專利名稱：用于確定分配給糾正符號的索引的方法及設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的方法以及一種根據權利要求13的前序部分所述的設備。
在將數據包、比如音頻或者視頻數據從發(fā)送機向接收機傳輸時，由于傳輸誤差而發(fā)生對該數據包的有錯接收。尤其在下載業(yè)務中可能需要的是，在接收機處能夠對所有的數據包無錯地進行重構。
在MBMS業(yè)務(MBMS-多媒體廣播/組播業(yè)務(MultimediaBroadcast/Multicast Service))中，數據包從一個發(fā)送機被傳輸到多個接收機，其中所述MBMS業(yè)務比如在3GPP(3GPP-第三代合作伙伴計劃)中被標準化。在此，在不同的接收機的情況下，不同的數據包可能有錯地到達相應的接收機。
為了保證無錯接收，可多次傳輸數據包，使得有錯接收是極其不可能的。但是，這種實施方式是極其效率低的，因為與是否存在有錯接收無關，數據包被重復地發(fā)送給所有接收機。
此外，除了數據包外，還可以把奇偶校驗數據形式的誤差保護傳輸給接收機。從而可以糾正最大數量的有錯數據包，但是不能因此保證無錯接收。
可替換地或者附加地，在對一個或者多個數據包的有錯接收后，接收機可以與發(fā)送機建立點對點連接，用于以糾錯包的方式請求有錯數據包。在這種情況下，可以專門請求有錯的所有數據包。詢問越多的數據包，對于MBMS業(yè)務需要越多的帶寬。一般來說，數據包、奇偶校驗包和/或糾錯包可以由一個或者多個符號(Symbole)構成。在此，數據包包含源符號，奇偶校驗包包含奇偶校驗符號，糾錯包包含糾錯符號。
本發(fā)明所基于的任務是，說明一種能夠簡單有效地選擇糾錯符號用以無錯地重構源符號的方法及設備。
該任務通過獨立權利要求來解決。
在此，根據本發(fā)明的方法能夠確定多個與分組(Block)相關的糾錯符號，其中需要所述糾錯符號用于無錯地重構源符號。在此，為請求傳輸糾錯符號所需的帶寬被減小，原因在于與所需的糾錯符號的數量無關，僅僅兩個參數從接收設備被傳輸到發(fā)送設備。由此通過減少傳輸時間來實現，因為在實時傳輸系統中傳輸帶寬是受限的。
本發(fā)明的其它改進在從屬權利要求中給出。
在根據權利要求4和5的優(yōu)選擴展方案中，可以確定最小化數量的索引和所分配的糾錯符號，由此能夠節(jié)省傳輸成本，因為僅較少數量的糾錯符號必須被傳輸。
優(yōu)選地，根據權利要求6，把根據本發(fā)明的方法應用于系統的和非系統的分組碼的鏈接。這通過生成由系統的和非系統的生成矩陣所推導的碼矩陣來實現，其中，所述推導可通過簡單的復制操作來實施。
另外，在根據權利要求7的本發(fā)明方法的有利變型方案中，應用于兩個系統的和一個后接的非系統的分組碼。在此，可以以特別簡單的方式來產生編碼矩陣，其中可以在無復雜矩陣操作的情況下來產生。
另外，在根據權利要求8或9的本發(fā)明方法的合理擴展方案中，該方法可以被應用于非系統的或系統的Raptor碼。在此，可以把外部碼和內部碼轉化成兩個系統的和一個非系統的分組碼，由此可以簡單地確定編碼矩陣。在使用系統Raptor碼時，在應用系統分組碼之前，必須補入非系統分組碼的校正矩陣，其中在生成編碼矩陣時不考慮校正矩陣。
優(yōu)選地，根據權利要求10或11，利用系統的或者非系統的分組碼使用根據本發(fā)明的方法。在此可以通過復制生成矩陣以特別簡單的方式來生成編碼矩陣。
優(yōu)選地，給源符號、編碼碼符號以及碼符號分配二進制值或者Galois域的值。由此根據本發(fā)明的方法可以應用于不同的數值空間并因此用于多種不同的應用。
本發(fā)明還涉及一種用于實施根據本發(fā)明以及與之有關的從屬權利要求所述的方法的設備。因此可以在設備、尤其是便攜式移動無線電設備中執(zhí)行并實施根據本發(fā)明的方法。
下面借助附圖來對本發(fā)明及其改進進行進一步的說明。


圖1示出具有發(fā)送和接收設備以及有錯傳輸信道的本發(fā)明方法的實施例； 圖2示出本發(fā)明方法的流程圖； 圖3示出具有系統分組碼和非系統分組碼的本發(fā)明方法的第一變型方案； 圖4示出根據第一變型方案的生成器矩陣； 圖5示出具有兩個系統分組碼和一個非系統分組碼的本發(fā)明方法的第二變型方案； 圖6示出根據第二變型方案的生成器矩陣； 圖7示出本發(fā)明裝置在便攜式設備中的應用。
在圖1至圖7中，具有相同功能和工作方式的元件配備有相同的附圖標記。
通過圖1和2對根據本發(fā)明的方法作進一步的說明。在圖1中可以看到發(fā)送設備SV，例如MBMS發(fā)送設備(MBMS-多媒體廣播/組播業(yè)務)。該發(fā)送設備SV通過分組碼BCN的生成器矩陣G來對數量K的源符號Q進行編碼。所述源符號Q表示比如壓縮過的語音或者圖像文件。例如根據AMR標準(AMR-自適應多速率)對壓縮過的語音文件進行了編碼以及根據JPEG標準(JPEG-聯合圖片專家組)對壓縮過的圖像文件進行了編碼。源符號Q一般能夠描述任意可能被壓縮的或者未壓縮的數據。使用向量或者矩陣寫法來用于其它實施。
對于下面的實施例，使用二進制源符號，比如 Q＝[1 1 0 1 ]T， (1) 其中，源符號的第一數量K為K＝4。
生成矩陣G可以如下再現
在生成矩陣G中，采用自然數來描述行索引。允許唯一地識別所標記的行的標記一般可以用作行索引。除了自然數外，也可以使用比如字母或者存儲器地址。
通過所述生成矩陣G可以從K＝4個源符號Q中形成N個編碼碼符號CC。因為所述生成矩陣G描述系統分組碼BC，所以K＝4個編碼碼符號CC與K＝4個源符號Q相一致，并且剩余的N-K個編碼碼符號CC與奇偶校驗符號P相對應。附圖標記N被稱為第二數量N。編碼碼符號CC計算為 CC＝G×Q＝[1，1，0，1，0，0，1，…]T(3) 現在，第三數量N’的編碼碼符號CC被傳輸，其中，第三數量N’小于或等于第二數量N。比如，第一N’＝5的編碼碼符號被傳輸 CC＝[1，1，0，1，0]T(4) 在將編碼碼符號CC從發(fā)送設備SV的發(fā)送單元SE通過傳輸信道UE傳輸到接收設備EV的接收單元EE時，出現傳輸誤差UEF。接收設備EV可以被構造為MBMS接收臺。尤其在通過無線傳輸信道UE、比如通過根據GSM標準(GSM-全球移動通信系統)或者UMTS標準(UMTS-通用移動電信系統)工作的移動無線電信道傳輸時，出現傳輸誤差UEF。另外，在有線傳輸路徑中也可能出現誤差，比如在通過LAN的IP(IP-因特網協議，LAN-局域網)情況下。在此，編碼碼符號CC將被以失真方式接收，或編碼碼符號CC在傳輸時被刪除且不能到達接收單元EE或者以調換的次序到達接收單元EE。在本發(fā)明中，編碼碼符號CC作為有錯接收的碼符號C到達接收設備EV。在圖1中，例如由于失真、刪除或者調換而含錯的所接收的碼符號C被標記有附圖標記“X”。在圖2中，碼符號C的接收在步驟S21中再現。
在本實施例中，所接收的碼符號C如下表現，其中第二數量N的編碼碼符號CC不是全部被傳輸，而僅僅是其中的一部分 C＝[X，1，0，X，X]T(5) 因此，具有索引2和3的碼符號C被接收，或具有索引1、4和5的碼符號C沒有被接收。具有索引5的碼符號C可能在傳輸時被刪除。接收設備EV并不知道具有索引5的碼符號C是否被發(fā)送。因而只有具有索引2和3的碼符號為接收設備所知。索引給出碼符號在通過所有碼符號而展開的(aufspannenten)的行向量內的位置，比如，索引2是具有值“1”的第二碼符號，索引5示出具有值“X”的最后碼符號。在該實施例中，使用帶有記號“0”和“1”的二進制符號用于源符號Q、編碼碼符號CC、編碼符號C和矩陣的系數。
在另一處理步驟S22中，確定所有所接收的碼符號C的最大索引。這在上述實施例中是索引“3”。接下來，給第一參數Rmin分配值，該值大于最后所接收的索引的索引。Rmin例如被置為Rmin＝4，其中也可以選擇較大的值。
在另一處理步驟S23中，從由生成矩陣G所推導的編碼矩陣CM中形成第一矩陣M1。編碼矩陣CM在系統的或者非系統的分組碼BC情況下是所屬的生成矩陣G。在本發(fā)明范圍內，概念非系統分組碼也可以被理解為系統分組碼。例如可以使用LDGM碼或者LPDC碼(LDGM-低密度生成矩陣，LDPC-低密度奇偶校驗碼)作為分組碼。用于依次所實施的分組碼的編碼矩陣CM在實施變型中予以說明。因為在該實施例中，分組碼是系統分組碼BC，所以編碼矩陣CM與(2)中的生成矩陣CM相一致。
為無錯接收的第i編碼符號C從編碼矩陣CM中通過以行的方式(zeilenweise)復制第i行而產生第一矩陣M1。因此，編碼矩陣CM的具有行號為2和3的行ZX被復制到第一矩陣M1中，亦即，具有索引2和3的碼符號C被無錯地接收。從而，得到第一矩陣M1為 在這種情況下，在步驟S24中，每一列被標記有列索引，其中，相應的列索引SI對應于生成矩陣GN的列號。為了區(qū)分系數和列索引SI，相應的行索引SI被置于引號中。所以，列1標記有索引‘a’，列2標記有索引‘b’，列3標記有索引‘c’，依此類推。因而，被標記的第二矩陣M2如下
在第一矩陣M1中，使用了字母來描述列索引。一般地，允許唯一地標識所標記的列的標記可被用作列索引。除了字母之外，也可以使用自然數或者存儲器地址。
在另一步驟S25中，通過初等行變換和/或列調換來將第一矩陣M1變換為第二矩陣，其中產生不相關的行ZU作為結果RG，其中RG對應于第二矩陣M2的秩。根據[1]的第61頁，在初等行變換下以下操作是公知的 (I)一行與另外的行多次相加 (II)兩行交換 (III)一行乘以標量λ≠0 為確定第二矩陣M2，首先復制第一矩陣M1，然后實施下列工作步驟，其中下面對于每個工作步驟給出了第二矩陣M2的中間結果 a)把具有索引‘a’的列與具有索引‘b’的列交換
b)把具有索引‘a’的列與具有索引‘c’的列交換
在這種情況下，秩RG(M2)＝2并且因此在第二矩陣M2中RG與行ZU無關。
在另一步驟S26中，第二參數Rmax根據公式 Rmax＝Rmin+m-1. (10) 來確定。在公式(11)中必要的第三參數m根據以下公式式來確定 m≤L-RG(M2). (11) L表示中間符號的數量，在本實施例中與源符號Q的數量K相對應L＝4。通過與最內部的分組碼相乘而產生碼符號的符號稱為中間符號。在碼鏈接時，中間符號與源符號不一致。第三參數m在結果中是任意自然數，該自然數處于1和中間符號的數量L與第二矩陣M2的秩RG之差之間。
在本實施例中，根據式11和12，對于Rmax得出 Rmax≤Rmin+L-RG(M2)-1＝4+4-2-1＝5。
在步驟S27中，第四參數R被設為 R＝Rmin，(12) 由此在本實施例中得出R＝4。接下來在步驟28中以行的方式形成第三矩陣M3，所述第三矩陣M3從第二矩陣M2和從由生成矩陣G所推導的編碼矩陣中來產生。這以如下方式進行，即首先將第二矩陣M2的所有行復制到第三矩陣M3中，接著，在編碼矩陣CM的包含第R在內和包含第Rmax在內之間的所有行復制到第三矩陣中。在此，編碼矩陣CM的行復制包括為要復制的行執(zhí)行與為形成第二矩陣M2所進行的相同的列調換。由于在本實施例中R＝Rmax＝4，編碼矩陣的用索引‘4’和‘5’表示的行被復制到第三矩陣M3中。
對于上述實施例，這表明，在標有編碼矩陣的索引‘4’和‘5’的行中進行下述變換 a)把具有索引‘a’的列與具有索引‘b’的列交換； b)把具有索引‘a’的列與具有索引‘c’的列交換； c)把具有索引‘a’的列與具有索引‘d’的列交換； 于是得到第三矩陣如下所示
在初等行變換和/或列調換的步驟S29中，將第三矩陣M3變換為第四矩陣M4，其中，生成不相關的行ZH作為結果RH，其中RH對應于第四矩陣M4的秩。
為確定第四矩陣M4，首先復制矩陣M3，然后執(zhí)行下述工作步驟，其中以下對于每個工作步驟給出第四矩陣M2的中間值 a)交換第三列和第四列
b)把第一行加到第四行
c)把第二行加到第四行
d)把第三行加到第四行
在這種情況下，秩RH(M4)＝3，并且在第四矩陣M4中RH行與ZH無關。在步驟S30中檢驗第四矩陣M4是否具有滿秩。由于根據(17)第四矩陣M4還不具有滿秩，所以需要繼續(xù)進行該算法。
因而，在步驟S30中，把第四參數R設為Rmax R＝Rmax＝5(18) 根據下式還確定第五參數n n≤L-RH(M4). (19) 另外根據下式計算第二參數Rmax Rmax＝Rmax+n。
如所述，L表示中間符號的數量，在本實施例中與源符號Q的數量K相對應L＝4。第五參數n(如同第三參數m)是任意自然數，處于1和中間符號的數量L與第二矩陣M4的秩RH之差之間。
在本實施例中第五參數n因此為n＝1，使得根據式(19)對于Rmax得到Rmax＝5+1＝6。
接下來，重復步驟S28和S29，但是，其中用第四矩陣M4代替第二矩陣M2。
根據以上說明，在步驟S28中，接下來以行的方式形成第三矩陣M3，1，所述第三矩陣從第四矩陣M4以及從由生成矩陣G所推導的編碼矩陣中產生。通過在第三矩陣M3之后的寫法‘，1’來表示步驟S28的第一迭代(一般情況下第i迭代)。因此，首先將第四矩陣M4的所有行復制到第三矩陣M3，1中，其中事先關于其系數用零占用的行對矩陣M4進行清理(Bereinigung)。接著，將編碼矩陣CM的包含第R在內和包含第Rmax在內之間所有的行復制到第三矩陣M3，1中。在此，編碼矩陣CM行的復制包括對要復制的行執(zhí)行與為形成第二矩陣M2所進行的相同的列交換。由于在本實施例中R＝Rmax＝6，僅僅編碼矩陣CM的標記有索引‘6’的行被復制到第三矩陣M3，1中。
對于本實施例，這表明，在標有編碼矩陣CM的索引‘6’的行進行下述操作 a)把具有索引‘a’的列與具有索引‘b’的列交換； b)把具有索引‘a’的列與具有索引‘c’的列交換； c)把具有索引‘a’的列與具有索引‘d’的列交換。
于是得到第三矩陣M3，1如下所示
在初等行變換和/或列調換的步驟S29中，將第三矩陣M3，1變換為第四矩陣M4，1，其中，產生不相關的行ZH作為結果RH，并且RH對應于第四矩陣M4，1的秩。
為了確定第四矩陣M4，1，首先復制矩陣M3，1，然后執(zhí)行下述工作步驟，其中下面對于每個工作步驟給出第四矩陣的中間結果 a)把第二行加到第四行；
b)把第三行加到第四行；
第四矩陣M4，1的秩RH(M4，1)為RH(4，1)＝4，因而第四矩陣M4，1具有滿秩。由此，可以跳過步驟S30的迭代循環(huán)而轉向步驟S31。
在步驟S31中，第一參數Rmin和第二參數Rmax通過接收設備EV被傳輸到發(fā)送設備SV。通過Rmin和Rmax明確地確定編碼碼符號的索引的范圍，借助其可確定要傳輸的糾錯符號FKS的范圍。糾錯符號FKS于是可以由發(fā)送設備SV確定并被傳輸給接收設備。
在本實施例中，Rmin＝4，Rmax＝6，使得僅請求三個糾錯符號FKS。一般，可以詢問多個糾錯符號。由于糾錯符號FKS、比如具有索引4和6的編碼碼符號CC在接收設備EV處以無錯的方式存在，所以可以進行源符號Q的完全重構。為此，含錯的碼符號C由無錯接收的糾錯符號FKS來代替。此處對重構不作說明，因為借助分組碼從碼符號中對源符號的重構是公知的。
如果僅僅糾錯符號的一部分以無錯的方式被接收，那么根據本發(fā)明的方法可被應用于所接收的碼符號和所接收的糾錯符號，其中，作為結果獲得為完全重構源符號所附加需要的這些附加糾錯符號。
在一個實施形式中，可以把第五參數n一直置為1，由此在有些情況下可以執(zhí)行增加數量的迭代步驟S28和S29。然而在這種情況下可以確定最小數量的要確定的索引并從而確定最小數量的要傳輸的糾錯符號。
另一方面，可以通過第五參數n的較大值來確定足夠的、但非最小的索引范圍。
除了應用于唯一的系統的或者非系統的分組碼，在應用多個串聯的分組塊時也可以使用根據本發(fā)明的方法。在根據圖3的以下實施例中，首先源符號Q利用系統分組碼BC1的第一生成矩陣G1被編碼，并且由此被編碼的符號I利用非系統分組碼BCN的非系統生成矩陣GN被編碼。在非系統分組碼BCN的輸出處提供編碼碼符號CC。
在圖4中可以看出編碼矩陣CM的結構，其中需要注意的是，根據本發(fā)明方法的該擴展方案，使用編碼矩陣CM用來確定糾錯符號FKS，而不用來產生編碼碼符號CC。編碼矩陣CM通過下述步驟產生 a)非系統生成矩陣GN以行的方式被復制到編碼矩陣CM中。經過該步驟之后，編碼矩陣CM如下所示 CM＝GN(23) b)第一生成矩陣G1被分成第一生成部分(Generatorteil)GT1和第二生成部分GT2，第一生成部分GT1產生系統符號，第二生成部分GT2產生奇偶校驗符號P、即非系統符號。如果第一生成矩陣G1例如按下方式建立 則得出第一和第二生成部分GT1、GT2為 和(25) 其中，第一生成部分對應于單位矩陣。
c)第二生成部分GT2的系數被復制到編碼矩陣CM中。在處理步驟之后得到編碼矩陣CM為 d)在第二生成部分GT2處在右側在編碼矩陣CM中附有單位矩陣E1，其中單位矩陣E1的秩對應于第二生成部分GT2的行數。因此，編碼矩陣CM如下所示 在這個變型方案中，中間符號的的數量L對應于被編碼的符號I的數量。
該變型方案的步驟a)到d)被稱為步驟S32，并且可以在根據圖2的步驟S22中附加地被實施。在實施步驟S32之后通過步驟S23產生第一M1。在這種情況下需要注意的是，編碼矩陣CM的包括第二生成部分GT2和單元矩陣E1的這些行附加地被復制到第一矩陣M1中。根據圖2的另外的處理步驟S24到S31然后被執(zhí)行用于確定要傳輸的糾錯符號FKS的索引。
在另一變型方案中，在使用多個系統分組碼BC1、BC2和其后的非系統分組碼BCN的情況下可以應用根據本發(fā)明的方法。在圖5中，借助第二系統分組碼BC2的第二生成矩陣G2從源符號Q中產生第一中間符號I1，借助第二系統分組碼BC的第二生成矩陣G2從第一中間符號I1中產生第二中間符號I2。在使用非系統分組碼BCN的非系統生成矩陣GN的情況下來處理第二中間符號I2，使得產生編碼碼符號CC。
為生成編碼矩陣CM，在根據圖2的步驟S33中執(zhí)行以下處理步驟 a)對于直接在非系統分組碼BCN之前的系統分組碼BC1以及非系統分組碼BCN，根據圖2的步驟S32實施編碼矩陣CM。在此所生成的編碼矩陣CM為 在這種情況下，第二生成部分GT2(G1)對應于第一生成矩陣G1的產生第二中間符號I2的奇偶校驗符號、即非系統符號的該范圍。第一單位矩陣E1的秩與第一生成矩陣G1的第二生成部分GT2(G1)的行數相一致。
b)根據圖6，第一系統分組碼BC1之前的第二系統分組碼BC2在以下分步驟中被補入到編碼矩陣CM中 -從第二生成矩陣G2中提取產生第一中間符號I1的奇偶校驗符號、即非系統符號的該第二生成部分GT2(G1)； -將所述所提取的第二生成部分GT2(G2)以行的方式復制到編碼矩陣CM的末端處； -在第二生成矩陣G2的所復制的第二生成部分GT2(G2)的右側補入第二單位矩陣E2，其中該第二單位矩陣E2的秩與第二生成矩陣G2的所復制的第二生成部分GT2(G2)的行數相對應； -在所補入的第二單位矩陣M2右側，基于非系統生成矩陣GN的行長度未被占用的系數用零來占用。這在圖6中用附圖標記N來標記。
因此，根據本發(fā)明的方法的該擴展，得出編碼矩陣CM為 所述附加步驟在圖2中用處理步驟S33標出并在步驟S23之前被實施。
接下來，根據步驟S23產生第一矩陣M1。在此需要注意的是，附加地，編碼矩陣CM的所有行被補入到第一矩陣M1中，所述行包含第一生成矩陣G1的第二生成部分G2(G1)和第二生成矩陣G2的第二產生部分G2(G1)。在該變型方案中，中間符號的數量L通過源符號Q的數量、第一系統分組碼BC1輸出端處的奇偶校驗符號的數量和第二系統分組碼(BC2)輸出端處的奇偶校驗符號的數量之和來說明。然后執(zhí)行根據圖2的其它處理步驟S23到S31用于確定要傳輸的糾錯符號FKS的索引。
根據本發(fā)明的方法適用于在系統的或者非系統的Raptor碼的情況下確定最小數量的要請求的糾錯符號FKS。在此，如圖6中所示，非系統分組碼BC2對應于Raptor碼的內部碼，而第一和第二分組碼BC1、BC2對應于Raptor碼的相應外部碼。內部碼也公知為LT碼(LT-Luby變換)。此外，在非系統Raptor碼的情況下，非系統分組碼BC0的校正矩陣G0被補入第二系統分組碼BC2之前，用以生成系統的編碼符號CC。由此產生系統的Raptor碼，并可以請求系統的編碼碼符號CC作為糾錯符號。
根據本發(fā)明的方法通過二進制符號得以說明。一般地，可以利用二進制值或者Galois域的值、比如以Galois域(28)的方式使用根據本發(fā)明的方法。
根據本發(fā)明的方法在使用多個矩陣的情況下得以說明。一般地，利用較少數量的矩陣和利用步驟S22到S31的至少一個其它序列來實施根據本發(fā)明的方法。
可使用設備V來實施根據本發(fā)明的方法，其中接收單元EE執(zhí)行并實施步驟S21，第一裝置ML1執(zhí)行并實施步驟S22并且可選地執(zhí)行并實施步驟S32和S33，第二裝置ML2執(zhí)行并實施步驟S23，第三裝置ML3執(zhí)行并實施步驟S24，第四裝置ML4執(zhí)行并實施步驟S25，第五裝置ML5執(zhí)行并實施步驟S26，第六裝置ML6執(zhí)行并實施步驟S27，第七裝置ML7執(zhí)行并實施步驟S28，第八裝置ML8執(zhí)行并實施步驟S29，第九裝置ML9執(zhí)行并實施步驟S30，第十裝置ML10執(zhí)行并實施步驟S31。另外，該設備還可以具有第十一裝置ML11，利用所述第十一裝置可以實現根據本發(fā)明的方法的擴展。
根據本發(fā)明的方法可以借助設備V在終端設備EG中被實施。在圖7中，這種終端設備EG以便攜式設備的形式示出。這些便攜式設備例如根據移動無線電標準、尤其根據GSM標準(GSM-全球移動通信系統)、UMTS標準(UMTS-通用移動電信系統)、DAB標準(DAB-數字音頻廣播)或者DVB標準(DVB-數字視頻廣播)工作。
參考文獻目錄Prof.C.Preston，″Ein Skript für Lineare Algebra I undII″，2003/04，http://dhcp24-159.mathematik.uni-bielefeld.de/～preston/files/teaching/linalg/skripten/linalg.pdf
權利要求
1.用于確定分配給糾錯符號(FKS)的索引(ZI)的方法，其中在使用分組碼(BC)的生成矩陣(G)的情況下從數量(K)的源符號中生成編碼碼符號(CC)，并且所述編碼碼符號(CC)從發(fā)送設備(SV)被傳輸到接收設備(EV)，其中在所接收的碼符號(C)中出現傳輸誤差(UEF)，其中要傳輸的糾錯符號(FKS)的索引根據下述步驟來確定
a)確定所接收的所有碼符號(C)的最大索引(ZI)，
b)確定第一參數(Rmin)，所述第一參數(Rmin)具有大于所接收的所有碼符號(C)的最大索引(SI)的值，
c)從由所述生成矩陣(G)所推導的編碼矩陣(CM)以行的方式如此形成第一矩陣(M1)，使得針對被無錯接收的第i個碼符號(C)，將所述編碼矩陣(CM)的第i行復制到第一矩陣(M1)中，
d)用與所述編碼矩陣(CM)的列號相對應的列索引(SI)來標記第一矩陣(M1)的每一列，
e)通過初等行變換和/或列調換將所述第一矩陣(M1)變換為具有與RG無關的行(ZU)的第二矩陣(M2)，其中RG對應于所述第二矩陣(M2)的秩(RG)，
f)根據下式確定第二參數(Rmax)
Rmax＝Rmin+m-1，
其中從中間符號的數量(L)與所述第二矩陣(M2)的秩(RG)之差根據下式來確定第三整數參數(m)
m≤L-RG(M2)，
g)以等于所述第二參數(Rmin)的方式設置第四參數(R)為R＝Rmin，
h)從所述第二矩陣(M2)和從由所述生成矩陣(G)所推導的編碼矩陣(CM)中以行的方式如此形成第三矩陣(M3)，使得將所述編碼矩陣(CM)的包含第R在內和包含第Rmax在內之間的所有行復制到所述第三矩陣(M3)中，其中所述復制包括為要復制的行實施為形成所述第二矩陣M2所進行的列交換，
i)通過初等行變換和/或列調換將所述第三矩陣(M1)變換為具有與RH無關的行(ZH)的第四矩陣(M4)，其中RH對應于所述第四矩陣(M4)的秩(RH)，
j)如果所述第四矩陣(M4)不具有滿秩(RH)
-設置所述第四參數(R)為R＝Rmax，
-確定第五參數(n)，所述第五參數(n)從中間符號的數量(L)和所述第四矩陣(M4)的秩(RG)之差根據下式
n≤L-RG(M4)
來確定，
-設置所述第二參數(Rmax)為Rmax＝Rmax+n，以及
-重復步驟h)到i)，其中代替所述第二矩陣(M2)而使用所述第四矩陣(M4)，
k)如果所述第四矩陣(M4)具有滿秩(RH)
通過所述第一和第二參數(Rmin，Rmax)唯一地標識編碼碼符號(CC)的范圍，其中以至少一個糾錯符號(FKS)的形式由接收設備(EV)從發(fā)送設備(SV)請求所述范圍用以無錯地重構源符號(Q)。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述中間符號對應于所述源符號(Q)，并且所述中間符號的數量(L)對應于所述源符號的數量(K)。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，設置所述第五參數(n)為1。
4.如上述權利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，所述第三參數(m)是1和所述中間符號的數量(L)與所述第二矩陣(M2)的秩(RG)之差之間的任意整數。
5.如上述權利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，所述第五參數(n)是1和所述中間符號的數量(L)與所述第四矩陣(M4)的秩(RG)之差之間的任意整數。
6.如上述權利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，所述源符號(Q)首先利用第一系統分組碼(BC1)的第一生成矩陣(G1)被編碼，由此被編碼的符號(I)利用非系統分組碼(BCN)的非系統生成矩陣(GN)被編碼，其中所述編碼矩陣(CM)通過下列步驟產生
a)將所述非系統生成矩陣(GN)以行的方式復制到所述編碼矩陣(CM)中，
b)將所述第一生成矩陣(G1)分成第一生成部分(GT1)和第二生成部分(GT2)，所述第一生成部分(GT1)產生所述源符號(Q)，所述第二生成部分(GT2)產生奇偶校驗符號(P)，
c)將所述第二生成部分(GT2)的系數在所述非系統生成矩陣(GN)內以行的方式復制到所述編碼矩陣(CM)中，
d)在所述編碼矩陣(CM)中在所述第二生成部分(GT2)處在右側附上第一單位矩陣(E1)，其中，所述單位矩陣(E1)的秩對應于所述第二生成部分(GT2)的行數，
附加地，將所述編碼矩陣(CM)的包含第二生成部分(GT2)和單位矩陣(E1)的行以行的方式復制到所述第一矩陣(M1)中，并且所述中間符號的數量(L)對應于被編碼的符號(I)的數量。
7.如上述權利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，對于具有第一和第二生成矩陣(G1，G2)的、在具有非系統生成矩陣(GN)的非系統分組碼(BCN)之前所實施的多個系統分組碼(BC1，BC2)，執(zhí)行以下步驟用以生成所述編碼矩陣(CM)
a)對于直接在所述非系統分組碼(BCN)之前所實施的第二系統分組碼(BC1)的第一生成矩陣(G1)以及對于所述非系統生成矩陣(GN)，根據權利要求4確定所述編碼矩陣(CM)，
b)將在第一系統分組碼(BC1)之前所實施的第二系統分組碼(BC2)的第二生成矩陣(G1)如此補入到所述編碼矩陣(CM)中，使得
-從所述第二生成矩陣(G2)中提取在所述第二系統分組碼(BC2)的輸出處產生奇偶校驗符號的該第二生成部分(GT2(G2))；
-以行的方式把所述所提取的第二生成部分(GT2(G2))復制到所述編碼矩陣(CM)的末端，
-在所復制的第二生成部分(GT2(G2))的右側補入第二單位矩陣(E2)，其中所述第二單位矩陣(E2)的秩與所復制的第二生成部分(GT2(G2))的行數相對應，
-在所補入的第二單位矩陣(E2)的右側使基于非系統生成矩陣(GN)的行長而未被占用的系數(N)用零占用，
附加地，將所述編碼矩陣(CM)的包含第一生成矩陣(G1)的第二生成部分(GT2(G1))和第二生成矩陣(G2)的第二生成部分(GT2(G1))的行以行的方式復制到所述第一矩陣(M1)中，所述中間符號(L)通過所述源符號(Q)的數量、所述第一系統分組碼(BC1)的輸出處的奇偶校驗符號的數量和所述第二系統分組碼(BC2)的輸出處的奇偶校驗符號的數量之和來指定。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，使用非系統Raptor碼，其中所述第一和第二系統分組碼(BC1，BC2)分別對應于外部碼之一，非系統分組碼(BCN)對應于所述Raptor碼的內部碼。
9.如權利要求7所述的方法，其特征在于，使用系統Raptor碼，其中，
-所述第一和第二系統分組碼(BC1，BC2)分別對應于所述外部碼之一，所述非系統分組碼(BCN)對應于所述Raptor碼的內部碼，
-為生成所述系統編碼符號(CC)，把非系統分組碼(BC0)的校正矩陣(G0)補入到所述第二系統分組碼(BC2)之前。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，作為分組碼(BC)使用非系統分組碼，通過復制所述生成矩陣(G)來生成所述編碼矩陣(CM)。
11.如權利要求1所述的方法，其特征在于，作為分組碼(BC)使用系統分組碼，通過復制所述生成矩陣(G)來生成所述編碼矩陣(CM)。
12.如上述權利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，二進制值或Galois域(GF)的值被分配給源符號(Q)、編碼碼符號(CC)以及碼符號(C)。
13.執(zhí)行用于確定糾錯符號(FKS)的方法的設備(V)，其中，在使用分組碼(BC)的生成矩陣(G)的情況下從數量(K)的源符號中生成編碼碼符號(CC)，并且所述編碼碼符號(CC)從發(fā)送設備(SV)被傳輸到接收設備(EV)，其中，在所接收的碼符號(C)中出現傳輸誤差(UEF)，其中要傳輸的糾錯符號(FKS)的索引尤其根據前述權利要求之一來確定，其特征在于，
a)第一裝置，用于確定所接收的所有碼符號(C)的最大索引(SI)，
b)第二裝置，用于確定第一參數(Rmin)，所述第一參數(Rmin)具有大于所接收的所有碼符號(C)的最大索引的值，
c)第三裝置，用于以行的方式從由所述生成矩陣(G)所推導的編碼矩陣(CM)中來形成第一矩陣(M1)，其中針對被無錯接收的第i個碼符號(C)，把所述編碼矩陣(CM)的第i行復制到所述第一矩陣(M1)中，
d)第四裝置，用于用與所述編碼矩陣(CM)的列號相對應的列索引(SI)來標記所述第一矩陣(M1)的每一列，
e)第五裝置，用于通過初等行變換或者列調換將所述第一矩陣(M1)變換為具有與RG無關的行(ZU)的第二矩陣(M2)，其中RG對應于所述第二矩陣(M2)的秩(RG)，
f)第六裝置，用于根據下式來確定第二參數(Rmax)
Rmax＝Rmin+m-1，
通過所述第六裝置，從中間符號的數量(L)與所述第二矩陣(M2)的秩(RG)之差根據下式
m≤L-RG(M2)
來確定第三個參數(m)，并且通過所述第六裝置以等于第二參數(Rmin)的方式來設置第四參數(R)為R＝Rmin，
g)第七裝置，用于從所述第二矩陣(M2)和從由所述生成矩陣(G)所推導的所述編碼矩陣(CM)中以行的方式形成第三矩陣(M3)，使得將所述編碼矩陣(CM)的包含第R在內和包含第Rmax在內之間的所有行復制到所述第三矩陣(M3)中，其中復制包括為要復制的行執(zhí)行為形成所述第二矩陣M2所進行的列交換，
h)第八裝置，用于通過初等行變換和/或列調換將所述第三矩陣(M1)變換為具有與RH無關的行(ZH)的第四矩陣(M4)，其中RG對應于所述第四矩陣(M4)的秩(RG)，
i)第九裝置，用于檢驗所述第四矩陣(M4)是否具有滿秩(RH)，所述第九裝置如此被構造，使得如果第四矩陣(M4)不具有滿秩(RH)，則執(zhí)行以下步驟
-設置所述第四參數(R)為R＝Rmax，
-確定第五參數(n)，所述第五參數(n)從中間符號的數量(L)和所述第四矩陣(M4)的秩(RG)之差根據下式來確定
n≤L-RG(M4)，
-設置所述第二參數(Rmax)為R＝Rmax+n，以及
-促使重復步驟g)到h)，其中替代所述第二矩陣(M2)而使用所述第四矩陣(M4)，
j)第十裝置，其被構造用于如果所述第四矩陣(M4)具有滿秩(RH)則執(zhí)行以下步驟
通過所述第一和第二參數(Rmin，Rmax)唯一地標識編碼碼符號(CC)的范圍，其中，為了無錯地重構所述源符號(Q)，通過所述接收設備(EV)以至少一個糾錯符號(FKS)的形式請求所述編碼碼符號(CC)，且由所述發(fā)送裝置(SV)來傳輸。
14.如權利要求13所述的設備(V)，其特征在于，第八裝置(ML8)，其如此被構造，使得可以執(zhí)行如權利要求2到10之一所述的方法。
15.如權利要求13或14所述的設備(V)，其特征在于，所述設備(V)集成于終端設備(EG)中、尤其是根據移動無線電標準、特別是根據GSM標準、UMTS標準或DVB標準的便攜式設備中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定分配給糾錯符號(FKS)的索引(ZI)的方法，其中編碼碼符號(CC)在使用分組碼(BC)的生成矩陣(G)的情況下從數量(K)的源符號中產生，并且編碼碼符號(CC)從發(fā)送設備(SV)被傳輸給接收設備(EV)，其中在所接收的碼符號(C)中出現傳輸誤差(UEF)，其中通過由第一和第二參數(Rmin，Rmax)唯一地標識編碼碼符號(CC)的范圍來確定要傳輸的糾錯符號(FKS)的索引，并且其中以至少一個糾錯符號(FKS)的形式由接收設備(EV)從發(fā)送設備(SV)請求所述范圍用以無錯地重構源符號(Q)。
文檔編號H04L1/00GK101288256SQ200680024422
公開日2008年10月15日 申請日期2006年5月3日 優(yōu)先權日2005年5月4日
發(fā)明者T·加西巴, T·斯托克哈默, 文 許, J·潘德爾 申請人:西門子企業(yè)通訊有限責任兩合公司