[其他]用于校正数字音频信号中错误的方法和设备

说明书

本发明一般地与数字数据的传输有关，更准确地说，是关于数字音频信号中的错误校正。

利用交叉交错技术把数字数据信号转换成错误可以校正的码结构，这是已知的。一种适合于执行这种交叉交错错误校正的已知结构示于图1，图中，W₀、W₁、W₂和W₃中的每一个表示一个音频数据序列。当把包括在各个音频数据序列中的4个字加到模2加法器（图1中，以一个空心圆示意地表示每一个模2加法器）时，产生第一奇偶校验数据序列P。把这个数据序列P送到若干个延时电路上，各个延时电路提供不同的延时时间，以d、2d、3d、4d和5d来表示，此处，d表示延时时间的一个单元。把第一奇偶校验数据序列P加到若干个提供不同延时时间的延时电路上，其结果是把数据序列W₀-W₃从第一排列状态重新排成第二排列状态。然后，在第二组模2加法器（图1中，以一个空心圆示意地表示每一个模2加法器）中，对引自处于第二排列状态下数据序列的5个字进行模2加，由此产生第二奇偶校验数据序列Q。

由于这种交叉交错技术具有一个特点，即数字音频信号的每个字包括在两个奇偶校验数据序列P和Q中，所以，这种技术具有较高的校正错误的能力。但是，在采用这种交叉交错错误校正编码方法时，如果在一个块内存在4个有错误的字，就必须考虑校正成为不可能的概率。例如，在采用交叉交错技术而其中数字数据的4个字与两个奇偶校验字相加时，由此形成的奇偶校验序列可以表示成图2，图中每个实心圆示意地表示码符号中的一个字。图2中，垂直方向上的5个字表示奇偶校验序列P，对角线方向上的6个字表示奇偶校验序列Q。以符号S₀-S₅表示的特定字，以中间具有实圆心的空心圆来表示。

假定数据传输是随机的，再假定在译码器中分别利用奇偶校验P和奇偶校验Q来实现P译码和Q译码，还假定把这种P译码和Q译码交替地重复很多次;就可以看出对于特定字S₀-S₅中每一个的错误校正成为不可能的范围。例如，在以符号S₀表示的字的情况下，如果包括符号S₀的4个符号在数据区上排列成图2所示的一个梯形关系并且同时包括错误，P奇偶校验序列和Q奇偶校验序列中分别包括两个错误的字，因此，这样的错误不能被校正。如果算出这种梯形图形的个数，就能确定错误校正成为不可能的概率。关于以其它符号S₁-S₅表示的字，如果包括这些符号的4个字排列成为一个平行四边形并且同时是有错误的，在采用这种交叉交错技术时，这种错误校正又被看成是不可能的。

如果把一个字是有错误的概率取为P_S，则对于以符号S₀-S₅表示的每一个字来说，错误校正成为不可能的概率以下列各式给出：

P₀＝10P⁴_S

P₁＝10P⁴_S

P₂＝13P⁴_S

P₃＝14P⁴_S

P₄＝13P⁴_S

P₅＝10P⁴_S

当然，可以出现多于5个字同时是有错误的情况，那时，错误校正也成为不可能。但是，在这种状态下概率小于P⁵_S，因而被忽略。并不限定于4个字，一般在几个字和两个奇偶校验的情况下，显然也有类似的趋势。

在这种已知的错误校正编码方法中，错误校正成为不可能的概率取决于被考虑的数据信道，因此把奇偶校验数据定位于S₀、S₁或S₅的位置上，已经证明在这些位置上这种概率相对较小。但是，因为信息数据比用于错误校正的奇偶校验数据重要得多，所以，希望在音频信号情况下可以是脉冲编码调制（PCM）的信息数据放在使错误校正成为不可能的概率为极小的位置上，也就是说，应该把信息数据放在可以认为使大多数错误能够被校正的位置上。