[发明专利]增压码

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年1月30日提交的美国临时专利申请第61/592,202号、于2012年4月10日提交的美国临时专利申请第61/622,223号、于2012年5月11日提交的美国临时专利申请第61/646,037号、于2012年9月26日提交的美国临时专利申请第61/706,045号以及于2013年1月25日提交的美国专利申请第13/750,280号的权益，将所有这些申请结合于此供参考。

技术领域

本申请总体上涉及对经由擦除信道传输的符号的编码，且更具体地，涉及对经由数据包擦除信道传输的数据包的编码。

背景技术

数据包擦除信道是一种接收或丢失所发送的数据包且了解任何丢失的数据包的位置的通信信道模型。通常可将互联网模型化为数据包擦除信道。这是因为由于损坏或堵塞，可能会丢失经由互联网传输的数据包，且可从每个所接收的数据包的报头或有效载荷内包括的序列号中推测出任何丢失的数据包的位置。

根据由数据包流携带的数据的类型，丢失的数据包可能降低数据质量或者甚至给予在接收器处不可用的数据。因此，恢复机制通常被用于提供将接收经由擦除信道发送的数据包的某种可靠性水平。例如，重新传输机制被用于恢复多个基于数据包的网络中丢失的数据包，但例如在发送器和接收器之间有很大的距离时，或者在信道严重受损时，重新传输可能造成很长延迟。由于这一和其他原因，使用擦除码的前向纠错（FEC）通常代替或结合常规重新传输机制来实施。

擦除码将k个数据包串编码为较长的n个数据包串，使得在接收器处可从n个数据包的子集中恢复原始的k个数据包串，而无需任何重新传输。擦除码的性能可基于其接收效率和与其编码和解码算法相关的计算复杂性来表征。擦除码的接收效率由分数k’/k给出，其中，k’为n个数据包的需要接收以恢复原始的k个数据包串的最小数量。特定擦除码具有最佳接收效率（即，最高可获得的接收效率）且可使用所发送的n个数据包中的任何（且仅）k个数据包来恢复原始的k个数据包串。

里德-所罗门（Reed-Solomon）码是具有最佳接收效率的MDS码，但用于实施里德-所罗门码的典型编码和解码算法具有很高相关计算的复杂性。具体地，其计算复杂性随着数据包数量n而增长，且其阶（order）为O(nlog(n))。这使得对于许多基于数据包的网络（包括互联网）而言无法实行纯粹的里德-所罗门解决方案，这些网络支持被分段成多个可能很大的数据包的大文件/流的传输。

发明内容

本发明提供了一种用于对形成消息的输入符号擦除编码的方法，包括：基于所述消息来实施分别提供第一组码字、第二组码字和第三组码字的至少三个块编码操作；基于所述第一组码字来实施分别提供第四组码字和第五组码字的至少两个滤波器编码操作；为所述两个滤波器编码操作中的至少一个修改考虑到所述第一组码字的位的顺序；以及并行连接所述第二组码字、所述第三组码字、所述第四组码字和所述第五组码字以形成用于经由擦除信道传输的编码符号。

上述方法还包括：在所述第二组码字和所述第三组码字与所述第四组码字和所述第五组码字并行连接之前，实施分别重复所述第二组码字和所述第三组码字一定次数的重复编码操作。

上述方法中，使用异或运算来并行连接所述第二组码字、所述第三组码字、所述第四组码字和所述第五组码字。

上述方法还包括：在并行连接所述第二组码字、所述第三组码字、所述第四组码字和所述第五组码字之前，以无规律方式一起多路复用所述第四组码字和所述第五组码字。

上述方法中，所述块编码操作中的提供所述第一组码字的一个块编码操作实施二进制块码。

上述方法中，所述块编码操作中的提供所述第二组码字的一个块编码操作在有限域上实施非二进制块码。

上述方法中，所述非二进制块码为里德-所罗门块码。

上述方法中，所述块编码操作中的提供所述第三组码字的一个块编码操作实施二进制块码。

上述方法中，所述两个滤波器编码操作中的至少一个使用咬尾滤波器。