專利名稱：一種用于抹除錯誤校正處理的方法及其集成電路設備的制作方法
技術領域：
本發明是關于設備之間的數據通信的系統及方法，特別是一種用于抹除 錯誤校正處理的方法及其集成電路設備。
背景技術：
在數據傳輸過程中可能發生多種類型的傳輸錯誤，諸如，噪聲、干擾等。
前向錯誤校正(FEC)廣泛地用于克服數字無線通信系統、大量數字儲存系統 等中的傳輸錯誤。
在數字視頻廣播(DVB)系統中，接收自外部源的視頻源信息自傳輸器 傳輸至接收器。多協定封裝前向錯誤校正(MPE-FEC)提供一層額外的錯誤 校正。MPE-FEC機制基于李德-所羅門(Reed-Solomon， RS)碼。在數字視 頻廣播系統中，待傳輸及封裝的內容為網際網絡協定(IP)數據報或其他網絡 數據報的形式。在多協定封裝技術用于數據傳輸的情況下，每一IP數據報被 封裝至一個MPE-應用(AP)數據區段中。根據MPE-AP數據報計算出的RS 同位數據被封裝至MPE-RS數據區段。借由添加RS同位數據信息并在獨立區 段中發送此同位數據，甚至在接收條件欠佳的情況下亦可輸出無錯誤數據報。 MPE-AP數據區段及MPE-RS數據區段由循環冗余檢查(CRC)或檢査和進 行保護，其可靠地檢測所有錯誤區段。因此，若CRC檢査失敗，則接收器可 將錯誤區段標記為不可靠的，且允許李德-所羅門(RS)解碼器校正MPE-FEC 表中的錯誤。另一方面，倘若CRC表明所接收的區段是正確的，接收器即可 將每一正確接收區段置于MPE-FEC表中的正確位置中。
為了使接收器中的RS解碼器校正錯誤數據封包， 一般而言將對應旗標儲 存于額外存儲器中。舉例而言，圖1A及圖1B說明先前技術的錯誤校正方法。
如圖1B所示的額外存儲器，其大小與圖1A所示的MPE-FEC幀相同，且被 用于儲存與標記為可靠及不可靠的區段的每一字節相關聯的旗標。參見圖1A， MPE-FEC幀105的可靠區段110或不可靠區段120的每一字節被指派對應旗 標。參考圖1B，這些對應旗標均儲存于額外存儲器150中。
在如圖1C所示的另一方法中，需要作為接收器中的抹除結構清單列表的 額外存儲器以儲存與檢測到的錯誤區段相關聯的信息。參見圖1C，表160的 行(column)162指示每一錯誤區段的第一字節的開始地址，而表160的行164 表示對應錯誤區段的按字節計的長度或大小。舉例而言，列(row)166表明錯 誤區段自地址B16:620開始，且其長度為22個字節。若"地址"行162占據 m個位而"大小"行164占據n個位，則在解碼器能夠于每255個字節中校 正多達64次抹除的實例中，抹除結構清單列表所需的總存儲器可占據64 x (m 十n)個位。
發明內容
根據本發明的一實施例， 一種用于抹除錯誤校正處理的方法包含用預定 義值預先填充存儲器的至少一部分。接著，若所接收的數據封包有效，則將 有效接收數據封包儲存于與有效接收數據封包相關聯的存儲器位置中，且隨 后將關聯于存儲器中的數據片段及鄰近數據片段的值與預定義值相比較。當 每一數據片段的值與預定義值相匹配時，所述的每一數據片段便為一錯誤數 據片段。
根據本發明的另一實施例， 一種集成電路設備包含一存儲器，所述的存 儲器的至少一部分填充有一預定義值。耦接至存儲器的接收器經組態以判定 所接收的數據封包是否有效，并將有效數據封包儲存于與有效數據封包相關 聯的存儲器位置中的預定義值上。抹除錯誤校正處理電路耦接至接收器及存 儲器。抹除錯誤校正處理電路經組態以將關聯于存儲器中的數據片段及鄰近 數據片段的值與預定義值相比較。當每一數據片段的值與預定義值相匹配時，
所述的每一數據片段便為一錯誤數據片段。
本發明可降低抹除解碼處理的存儲器需求。
圖1A及圖IB說明現有技術的一例示性錯誤校正方法； 圖1C說明現有技術的另一例示性錯誤校正方法；
圖2說明根據本發明的一實施例的數字視頻廣播系統的功能方塊圖3說明用于數字視頻廣播-手持式終端機的OSI協定堆迭層；
圖4說明根據本發明的一實施例的MPE-FEC幀的示意性方塊圖5及圖6說明根據本發明的一實施例的MPE-FEC幀及封裝的MPE及
FEC表的示意性方塊圖7說明根據本發明的一實施例的離散變數的離散概率分布；
圖8說明根據本發明的一實施例的連續變數的連續概率分布；
圖9說明根據本發明的一實施例的一例示性錯誤校正方法；
圖IO說明一流程圖實例，所述的流程圖實例說明根據本發明的一實施例
的錯誤校正操作；
圖ll說明一流程圖實例，所述的流程圖實例說明根據本發明的一實施例 的抹除錯誤校正處理的操作；及
圖12A、圖12B說明根據本發明的一實施例的抹除RS解碼器的結構。
附圖標號
105 MPE-FEC幀 110
120不可靠區段 150
160 表 162
164 行 166
200 DVB系統 205
210傳輸器 212
可靠區段
額外存儲器
行
列
MPE封裝器 通信路徑214傳送流216天線
220接收器222天線
224解調變器302物理層
304數據鏈路層306網絡層
405應用表425RS同位數據表
905應用表925RS同位表
940數據報950錯誤區段
960數據報966數據片段
970區段972數據片段
974數據片段■區段 —
982數據片段984數據片段
986數據片段1205校正子
1210多項式產生器1215Forney模組
1220存儲器模組1225第一鄰近數據片段
1230第二鄰近數據片段
具體實施例方式
當結合附圖閱覽時，將更佳地了解前文對本發明的簡要說明及下文對本 發明的詳細描述。為了說明本發明，圖式所示為當前較佳的實例。然而，應 了解，本發明并不限于所示的精確配置及手段。
現將詳細參考附圖所示的本發明目前實例。在可能的情況下，相同參考 數字在全部圖式中用于指代相同或相似元件。
本發明揭示一種用于在不添加額外存儲器的情況下校正FEC幀中的錯誤 數據的方法。
圖2說明根據本發明的一例示性實施例的數字視頻廣播(DVB)系統200 的功能方塊圖。參見圖2，根據歐洲電信標準協會(ETSI)的DVB規格的
DVB系統200可包含MPE封裝器(encapsulator) 205、發射器210及接收器 220。 IP服務信息可在通信路徑212上發送至MPE封裝器205。在一例示性 實施例中，IP服務信息包含IP數據封包。IP數據封包被各個數據報地逐一地 接收并置于MPE-FEC表中。封裝器205使用李德-所羅門(RS)碼根據前向 錯誤校正(FEC)技術來編碼IP數據報。在封裝及多工(未圖示)之后，MPE 封裝器205可發送傳送流(TS) 214 (諸如，MPEG-2TS)至發射器210。此 實施例中的TS 214包括封裝的IP服務信息及封裝的程式特定信息/服務信息
(PSI/SD 。 TS 214可在發射器210中由調變器(未圖示)根據DVB-H或 DVB-T技術進行調變，并隨后借由天線216廣播至接收器220。經調變的TS 214可由接收器220經由天線222自發射器210接收，并隨后被提供至解調變 器224，以利用相同技術(例如，DVB-H或DVB-T)解調變經調變的TS 214。 經解調變的TS 214可隨后被饋送至解封裝器(未圖示)以將TS 214解封成許 多IP數據報，其中所述的解封裝器與封裝IP數據報的封裝器205采用相反的 方式。IP數據報可隨后發送至終端機(例如，行動電話或攜帶型數字助理
CPDA)等)c
圖3說明用于將數據封包自外部源傳輸至終端機的OSI協定堆迭層。OSI 協定堆迭層包括物理層302、數據鏈路層304及網絡層306。在數據鏈路層304 中使用MPE-FEC協定將IP數據報封裝至MPEG-2傳送流(TS)中。MPEG-2 傳送流隨后經由調變器及解調變器在物理層302中傳輸。在數據鏈路層304 中將傳送流解封成IP數據報之后，IP數據報便隨后在網絡層306中投送至終 端機。
參考圖4至圖6來說明封裝操作的實例。在一例示性實施例中，基于被 歐洲電信標準協會(ETSI)標準化的DVB規格執行封裝操作。MPE-FEC幀 可包括MPE表(例如，應用表405)及FEC表(例如，RS同位數據表425)。 為了編碼IP數據封包，封裝器將IP數據封包逐行封裝至應用表405中。如圖 5所示，IP數據報被逐個地引入至應用表405中，其中第一EP數據報的第一
字節處于應用表405的左上角且向下進入至第一行。IP數據報的長度可在數
據報之間任意改變，這意味著n>數據報可能不會精確地在每一行的末尾處結
束。在一個數據報結束之后，隨后的數據報可立即開始。當所有IP數據報均
進入應用表時，任何未填充的字節位置可用零進行填補以填滿應用表405。
MPE-FEC表配置為如圖5所示具有255行及可調整數目列的矩陣。列的 可能數目為256、 512、 768及1024。在一例示性實施例中，MPE-FEC表的左 邊部分包括應用表405，應用表405包含191個IP數據報專用行及填補行。 同時MPE-FEC表的右邊部分包括RS同位數據表425， RS同位數據表425包 含64個同位數據專用行。在填充了最左邊的191行的情況下，可能對于應用 表405的每一列根據所述的191個IP數據報行及填補行逐列地計算64個字節 的同位數據(例如，RS數據)。如圖6所示，與應用表405相關聯的逐列RS 同位數據可配置至RS同位表425中的若干行中。
在將正確接收的數據封包儲存于存儲器中之前，存儲器包括空的 MPE-FEC表(例如，應用表405及RS同位表425)，而且所述的表的所有 字節位置均標記為"不可靠的"。舉例而言，所有字節起初均為"0"或"1"。 一旦借由驗證CRC碼或檢查和而正確接收數據封包，IP數據報便可被儲存于 MPE-FEC表中的正確字節位置上。然而，若CRC或檢査和失敗，則接收器 將拋棄整個數據封包，并將丟失字節位置標記為不可靠的。換言之，若所接 收的數據封包是部分正確的，則接收器將能夠檢測到，且可拋棄整個數據封 包。結果，"不可靠的"丟失字節位置中的每一字節可能不會被改變，且可 能仍為初始值。舉例而言，若預先以"0"填充MPE-FEC表，則MPE-FEC 表的不可靠字節位置中的所有字節均可保持為"0"。據此，若在數據封包中 出現概率相對較低的特殊變數或連續概率明顯低于其他變數的連續概率的特 殊變數被用于預先填充MPE-FEC表，則可能借由將MPE-FEC表中的字節的 值與特殊變數的值相比較而檢測錯誤數據封包。舉例而言，對于特定應用(例 如，基于音樂的數據封包)而言，出現概率較低的值可為全為"1"的數據封
包，此可使所述的值成為適用于MPE-FEC表中的特殊變數。
根據圖7及圖8所示的概率分布，出現在所接收的數據封包中的隨機變 數的連續概率遠遠低于離散概率。分別如圖7及圖8所示，離散概率均勻地 分布，但隨機變數的連續概率則呈尖波形式，亦即，變數可具有較低的連續 接收概率。
因此，根據本發明的一實施例，具有低連續概率的值的特殊變數可用于 預先填充MPE-FEC表。在一例示性實施例中，特殊變數可被設定為十六進位 值FF或十六進位值FE。因此，在接收器開始接收數據封包之前，MPE-FEC 表中填充有預定義值的所有字節位置均標記為不可靠的。當接收器開始接收 數據時，接收器便檢査所接收的數據封包的CRC碼。用于保護所有MPE及 FEC數據封包的CRC碼將可靠地檢測所有錯誤數據封包。在檢査每一 FEC 數據封包標頭的CRC碼之后，每一接收的有效數據封包或RS同位數據可儲 存于存儲器中的與有效數據封包相關聯的正確字節位置中。若存在傳輸錯誤，
則拋棄錯誤數據封包，且對應字節位置仍保留預先填充值。以此方式，僅完 全有效的數據封包被傳遞至MPE-FEC以備解碼。MPE-FEC表內的所有字節 位置此刻均標記為可靠的并填充有正確的數據信息，或標記為不可靠的并填 充有與選定的特殊變數相關聯的預定義值。盡管本文中為了簡單起見而說明 CRC錯誤檢測機制，然而可以了解，在多種例示性實施例中，可使用許多形 式的錯誤檢測，諸如，檢査和、同位等。
圖9說明根據本發明的一實施例的一例示性錯誤校正方法。在此實施例 中，數據報940指示正確接收的數據封包。錯誤區段950為可被接收器拋棄 的丟失區段。將所接收的有效數據報940置于應用表905及RS同位表925中 的正確字節位置中，而錯誤區段950仍為預先填充值。因為值用于預先充填 MPE-FEC表的特殊變數具有相對較低的連續出現概率，所以可能能夠借由檢 查后續數據片段是否等于特殊變數的值而檢測錯誤。在一例示性實施例中， 數據片段可包含一個字節。在另一例示性實施例中，數據片段可包含若干后
續字節。往回參看圖9，區段970包括數據片段972，數據片段972可等于數 據片段974，數據片段974又可等于起初載入至MPE-FEC表中的預先填充值。 因此，獲取了指示數據片段的抹除狀態的抹除指示符。抹除指示符可經設定 以指示包括數據片段972及974的區段970可能未被正確接收且為錯誤數據。 在一實施例中，基于抹除指示符，接收器判定區段970的所有字節位置均丟 失。可隨后對區段970執行抹除錯誤校正處理。然而，若數據片段966不等 于數據片段974及預先填充值，則包括數據片段966的數據報960可能被正 確接收。抹除指示符可重新設定以指示不對數據報960執行抹除錯誤校正處 理。
在另一例示性實施例中，應用表的未填充字節位置可用填補行填充。在 接收器中，填補行可被標記為可靠的，且僅用于解碼。若所接收的數據封包 處于填補行內，則對應于所接收的數據封包的RS同位數據可等于零，且不執 行抹除錯誤校正處理。
在一實施例中，可發生低概率事件，意即正確接收的數據封包的數據片 段可等于其鄰近數據片段及預先填充值。舉例而言，數據片段984可等于其
鄰近數據片段982及986，且亦可等于預先填充值。因此，包括數據片段982、 984及986的區段980可被視為錯誤區段，且，即使在此情況下數據是正確的， 亦使用抹除錯誤校正處理來對其進行處理。
圖10為一流程圖，其說明根據本發明的一實施例的錯誤校正操作。根據 所述的流程圖，在操作1005上進行解碼之前，用預定義值預先填充存儲器的 MPE-FEC表。與特殊變數相關聯的預定義值在所接收的數據封包中的連續出 現概率相對較低。對于在空氣介面上傳輸而言，所接收的數據封包被各個數 據報逐一地封裝于MPE應用表及FEC同位表中。具有應用表信息的最后一個 IP數據報在其標頭中包含表邊界旗標，所述的旗標可指示應用表內的IP數據 報的結束。若于操作1010上無更多的數據待接收，則幀邊界旗標可設置為"1"。 接收器可隨后在操作1015上借由檢查當前MPE/FEC區段的標頭而檢測當前
MPE/FEC區段是否被完全接收，或根據標頭中的即時參數值而檢測是否存在 逾時。當MPE/FEC區段已被完全接收時，或若存在逾時指示，則在操作1020 處檢查所接收的數據是否無錯誤。若無傳輸錯誤，亦即，數據被完全正確接 收且引入至MPE-FEC表的正確位置中。若無傳輸錯誤，則在操作1030中， 解碼器可僅將有效數據傳送至IP解析器或網絡層。然而，若存在傳輸錯誤， 則可視解碼器的錯誤校正能力而執行抹除錯誤校正處理。在一例示性實施例 中，RS解碼器能夠在每255個字節中校正多達64次抹除。若一列中存在64 個以上的不可靠字節位置，則RS解碼器可能無法校正任何數據，且可能在無 錯誤校正的情況下輸出所接收的字節，或在操作1025上用與特殊變數相關聯 的預定義值重新填充存儲器。若一列中存在少于64個不可靠字節，則解碼器 可在操作1023及1024上校正所有錯誤區段。在校正所有錯誤區段之后，在 操作1030上將經校正數據傳送至IP解析器或網絡層。隨后，根據操作1005， 存儲器可用特殊變數的預定義值預先填充并開始接收新數據封包。
圖11為一流程圖，其說明根據本發明的一實施例的抹除錯誤校正處理的 操作。在此例示性實施例中，若在操作1105上待比較的數據片段屬于應用表， 且在操作1110上在當前數據報的標頭中沒有載運的邊界旗標經設置以指示此 為當前MPE-FEC幀內的最后一個數據報，則將鄰近數據片段分別與待比較的 數據片段及預先填充值相比較。若在操作1120上鄰近數據片段及待比較的數 據片段均等于預先填充值，則所述的這些數據片段便在操作1135上進行抹除 錯誤校正處理。然而，若在操作1115上待比較的數據片段處于填補行內，則 對應于所述的數據片段的RS同位數據可等于0，因此在操作1125上重新設 置抹除指示符以指示不執行抹除錯誤校正處理。當在操作1110上邊界旗標指 示當前數據報為最后一個數據報時，在操作1130上便可在檢査當前讀取地址 是否處于最后一個數據報內的基礎上來執行比較處理。若在操作1120上相鄰 的兩個數據片段均等于預先填充值，則所述的這些數據片段可進行抹除錯誤 校正處理。在一例示性實施例中，待與其鄰近數據片段及預先填充值相比較
的數據片段可包含"n"個連續字節，其中"n"可為1或2或其他正數。
圖12A、圖12B說明根據本發明的一實施例的抹除RS (李德-所羅門) 解碼器的結構。如圖12A所示，所述的解碼器可包含校正子1205、多項式產 生器(poly-gen) 1210、 Forney模組1215及存儲器模組1220。抹除RS解碼 中的第一操作是計算校正子及校正子多項式，校正子及校正子多項式用于校 正可校正的錯誤。多項式產生器模組1210可用于產生錯誤指示符，所述的錯 誤定位子將錯誤位置傳遞至所述的解碼器。Forney模組1215可計算錯誤值， 而存儲器模組1220可用于根據解碼器的組件的潛時而緩沖所接收的數據封 包。在一例示性實施例中，如圖12B所示，為了減少用于決定抹除錯誤校正 處理的時間，可在基于組件的潛時或處理延遲而執行比較之前讀取第一鄰近 數據片段1225及第二鄰近數據片段1230的值。
熟習此項技術者將了解，在不脫離上述實例的廣泛發明概念的情況下可 對其作出若干變化。所以，應了解，本發明并不限于所揭示的特定實例，而 是意在涵蓋處于權利要求書所界定的本發明精神及范疇內的修改。
權利要求
1. 一種用于抹除錯誤校正處理的方法，其特征在于，所述的方法包含用一預定義值預先填充存儲器的至少一部分；及將關聯于所述的存儲器中的一數據片段及一鄰近數據片段的值與所述的預定義值相比較，其中具有與所述的這些預定義值相匹配的值的每一數據片段為一錯誤數據片段。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法進一步包含判定一接收封包是有效的，并將所述的有效接收封包儲存于與所述的有效接收封包相關聯的存儲器位置中的所述的這些預定義值上。
3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法包括針對每一錯誤數據片段設置一抹除指示符，以指示需要校正。
4. 如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述的方法包括使用一抹除解碼器來校正每一錯誤數據片段。
5. 如權利要求4所述的方法，其中所述的校正包括計算一校正子及一校正子多項式以校正可校正的錯誤；產生一錯誤定位子以將錯誤位置傳遞至所述的解碼器；及使用一Forney計算來判定與錯誤數據相關聯的錯誤值。
6. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法包括組態所述的存儲器，以具有一應用表及一同位數據表的至少一者。
7. 如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述的方法包括用填補行填充所述的應用表的未用字節位置。
8. 如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的方法包括當與其鄰近數據片段及所述的預定義值相比較的所述的數據片段處于所述的應用數據表的填補行內時，重新設置所述的抹除指示符。
9. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法包括基于一低連續概率判定所述的預定義值。
10. 如權利要求1所述的方法，其中所述的數據片段及其鄰近數據片段為 "n"個連續字節，其中"n"為一正數。
11. 如權利要求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環冗余檢査或一檢查和中的至少一者來驗證每一封包。
12. —種集成電路設備，所述的集成電路設備包含-一接收器，其耦接至一存儲器，且經組態以用一預定義值預先填充所述的存儲器的至少一部分；及一抹除解碼器，其耦接至所述的接收器及所述的存儲器，且經組態以將關聯于所述的存儲器中的一數據片段及一鄰近數據片段的值與所述的預定義值相比較，其中包括與所述的預定義值相匹配的值的每一數據片段為一錯誤 數據片段。
13，如權利要求12所述的集成電路設備，其特征在于，所述的集成電路 設備進一步包含一耦接至所述的接收器及所述的存儲器的解多工器，用以判 定一接收數據封包是否有效，并將有效數據封包儲存于與所述的有效數據封 包相關聯的存儲器位置中的所述的這些預定義值上。
14. 如權利要求12所述的集成電路設備，其中所述的接收器進一步經組 態以針對每一錯誤數據片段設置一抹除指示符，從而指示需要的校正。
15. 如權利要求12所述的集成電路設備，其中所述的抹除解碼器進一步 經組態以使用一抹除錯誤校正處理來校正每一錯誤數據片段。
16. 如權利要求12所述的集成電路設備，其中所述的存儲器進一步經組 態以包括一應用表及一同位表的至少一者。
17. 如權利要求12所述的集成電路設備，其包括所述的接收器，以用填 補行填充所述的應用表的已使用字節位置。
18. 如權利要求12所述的集成電路設備，其中接收器經組態以在與其鄰 近數據片段及所述的預定義值相比較的所述的數據片段處于所述的應用表的填補行內時重新設置所述的抹除指示符。
19. 如權利要求12所述的集成電路設備，其特征在于，所述的集成電路 設備包括所述的接收器，以基于一低連續概率判定所述的預定義值。
20. 如權利要求12所述的集成電路設備，其中所述的數據片段及其鄰近 數據片段經組態以包含"n"個連續字節，其中"n"為一正數。
21. 如權利要求12所述的集成電路設備，其中所述的接收器經組態以使 用一循環冗余檢査或一檢查和中的至少一者來判定所述的接收數據封包是否 有效。
22. 如權利要求12所述的集成電路設備，其中所述的抹除解碼器包括 一校正子模組，其用以計算校正子及校正子多項式，所述的校正子及所述的校正子多項式用于校正可校正的錯誤；一多項式產生器，其用以產生一錯誤定位子，所述的錯誤定位子將錯誤 位置傳遞至所述的解碼器；—Forney模組，其用以計算錯誤值；一存儲器模組，其用以根據與所述的抹除解碼器相關聯的組件的一潛時而緩沖數據。
全文摘要
本發明是一種用于抹除錯誤校正處理的方法及其集成電路設備。所述的方法包括若一接收數據封包是有效的，則將所述的有效接收數據封包儲存于與所述的有效數據封包相關聯的存儲器位置中的預定義值上；將關聯于所述的存儲器中的一數據片段及一鄰近數據片段的值與所述的預定義值相比較；當每一數據片段的值與所述的預定義值相匹配時，每一數據片段即為一錯誤數據片段。本發明可降低抹除解碼處理的存儲器需求。
文檔編號H04N7/64GK101389035SQ200710160550
公開日2009年3月18日 申請日期2007年12月25日 優先權日2007年9月14日
發明者王鴻翔 申請人:財團法人工業技術研究院