據進行誤差修正。以此方式，在誤差修正單元116中，特別是通過顛倒分組碼中至少一個誤差位置130上的各個數據位而對傳輸數據進行誤差修正。

圖2描述了誤差檢測單元114的一個優選實施方式，誤差檢測單元114配置為確定分組碼中的至少一個誤差位置130。因此，在誤差檢測單元114的第一輸入端口124向誤差檢測單元114中輸入對角化單元112提供的對角化奇偶校驗矩陣H’的至少一列c，在誤差檢測單元114的第二輸入端口126再次提供校驗子向量s。

除了圖1所示的誤差檢測單元114的實施方式之外，圖2所示誤差檢測單元114能夠確定分組碼中的至少一個I類誤差位置和剛好一個II類誤差位置136。如上所述，分組碼中的至少一個誤差位置130可以被指派為I類誤差位置134和II類誤差位置136中的一個，其中I類誤差位位于對角化奇偶校驗矩陣H’的對角化部分中，并且其中II類誤差位置位于對角化奇偶校驗矩陣H’的非對角化部分中。

為此，誤差檢測單元114包括XOR門138，即執行邏輯“異或”函數的數字邏輯門。以此方式，邏輯“異或”函數充當正二進制XOR運算，如果輸入到門中的輸入值中的一個，并且只有一個為“真”或“1”，并且其他輸入值為“假”或“0”，則所述正二進制XOR運算僅提供“真”或“1”輸出結果。另一方面，如果兩個輸入值都是“假”或“0”，或者兩個輸入值都是“真”或“1”，則將產生“假”或“0”輸出結果。就此而言，使用XOR門138以分量方式將對角化奇偶校驗矩陣H’的列向量c和校驗子向量s提交給二進制XOR運算。為此，在確定分組碼中至少一個誤差位置130的過程中需要進一步使用至少一個相應列。

圖2所示的誤差檢測單元114還包括多路復用器140，該多路復用器140可以適于識別分組碼中的特定誤差位置是否可以指派為I類誤差位置134或II類誤差位置136。根據相應指派，可以只使用一個校驗子向量實現進一步的確定，即確定相應的I類誤差位置134，或者向量s和對角化奇偶校驗矩陣H’的總和，確定相應的I類誤差位置134和II類誤差位置136。為了實現所述識別，可以使用校驗子向量的權重。

為了確定分組碼中的至少一個I類誤差位置134，多路復用器140為校驗子向量s中的每個“真”或“1”條目及所述條目的各個索引提供查找表142中的條目。通過執行該查找程序，查找表142可以提供分組碼中包括的所有至少一個I類誤差位置134。

為了確定分組碼中的剛好一個II類誤差位置136，圖2所示的誤差檢測單元114還包括用于多XOR門138獲得的結果進行加權的加權單元144。在這里，加權單元144可以包括另一個邏輯元件，例如加法樹，該邏輯元件配置為確定對角化奇偶校驗矩陣H’的列c中的多個“真”或“1”條目，從而計算各個列c中的總和，該總和可以被視為是各個列c的權重。此外，圖2所示的誤差檢測單元114還包括最小值確定單元146，其用于確定加權結果的最小值。如上所述，最小值確定單元146能夠確定對角化奇偶校驗矩陣H’的特定列c_n，該列和校驗子向量具有最高相似度，通過該結果提供分組碼中的剛好一個II類誤差位置136。

為了確定，特別是同時確定分組碼中的一個以上II類誤差位置136，可以在圖2所示誤差檢測單元114的輸入端124提供包括對角化奇偶校驗矩陣H’的多個列c的總和，其中與校驗子向量s最相似的該總和可以選擇為分組碼中的至少兩個II類誤差位置136。但是，特別是由于可能存在列的大量可能組合，該實施方式通常不是非常有吸引力，因為對于對角化和誤差檢測它可能都需要增加的計算時間。

圖3顯示了一種替代實施方式，其特別用于同時確定分組碼中的至少一個II類誤差位置，圖3描述了配置為執行該任務的誤差檢測單元114的另一個優選實施方式。在這里，誤差檢測單元114還包括至少一個存儲單元148，優選n≥1個存儲單元，其中n表示對角化奇偶校驗矩陣H’的列的數量，其中每個存儲單元148被指定為存儲對角化奇偶校驗矩陣H’的一列c，或者存儲對角化奇偶校驗矩陣H’的至少兩列的總和，或者存儲對角化奇偶校驗矩陣H’的至少一列與校驗子向量s的總和。因此，在至少一個加權單元144以及誤差檢測單元114中接下來的最小值確定單元146中計算和分析，特別是同時計算和分析每個列的總和。特別地，以并行方式對每個列的總和進行計算和分析可以節省大量計算時間，因此顯著提升確定分組碼中一個以上II類誤差位置136的性能。

圖4顯示了本發明的另一種實施方式，其顯著減少了確定分組碼中一個以上誤差位置130所需的計算時間。根據該特定實施方式，可以不僅僅提供一個對角化單元112以將奇偶校驗矩陣H的一列c對角化為對角化奇偶校驗矩陣H’，而是可以提供n≥1個對角化單元112，其中每個對角化單元112利用奇偶校驗矩陣H的不同列c_i＝c₁,c₂,c₃,…c_n將奇偶校驗矩陣H對角化為特定的對角化奇偶校驗矩陣H’，這取決于各個列c的性質。因此，特定數據位的誤差位置130在使用特定列c_i時可以被指派為I類誤差位置134，并且在使用不同c_j，j≠i時被指派為II類誤差位置136。該實施方式還需要使用多個誤差檢測單元114，誤差檢測單元114的數量優選和對角化單元112的數量n相等，其中誤差檢測單元114可以包括公共最小值確定單元146。因為一般來說I類誤差位置134比II類誤差位置136更加容易修正，因此根據本發明的誤差修正的性能可以進一步提升。

為了進一步提高根據本發明的誤差修正方法和裝置的性能，每個誤差檢測單元114可以適于確定，特別是同時確定分組碼中一個以上的II類誤差位置136，因此設置為和圖3所示的實施方式類似。

附圖標記

110 誤差修正裝置

112 對角化單元

114 誤差檢測單元

116 誤差修正單元

118 對角化單元的第一輸入端口

120 對角化單元的第二輸入端口

122 對角化單元的輸出端口

124 誤差檢測單元的第一輸入端口

126 誤差檢測單元的第二輸入端口

128 誤差檢測單元的輸出端口

130 分組碼中的誤差位置

132 誤差檢測單元的輸入端口

134 分組碼中的I類誤差位置

136 分組碼中的II類誤差位置

138 XOR門

140 多路復用器

142 查找表

144 加權單元

146 極值(最小值)確定單元

148 存儲單元