[发明专利]用于灵活的错误校正编码的方法和装置以及对应的计算机程序

说明书

技术领域

本发明的领域是数字数据编码的领域。更具体来说，本发明是关于错误校正码。

本发明尤其但不专门地应用于以彼此独立且因此必须逐块编码和解码的数据块组织的源数据的编码，以及应用于数据流的编码(卷积编码)。

背景技术

存在许多已知的编码技术来实现发射错误校正。

这些错误校正码实现了每个通信信道中固有的发射错误的校正。因此，其广泛用于以下领域：

-如在ADSL标准中通过电线电信或通过在开放空间中的光纤上的光学通信的信息发射；

-如TNT数字电视系统、DAB数字无线电、GSM或UMTS电话、WiFi无线电网络中还有例如用于DVB、4G、LTE、“未来因特网”或通信交通工具、对象或机器等之间的发射的未来标准等未来通信系统中，在无线空间和陆地无线电通信中的信息发射；

-信息源的压缩和解压缩；

-CDMA系统中序列的产生和检测，称为扰码；

-在用以构成用于计算机的硬盘驱动器或随机存取存储器或USB接口存储棒等的磁性、光学、机械或电的大容量存储器中的信息存储；

-在微处理器的集成电路中或在计算机中的计算期间的信息校正；

-等等。

这些发射错误例如是由接收器的电子组件的热噪声、电磁扰码(无论是有意的还是无意的)、在无线传播情况下或在电能网络中的回声或多传播等等引起的。

为了实现这些发射错误的校正，错误校正码使得能够从源数据产生冗余数据。

因此，错误校正码通过以下各项来经典地定义：

-长度n，其对应于来自编码器的数据输出(具有长度n的码字由k个源数据片和(n-k)个冗余数据片形成)，

-有效负载信息的位或符号数目k，其对应于编码器的输入处的数据(也称为源数据)，以及

-最小距离d_min。

码的最小距离d_min对应于两个码字之间的最小距离。其使得可确定码字中所述码可校正的最大错误数目。

码的速率由R＝k/n界定。

举例来说，(8，4，4)汉明码是具有长度n＝8的码，其在输入处取得k＝4个有效负载信息符号，其中最小距离d_min＝4，且速率为1/2。

关于错误校正码的最早研究是在20世纪40年代。

最近，在欧洲专利EP 1101288中，J.C.Carlach和C.Vervoux提出了新的编码方案，称为“Cortex码”。这些码是所属领域的技术人员众所周知的，且是基于从平行放置成由置换分隔的某一数目的级的简单的小基本码来建立具有有效连接属性的码。

大体上，具有长度n且含有k个有效负载信息符号的错误校正码的一个缺陷在于：最小距离d_min对于这些长度n和k不是最佳的，即，最小距离不是距所述码实现最大错误数目的检测的上边界的最靠近的可能距离。

现在，因为最小距离d_min是尽可能大的最小距离，所以能够检测(d_min-1)个错误符号且校正这些错误符号的(其中算子表示整数部分)。

此外，对于工业规模使用，错误校正码的优化还包含在所消耗的硬件和能量的成本方面尽可能减少编码和解码的复杂性。

矛盾的是，优化错误校正码的这些问题在码的长度n在从小到平均的范围内变动时(即，大约n＜1000)更难解决。

这是因为称为信任传播算法的经典算法或其变型随着循环的长度减小而逐渐变得不够理想。

循环是Tanner图中的闭合路径，其表示一个字的符号为了使得此字成为一个码的字所必须满足的限制条件(+和＝)。

因此需要一种得出例如Cortex码的有效结果(即，较大的最小距离)且具有较短循环的新型错误校正码。

发明内容

本发明提出不具有现有技术的所有这些缺陷的新颖解决方案，其形式为一种错误校正编码装置，其为使冗余数据与源数据相关联的类型，所述装置包括：

-至少三个编码级，其各自实施至少一组三个基本编码模块，包含第一编码级、最后编码级和至少一个中间编码级，

每一编码模块实施一基本码，

每一编码级接收待在不同的基本编码模块之间处理、分布的数据，且传输来自所述基本编码模块的经处理数据，

所述第一编码级接收所述源数据且所述最后编码级传输所述冗余数据；