[发明专利]使用可变FEC开销和保护周期的流送和缓冲

说明书

本申请是PCT国际申请号PCT/US2007/062086、国际申请日2007年2月 13日、中国国家申请号200780010032.8、题为“使用可变FEC开销和保护周 期的流送和缓冲”的申请的分案申请。

交叉引用

本申请是2006年2月13日提交的美国临时专利申请No.60/773,185 和2006年2月14日提交的美国临时专利申请No.60/773,501的非临时申请 并要求它们的优先权。

以下引用并通过出于所有目的的引用被纳入并结合于此：

授予Luby的题为“Information Additive Code Generator and Decoder for Communication Systems(用于通信系统的信息附加码生成器和解码器)”(在 下文中为“Lubty”)的美国专利No.6,307,487；以及

授予Shokrollahi等人的题为“Multi-Stage Code Generator and Decoder for Communication Systems(用于通信系统的多级码生成器和解码器)”的 美国专利No.7,068,729(在下文中称为“Shokrollahi”)。

发明领域

本发明涉及编码和解码通信系统中的数据，尤其涉及编码和解码数据 以解决所通信的数据中的差错和间隙，同时应付接收器在接收到数据时快 速地提供该数据的需求的通信系统。

发明背景

发送者与接收者之间的文件和流在通信信道上的传输已成为众多文献 的主题。较佳地，接收者期望在某一级别的确定性下接收由发送者通过信 道传送的数据的正确副本。在信道不具有理想保真度(这包括几乎所有在 物理上可实现的系统)的情况下，所关心的是如何处理传输中丢失和混淆 的数据。丢失的数据(擦除)通常较遭破坏的数据(差错)更容易处理， 因为接收者在遭破坏的数据被错误地接收到时并不总是能够进行辨认。已 开发出许多纠错码来纠正擦除和/或差错。

当传送器与接收器具有通信所需的所有计算能力和电功率且传送器与 接收器之间的信道足够干净以允许相对无差错的通信时，数据传输是简单 的。当信道处于不利环境或传送器和/或接收器具有有限的能力时，数据传 输问题变得比较艰难。

一种解决方案是使用前向纠错(FEC)技术，其中数据在传送器处被 编码，以使得接收器能从传输擦除和差错中恢复。在可行的情况下，从接 收器到传送器的反向信道允许接收器向传送器就差错进行传达，该传送器 随后可相应地调节其传输过程。然而，反向信道常常不可用或不可行，或 者仅有限的能力可用。例如，在传送器向大量接收器传送时，传送器不能 处置来自所有这些接收器的反向信道。结果，通信协议常常需要被设计成 没有反向信道或具有有限容量的反向信道，这样，传送器可能必须处理宽 泛变化的信道状况而不具有对这些信道状况的全面概观。

在用于可能丢失分组的信道上的数据输送的分组协议的情形中，要在 分组网络上传送的文件、流或其它数据块被划分成均匀大小的输入码元， 使用FEC码来从输入码元生成与这些输入码元相同大小的编码码元，并且 在分组中放置并发送编码码元。码元的“大小”可以比特来度量，无论码元 实际上是否被分割成比特流，其中当码元是选自2^M个码元的字母表时，一 个码元具有M比特的大小。在此类基于分组的通信系统中，面向分组擦除 的FEC编码方案可能会是合适的。如果文件传输允许预期接收者恢复原始 文件的正确副本——即使面临网络中的擦除时亦是如此——则该文件传输 被认为是可靠的。如果流传输允许预期接收者及时地恢复流的每个部分的 正确副本——即使面临网络中的擦除时亦是如此——则该流传输被认为是 可靠的。在流的某些部分不能被及时恢复的情况下文件或流的某些部分不 能恢复或者进行流送这种意义上来说，文件传输和流传输两者可能多少还 是可靠的。通常因突发拥塞导致路由器中的缓冲机构达到其容量从而强制 其丢弃传入分组而发生分组丢失。对抗输送期间的擦除的保护已成为众多 研究的主题。