[发明专利]编码器、解码器、编码方法以及解码方法

说明书

技术领域

所建议的技术方案涉及编码和解码方案(scheme)以及用于无线通信系统的数据发送和接收设备，具体来说，涉及使用用于短距离数据传输的声学通信信道在固定设备或移动设备和移动(包括便携式)设备之间执行近程(short range)通信的系统的设施。

背景技术

用于不同类型通信信道的编码和数据传输装置是众所周知的，并且包括用于将信息对象分解为数据分组的分解器(disassembler)，其中以一定的序列将每个分组传递到纠错编码单元、交织器、控制数据添加单元。

经编码的分组被传递给调制器、同步序列添加单元并且进一步传递给编码器输出端，以便通过通信信道发送(J.Proakis，″Digital Communications″，第4版，McGraw-Hill，2000年，第469页)。数据传输的高抗噪声度(high noise immunity)通常借助于具有高冗余度的编码来实现，高冗余度使得在具有相当大干扰的通信信道中传输对象时无错接收概率增加，但是另一方面导致对象传输速度的显著降低。

存在借助于可听音调进行传输的信息对象传输系统，其在接收部分和发送部分中都包括收发器T(包括发送装置)。虽然如此，在发送期间，收发器T1还包括用于将信息对象分解为数据分组的分解器，每个数据分组被以一定顺序传递给编码器和交织器。此外，收发器T1包括调制器，其中经变换的分组经音频信号调制并且通过数-模转换器(DAC)和扬声器传递到收发器2。在收发器2的模-数转换器(ADC)处接收的同时，通过麦克风接收到的音频信号被数字化，然后接连被传送至同步单元、解调器、解交织器、解码器、数据恢复器。同时，每个输入的数据分组都被恢复，渐进地接收到所发送的对象并且确定其质量/完整性。在失败的情况下，在传递相应的信号之后，收发器T2发送该信号到收发器T1，建立通过声学通信信道进行发送的新参数(例如，声学音调的功率被提高)，并且对象被重复地传送到收发器T2。这样的系统的一个缺点是：由于在接收部分和发送部分(它们中的每一个都必须包含收发器)中的装置之间必须有反馈机构而导致接收部分和发送部分中的装置复杂；对于变化的噪声状况的响应慢，以及因而导致的信息对象传输的速度低。

还存在这样的声学传输系统([1]和[2])，其中信息对象传输速度是恒定的，不考虑干扰(声学的)或环境(声学信道的噪声电平)。而且，存在反馈通信信道，用于调整纠错码的调制类型或者速度。

最接近的模拟是没有反馈的声学数据传输系统(美国专利No.7349481，申请日2008年3月25日，发明名称“communication using audible tones”)，其中，发送装置对信息对象整体进行编码并且循环地重复其发送。接收模式下的接收装置试图接收经编码的对象直到实现其无错误接收为止。

该系统的缺点是其效率低。在接收期间存在至少一个错误的情况下，将会进行重复发送并且发送的代码和可听音调参数保持不变。因此，在对象传输期间，特别是传输大量数据期间，错误接收的概率急剧增大，并且传输速度降低并且对于通信信道中的任意信噪比都可能不是最佳的。因此，需要具有高抗噪声度(在对象编码期间产生大量冗余(校验)数据)或者提高的传输速度的信息对象传输，具有高抗噪声度的信息对象传输使得可以借助于一到两次的影响速度的重发来提供无错误接收，在具有提高的传输速度的信息对象传输的情况下，通信信道中的噪声增加对抗噪声度产生不利影响并且可能根本接收不到该对象。

发明内容

技术问题

所建议的技术决策涉及用于无线通信系统的编码和信息发送设备。

所建议的技术方案的目的是创建编码器、发送装置和信息对象发送系统，所述编码器、发送装置和信息对象发送系统在所选择的通信信道中使用最佳数量的发送信息和最佳冗余的纠错码来使得信息对象的传输速度与现有的设备和系统相比能够显著增加。这样的装置和系统的创建将使任意大小的信息对象能够被发送，这将显著地增加它们的应用范围。

技术方案

通过这样的事实实现该目的：在编码器、发送装置和信息对象发送系统中，通过主要信道和控制信道对接收到的数据(信息对象及其大小)进行编码。同时，首先通过任意已知方法对信息对象进行编码，然后从结果得到的数据块中形成特定大小的伪随机采样。