專利名稱：用于遞增前向糾錯機制的多個信息流的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及數字網絡，尤其涉及用于數字網絡中的遞增前向糾錯的方法和設備。
背景技術：
在任何數字網絡中，可以在應用層使用前向糾錯(FEC)來提高輸送容量的穩定性。這同樣適用于數字用戶線(DSL)網絡。然而，在DSL網絡中，用戶端的每一傳輸線根據整體的端對端鏈路質量性能都有唯一的行為模式。其變化可相當明顯地不同。每個傳輸線的鏈路層技術方案解決但并不能完全解決問題。因此，應用層FEC技術可以用來傳送適合視頻傳送需求的質量。通常，一個單一的FEC流是在多個用戶的反饋報告上產生的。這種方案創立了一種FEC機制以適合最差情況的用戶。
因此，擁有一種在DSL網絡中前向糾錯用的方法和設備，使其更適合對于每個傳輸線端的特定鏈路情況，是值得而且非常有利的。
發明內容
本發明針對現有技術的這些和其他缺點和不足，提供一種用于數字網絡的遞增前向糾錯的方法和設備。
根據本發明的一個方面，提供一種連接數字網絡并執行前向糾錯(FEC)的用戶端設備(CPE)裝置。該CPE裝置包括一個用于解碼媒體內容的多個遞增FEC信號中的一個的解碼器。多個遞增FEC信號中的每一個都用來為媒體內容提供逐漸提高的FEC級別。
根據本發明另一個方面，提供一種在連接到數字網絡的用戶端設備(CPE)裝置中執行前向糾錯(FEC)的方法。該方法包括解碼媒體內容的多個遞增FEC信號中的一個的步驟。多個遞增FEC信號的每一個都用來為媒體內容提供逐漸提高的FEC的級別。
根據本發明另一個方面，提供一種連接數字用戶線(DSL)網絡和執行前向糾錯(FEC)的數字用戶線接入多路復用器(DSLAM)。該DSLAM包括一個選擇多路復用器，用于接收多個媒體內容的多個遞增FEC信號以及選擇多個遞增FEC信號中的一個分別發送至連接著的多個用戶端設備(CPE)裝置中的每一個。
本發明的上述以及其他方面、特征和優點將在以下結合附圖可以讀到的實施例的具體描述中得到更為明顯地闡述。
本發明結合以下附圖將更容易理解，其中圖1是描述根據本發明原理的示例的數字用戶線(DSL)網絡的框圖；圖2是描述根據本發明原理的在一種用戶端設備(CPE)裝置中執行前向糾錯(FEC)的示例的方法的流程圖；以及圖3是描述根據本發明原理的在數字用戶線接入多路復用器(DSLAM)中執行前向糾錯(FEC)的示例的方法的流程圖。
具體實施例方式
本發明提供了一種在數字網絡中，例如數字用戶線路(DSL)網絡中，用于遞增前向糾錯(FEC)的方法和設備。
有利地，本發明使得應用層前向糾錯適合于每個傳輸線的特定鏈路條件的需求。前向糾錯信息流的范圍從內容生成點到數字用戶線接入多路復用器(DSLAM)得以被保持。該流是可以分開確認的并且彼此相對有逐漸增加的糾錯或奇偶校驗字節。在DSLAM的每一個傳輸線都進行適當的FEC級別選擇。在DSLAM選擇適當配套的流會導致每個DSL傳輸線的適當數量的前向糾錯的應用。因為這個選擇是使用保守數量的糾錯傳送至每個傳輸線，所以提高了帶寬效率。FEC選擇能由用戶端設備(CPE)基于測得的鏈路質量來驅動或基于從CPE反饋的鏈路質量信息由DSLAM來實行。
應該理解的是，雖然本發明主要描述了關于數字網絡的一個特定例子，即用戶數據線(DSL)網絡，但根據發明在此提供的教導，本領域的普通技術人員，可以容易地將本發明應用到任何數字網絡中去，例如，從頭端至用戶端設備(CPE)的個別鏈路的特征是各式各樣的，而仍然保留在本發明的范圍內。
本說明書闡述了本發明的原理。因而，可認為本領域技術人員能夠據此做出各種設置，這些設置雖沒有明確描述或體現，但具體實施了發明，并且包含于其精神和范圍內。
此處敘述的所有例子和有條件的語言旨在教導目的，以輔助讀者理解發明的原理和發明者對技術進步所貢獻的概念，而且這些例子和語言可以解釋成對這些所敘述的例子和條件不構成限制。
而且，所有在此敘述發明原理、特征和具體實施例，及其特定實例的陳述，意在涵括其結構與功能上的等同物。此外，其目的還在于這些等同物既包括目前已知的等同物也包括未來開發的等同物，即被開發的執行相同功能的任何元件，而不論其結構如何。
因此，舉例來說，本領域技術人員能領悟在此展示的框圖展現了具體實施本發明原理的示例電路的概念圖。同樣，可以理解的是，任何流程圖、流程框圖、狀態轉移圖、偽代碼等，都表示可在計算機可讀介質中充分展現并由計算機或處理器運行的各種程序，而不論該計算機或處理器是否明確顯示。
圖中顯示的各元件的功能可以通過使用專門的硬件以及能夠配合適當軟件運行該軟件的硬件來提供。由處理器提供所述功能時，該功能可由單個專用處理器、單個共享處理器、或者由多個單獨的處理器(其中一些可是共享的)來提供。而且，術語“處理器”或“控制器”的準確的用途，不能解釋為僅僅涉及運行軟件的硬件，還可能暗示地，非限定地包括，數字信號處理器(DSP)硬件、存儲軟件的只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)和非易失性存儲器。
還可能包括其它傳統硬件。類似地，圖中顯示的任何轉換僅為概念上的。其功能可通過程序邏輯的操作、專用邏輯、程序控制與專用邏輯間的相互作用而實現，甚至手動實現，其特定的技術可以由實施者通過對上下文更特殊明確的理解來加以選擇。
在權利要求中，以執行特定功能的裝置來表述的任何元件，用來涵括實施該功能的任何方式，包括，例如a)執行該功能的電路元件的結合或b)任何形式的軟件，因而包括與適當的電路結合執行該軟件以實現該功能的固件、微碼或類似物。由權利要求定義的本發明基于這樣的事實，即所述各裝置所提供的功能以權利要求所主張的方式結合在一起。因此可以認為提供這些功能的任何裝置與在此所示的等同。
請參閱圖1，一種示例的數字用戶線(DSL)網絡總地由附圖標記100表示。有利地，該DSL網絡100依照本發明的原理能夠創建、傳送、并選擇應用層前向糾錯(FEC)。
該DSL網絡100包括一超級頭端單元110，一內容發送中心120，一視頻網絡中心或視頻服務中心和DSLAM(以下稱為“視頻網絡中心”)130，一DSL回路140，和用戶端設備(CPE)150。
超級頭端單元110包括音頻/視頻解碼器112，復合FEC生成模塊114，和多路復用器(在此也簡寫為“MUX”)116。音頻/視頻解碼器112的輸出端與多路復用器116的第一輸入端以信號通信方式相連接。復合FEC生成模塊114的輸出端與多路復用器116的第二輸入端以信號通信方式相連接。多路復用器116的第一輸出端與內容發送中心120的第一輸入端以信號通信方式相連接。多路復用器116的第二輸出端與內容發送中心120的第二輸入端以信號通信方式相連接。
視頻網絡中心130包括選擇多路復用器132。該選擇多路復用器132的(用于音頻/視頻流用的)第一輸入端與內容發送中心120的第一輸出端以信號通信方式相連接，其(用于多應用層FEC信號流的)第二輸入端與內容發送中心120的第二輸出端以信號通信方式相連接。該選擇多路復用器132的第三輸入端與DSL回路140的輸出端以信號通信方式相連接。
視頻網絡中心130的輸出端，對應多個DSL傳輸線中的一個，與在用戶端設備150中有FEC功能的視頻解碼器以信號通信方式相連接。該用戶端設備還包括一用戶接口，其輸出端與DSL回路140的輸入端以信號通信方式相連接。
圖1中還顯示了應用層FEC的創建、傳遞和選擇。在DSL網絡100中，在內容生成源(或服務器)的應用層生成一遞增FEC機制(例如，但不限于，塊奇偶校驗李德-所羅門(Reed-Solomon)編碼或Tornado編碼)。一些遞增奇偶字節的分開的流一直保留至DSLAM 130。在DSLAM 130處，對適當的FEC流進行選擇(基于其鏈路質量的判斷由CPE 150或基于CPE 150對鏈接質量的報告由DSLAM 130來驅動)，以保證連接到CPE 150的可靠鏈接。舉例來說，讓我們考慮基于255字節字母表的RS編碼。進一步假設奇偶字節的最大數目是128。這表示，我們能有128/255比率編碼來應對真正糟糕的頻道或更傳統的238/255比率編碼(能夠檢測和糾正8位字節的或者若基于刪除能糾正16字節的16奇偶校驗字節)來應對好的頻道或完全沒有應用層FEC的真正清潔的頻道。每個奇偶校驗字節或奇偶校驗字節組都能從內容源一直被分開保留到DSLAM 130。因為被選擇的碼是遞增的，例如每對額外的奇偶校驗字節遞增地輔助檢測和糾正一個額外的錯誤，這就能連接來自分開的適當的奇偶校驗字節，以實現更強的錯誤保護。糾錯編碼的適當級別由CPE 150或之前指出的DSLAM 130選出。這個方案的代價是從中樞至DSLAM130的最糟情況的FEC的總運送花費。然而，既然只有恰當的FEC字節量才會發送到每個CPE 150，有帶寬瓶頸的DSL網絡的部分(即DSLAM 130和CPE 150間的帶寬，如DSLP回路140所表示的)就有可能最有效地傳輸所需要的鏈路質量。
請參閱圖2，一種在用戶端設備(CPE)裝置中執行前向糾錯(FEC)的示例的方法總地由附圖標記200表示。該CPE裝置200是連接于數字用戶線(DSL)網路的。
開始模塊202傳遞控制給功能模塊210和功能模塊220中的任何一個。功能模塊210自動估算對應于CPE裝置的傳輸線的鏈路情況，生成關于鏈路情況的報告，將這個報告轉送給DSL網絡中的另一個裝置(如DSLAM 130，在此例中包括選擇多路復用器132)，并傳遞控制給功能模塊230。
功能模塊220接收用戶輸入，以完成FEC數量的改變，處理并轉發用戶輸入(例如，給DSLAM 130)，并傳遞控制給功能模塊230。功能模塊230解碼接收到的多個可能的遞增FEC信號中的一個，然后傳遞控制給結束模塊292。因而，接收到的遞增FEC信號是根據對應傳輸線的特定的鏈路條件定制的。
請參閱圖3，一種在數字用戶線接入多路復用器(DSLAM)中執行前向糾錯(FEC)的示例的方法總地由附圖標記300表示。該DSLAM 300是連接于數字用戶線(DSL)網絡的。
開始模塊302傳遞控制給功能模塊310和功能模塊320中的任何一個。功能模塊310確定對應于CPE裝置的傳輸線的鏈路條件，并傳遞控制給功能模塊330。
該功能模塊320接收信號(如，鏈路條件的指示)，以完成FEC數量的改變，然后傳遞控制給功能模塊330。功能模塊330選擇多個可能的遞增FEC信號中的一個，例如基于功能模塊310所確定的鏈路條件和/或功能模塊320所接收到的信號，然后傳遞控制給結束模塊392。因此，所發送的遞增FEC信號是根據對應傳輸線的特定鏈路條件而定制的。
基于此處的教導，本發明上述及其它特征與優點，可以為本領域一般技術人員很容易地確知。可以理解，本發明的教導可以用硬件、軟件、固件、專用處理器或者其結合的不同形式來實施。
最優選的是，結合軟件與硬件來實施本發明的教導。而且，軟件更適合以明確嵌在程序儲存單元的應用程序來實施。該應用程序可以由具有任何適當結構的機器上載及執行。更優選地是，該機器是在具有硬件的計算機平臺上實施的，如一個或者多個中央處理器(CPU)，隨機存取存儲器(RAM)和輸入/輸出(I/O)接口。該計算機平臺還可能包括操作系統和微指令代碼。此處描述的各式程序和功能可以是由CPU執行的部分微指令代碼或部分應用程序，或者其組合。此外，各種其它外圍單元可以與該計算機平臺相連接，例如另外的數據存儲單元和打印單元。
需要進一步了解的是，由于附圖中描述的一些組成的系統元件與方法更適合以軟件來實施，因此，系統元件之間或程序功能框之間的實際聯系可能根據本發明編程方式不同而存在差異。根據此處的教導，相關技術領域的普通技術人員能夠聯想到本發明的這些以及相近的實施或配置。
雖然，在此參考附圖描述了示例性的具體實施例，需要理解的是，本發明并不僅限于這些具體實施例，相關技術領域中的普通技術人員能夠于此基礎上實現各種變化和修改，而不超出本發明的實質精神或范圍。所有這些變化和修改都包含在所附的權利要求闡述的本發明的范圍內。
權利要求
1.一種連接數字網絡并執行前向糾錯(FEC)的用戶端設備(CPE)裝置，該CPE裝置包括解碼器，用于解碼媒體內容的多個遞增FEC信號中的一個，該多個遞增FEC信號中的每一個都是用來為所述媒體內容提供逐漸提高的FEC級別的。
2.根據權利要求1所述的CPE裝置，其中所述被解碼的多個遞增FEC信號中的一個是由所述解碼器接收的，以響應CPE發送的關于鏈路質量的信號。
3.根據權利要求1所述的CPE裝置，其中該數字網絡是數字用戶線(DSL)網絡。
4.根據權利要求3所述的CPE裝置，其中該DSL網絡包括數字用戶線接入多路復用器(DSLAM)，用于選擇所述多個遞增FEC信號中的哪一個傳送到CPE裝置并且該CPE裝置還包括FEC控制裝置用于生成傳輸至DSLAM從而由DSLAM完成選擇的信號。
5.根據權利要求4所述的CPE裝置，其中該FEC控制裝置包括用戶接口，用于接收用戶輸入來完成DSLAM的選擇。
6.根據權利要求5所述的CPE裝置，其中所述用戶輸入指定用戶識別的鏈路質量條件。
7.根據權利要求4所述的CPE裝置，其中該FEC控制裝置包括鏈路條件評估電路，用于評估相應傳輸線的鏈路條件；以及報告生成器，用于基于鏈路條件評估的結果生成報告傳送給DSLAM。
8.根據權利要求1所述的CPE裝置，其中該多個遞增FEC信號設置為，能使來自多個遞增FEC信號中分開的信號的相應奇偶校驗模塊相連接，以增加錯誤保護。
9.一種用于在連接到數字網絡的用戶端設備(CPE)裝置中執行前向糾錯(FEC)的方法，該方法包括解碼媒體內容的多個遞增FEC信號中的一個的步驟，該遞增FEC信號中的每一個都為媒體內容提供逐漸提高的FEC級別。
10.根據權利要求9所述的方法，還包括接收被解碼的多個遞增FEC信號中的一個，以響應CPE發出的關于鏈路質量的信號。
11.根據權利要求9所述的方法，其中該數字網絡是數字用戶線(DSL)網絡。
12.根據權利要求11所述的方法，其中該DSL網絡包括數字用戶線接入多路復用器(DSLAM)，用于選擇所述多個遞增FEC信號中的哪一個傳送到CPE裝置，而且該方法還包括生成傳送給DSLAM的信號從而由DSLAM完成選擇的步驟。
13.根據權利要求12所述的方法，其中所述生成步驟包括接收用戶輸入來完成DSLAM的選擇的步驟。
14.根據權利要求13所述的方法，其中該用戶輸入指定用戶識別的鏈路條件的質量。
15.根據權利要求12所述的方法，其中所述生成步驟包括以下步驟評估相應傳輸線的鏈路條件；以及基于鏈路條件評估的結果，生成一報告傳送至DSLAM。
16.根據權利要求9所述的方法，其中該多個遞增FEC信號設置為，能使來自多個遞增FEC信號中分開的信號的相應奇偶校驗模塊相連接，以增加錯誤保護。
17.一種連接數字用戶線(DSL)網絡并執行前向糾錯(FEC)的數字用戶線接入多路復用器(DSLAM)，該DSLAM包括選擇多路復用器，用于接收媒體內容的多個遞增FEC信號，以及選擇多個遞增FEC信號中的一個以分別發送至相連的多個用戶端設備(CPE)裝置中的每一個。
18.根據權利要求17所述的DSLAM，其中該選擇多路復用器選擇多個遞增FEC信號中的一個來分別發送至多個CPE裝置，以響應從多個CPE裝置接收的各信號，該些信號與多個傳輸線中的相應一個的鏈路質量相關。
19.根據權利要求17所述的DSLAM，其中該多個遞增FEC信號設置為，能使來自多個遞增FEC信號中分開的信號的相應奇偶校驗模塊相連接，以增加錯誤保護。
20.根據權利要求17所述的DSLAM，其中所述多個遞增FEC信號中的每一個都是基于各個DSL傳輸線的鏈路條件選擇的。
全文摘要
本發明提供了一種用戶端設備(CPE)裝置，一種對應的方法，和一種數字用戶線接入多路復用器(DSLAM)，用以連接至數字網絡及執行前向糾錯(FEC)。該CPE裝置包括用于解碼媒體內容的多個遞增FEC信號中的一個的解碼器。該多個遞增FEC信號中的每一個都是用來為媒體內容提供逐漸提高的FEC級別的。
文檔編號H04L12/66GK101073231SQ200580041915
公開日2007年11月14日 申請日期2005年7月14日 優先權日2004年12月6日
發明者庫馬爾·拉馬斯瓦米 申請人:湯姆遜許可公司