一种级联编码及译码方法技术

本申请利用传输数据经过调制后，每个传输符号的低位比高位更容易出错的特性，提出一种外码采用RS码，内码运用多层编码思想的级联编码及译码方法。所述级联编码方法的外码采用RS码，对RS码字数据进行交织，将交织后的数据分成预设数量组的比特数据，对每一组比特数据采用不同码率的码字进行编码，得到预设数量组的多层子码字数据，进行调制得到调制数据；其中每组多层子码字数据的长度一致，分别对应调制数据中的不同位。所述级联编码方法在码率一定的情况下，使用较短的码长实现较高的编码增益；级联译码使用低位译码结果辅助对信道接收数据中的高位数据进行解调译码，获得较高的译码性能，满足400Gb/s以上以太网的译码性能需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种级联编码及译码方法


[0001]本申请涉及数字通信编译码
，特别涉及一种级联编码及译码方法。

技术介绍

[0002]数字通信系统中信源产生数据后通过信道发送出去。但信道会对传输的数据造成干扰，使信宿无法正确接收到发送数据。一般采用前向纠错(Forward Error Correction，FEC)的方法纠正传输中产生的错误，即数据发送端将信源产生的数据进行编码，数据接收端利用相应译码算法检测和纠正错误，将译码后的数据传输给信宿。
[0003]根据以太网最新标准，两种RS码(Reed
‑
Solomon，里所码)作为FEC方案被应用到以太网子层中，分别对应于以太网标准中KR4 FEC方案的RS(528，514)码和对应于以太网标准中KP4 FEC方案的RS(544，514)码。
[0004]但是随着以太网的传输速率越来越高，目前正在研究400Gb/s以上的以太网标准，这对FEC方案的译码性能要求也越来越高。在码率一定的前提下，想要增加上述FEC方案的编码增益，就需要增加码字的码长，但是码长的增加会增加通信系统的复杂度，占用过多的硬件资源。因此，上述单一RS码字的FEC方案无法满足超越400Gb/s的以太网应用的译码性能需求。

技术实现思路

[0005]为了解决上述单一码字的FEC方法无法满足超越400Gb/s的以太网应用的译码性能需求，本申请通过以下方面提供了一种级联编码及译码方法。
[0006]本申请的第一方面提供了一种级联编码方法，所述级联编码方法包括：
[0007]接收信源发送的信源数据；
[0008]对信源数据进行RS编码，得到RS码字数据；
[0009]对RS码字数据按照预设的交织深度进行交织，得到交织后数据；
[0010]将交织后的数据进行分组，得到预设数量组的比特数据；其中，预设数量为预设调制方式中的一个符号对应的比特的数量，每一组比特数据对应预设调制方式中的不同位；
[0011]将预设数量组的比特数据进行多层编码，得到多层码字数据；其中多层码字数据包括预设数量组的多层子码字数据，每组多层子码字数据的长度一致；对应于预设调制方式中最高有效位的多层子码字数据中的校验位长度小于对应于预设调制方式中最低有效位的多层子码字数据中的校验位长度；
[0012]将多层码字数据按照预设调制方式进行调制，得到用于信道传输的调制数据。
[0013]可选的，当预设的调制方式为PAM4时，预设数量组的比特数据包括一组高位比特数据和一组低位比特数据；
[0014]所述将预设数量组的比特数据进行多层编码，得到多层码字数据，包括：
[0015]对低位比特数据按照第一码率进行编码，得到低位多层子码字数据；
[0016]对高位比特数据按照第二码率进行编码，得到高位多层子码字数据；
[0017]其中，第一码率小于第二码率，高位多层子码字数据对应于PAM4调制方式中的最高有效位，低位多层子码字数据对应于PAM4调制方式中的最低有效位。
[0018]可选的，当预设的调制方式为PAM4时，预设数量组的比特数据包括一组高位比特数据和一组低位比特数据；
[0019]所述将预设数量组的比特数据进行多层编码，得到多层码字数据，包括：
[0020]对低位比特数据按照第三码率进行编码，得到低位多层子码字数据；
[0021]对高位比特数据不进行编码直接输出，得到高位多层子码字数据；
[0022]其中，高位多层子码字数据对应于PAM4调制方式中的最高有效位，低位多层子码字数据对应于PAM4调制方式中的最低有效位。
[0023]本申请的第二方面提供了一种级联译码方法，用于译码根据本申请第一方面所述的级联编码方法得到的调制数据；所述级联译码方法包括：
[0024]对信道接收数据按照预设调制方式执行第一解调过程，得到第一数量组的低位解调数据；对低位解调数据进行译码，得到低位比特数据
[0025]使用低位比特数据辅助对信道接收数据进行处理，得到第二数量组的高位比特数据；其中，第一数量加上第二数量等于预设数量，预设数量为预设调制方式中一个符号对应的比特的数量；
[0026]对高位比特数据和低位比特数据进行解交织处理，得到解交织数据；
[0027]对解交织数据进行RS译码，得到RS译码数据；
[0028]将RS译码数据发送给信宿。
[0029]可选的，当预设调制方式为PAM4时，第一数量和第二数量都等于1；低位比特数据对应于调制数据中的最低有效位，高位比特数据对应于调制数据中的最高有效位；
[0030]所述使用低位比特数据辅助对信道接收数据进行处理，得到高位比特数据，包括：
[0031]当调制数据中的最高有效位在多层编码过程中没有进行编码时，则使用低位比特数据辅助对信道接收数据的最高有效位采用硬判决方式执行第二解调过程，得到高位比特数据；
[0032]当调制数据中的最高有效位在多层编码过程中进行编码时，则使用低位比特数据辅助对信道接收数据的最高有效位采用硬判决方式或者软判决方式执行第三解调过程，对解调结果进行译码，得到高位比特数据；其中，当采用硬判决执行第三解调过程时，对解调结果采用硬译码方式进行译码；当采用软判决方式执行第三解调过程时，对解调结果采用软译码方式进行译码。
[0033]可选的，在将RS译码数据发送给信宿之前，所述级联译码方法包括：
[0034]对RS译码数据进行迭代译码，得到RS迭代译码数据；
[0035]将RS迭代译码数据发送给信宿；
[0036]其中，所述对RS译码数据进行迭代译码，得到RS迭代译码数据，包括：
[0037]对RS译码数据进行交织，得到迭代输入数据；其中，迭代输入数据包括低位迭代输入数据和高位迭代输入数据；
[0038]对低位迭代输入数据进行译码，得到低位迭代比特数据；
[0039]当调制数据中的最高有效位在多层编码过程中没有进行编码，则使用低位迭代比特数据辅助对高位迭代输入数据采用硬判决方式执行第二解调过程，得到高位迭代比特数
据；
[0040]当调制数据中的最高有效位在多层编码过程中进行编码，则使用低位迭代比特数据辅助对高位迭代输入数据采用硬判决方式或者软判决方式执行第三解调过程，对解调结果进行译码，得到高位迭代比特数据；其中，当采用硬判决方式执行第三解调过程时，对解调结果采用硬译码方式进行译码；当采用软判决方式执行第三解调过程时，对解调结果采用软译码方式进行译码；
[0041]对高位迭代比特数据和低位迭代比特数据进行解交织处理，得到解交织迭代数据；
[0042]对解交织迭代数据进行RS译码，得到RS迭代译码数据；
[0043]将RS迭代译码数据发送给信宿。
[0044]可选的，当对低位迭代输入数据采用硬译码方式进行译码时，低位迭代输入数据中的校验位设为所述低位比特数据中的校验位。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种级联编码方法，其特征在于，包括：接收信源发送的信源数据；对所述信源数据进行RS编码，得到RS码字数据；对所述RS码字数据按照预设的交织深度进行交织，得到交织后数据；将交织后的数据进行分组，得到预设数量组的比特数据；其中，所述预设数量为所述预设调制方式中的一个符号对应的比特的数量，每一组所述比特数据对应所述预设调制方式中的不同位；将预设数量组的所述比特数据进行多层编码，得到多层码字数据；其中所述多层码字数据包括预设数量组的多层子码字数据，每组所述多层子码字数据的长度一致；对应于所述预设调制方式中最高有效位的所述多层子码字数据中的校验位长度小于对应于所述预设调制方式中最低有效位的所述多层子码字数据中的校验位长度；将所述多层码字数据按照所述预设调制方式进行调制，得到用于信道传输的调制数据。2.根据权利要求1所述的级联编码方法，其特征在于，当预设的调制方式为PAM4时，所述预设数量组的比特数据包括一组高位比特数据和一组低位比特数据；所述将预设数量组的所述比特数据进行多层编码，得到多层码字数据，包括：对所述低位比特数据按照第一码率进行编码，得到低位多层子码字数据；对所述高位比特数据按照第二码率进行编码，得到高位多层子码字数据；其中，所述第一码率小于所述第二码率，所述高位多层子码字数据对应于PAM4调制方式中的最高有效位，所述低位多层子码字数据对应于PAM4调制方式中的最低有效位。3.根据权利要求1所述的级联编码方法，其特征在于，当预设的调制方式为PAM4时，所述预设数量组的比特数据包括一组高位比特数据和一组低位比特数据；所述将预设数量组的所述比特数据进行多层编码，得到多层码字数据，包括对所述低位比特数据按照第三码率进行编码，得到低位多层子码字数据；对所述高位比特数据不进行编码直接输出，得到高位多层子码字数据；其中，所述高位多层子码字数据对应于PAM4调制方式中的最高有效位，所述低位多层子码字数据对应于PAM4调制方式中的最低有效位。4.一种级联译码方法，其特征在于，所述级联译码方法用于译码根据权利要求1
‑
3中任一项所述的级联编码方法得到的调制数据；所述级联译码方法包括：对信道接收数据按照预设调制方式执行第一解调过程，得到第一数量组的低位解调数据；对所述低位解调数据进行译码，得到低位比特数据；使用所述低位比特数据辅助对所述信道接收数据进行处理，得到第二数量组的高位比特数据；其中，所述第一数量加上所述第二数量等于预设数量，所述预设数量为所述预设调制方式中一个符号对应的比特的数量；对所述高位比特数据和所述低位比特数据进行解交织处理，得到解交织数据；对所述解交织数据进行RS译码，得到RS译码数据；将所述RS译码数据发送给信宿。5.根据权利要求4所述的级联译码方法，其特征在于，当所述预设调制方式为PAM4时，
所述第一数量和所述第二数量都等于1；所述低位比特数据对应于所述调制数据中的最低有效位，所述高位比特数据对应于所述调制数据中的最高有效位；所述使用所述低位比特数据辅助对所述信道...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中风，杨蕾，崔航轩，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：