用于光通信系统的前向纠错的功率高效设计的方法和装置制造方法及图纸

根据本公开的另一方面，先前编码的数据被存储在存储器中，并且编码器访问输入数据和先前编码的数据以生成新的编码数据或新的码字。每个码字都存储在存储器的一行中，并且对于每个新生成的码字，每个先前存储的码字都被移位到存储器的相邻行。在一个示例中，存储器被描绘为包括位的行和列的多个块。当生成新的码字时，从存储器的随机选择的块中读取存储器中随机选择的位列并提供给编码器。以这种方式减少了访问存储器的次数并且降低了功耗。了访问存储器的次数并且降低了功耗。了访问存储器的次数并且降低了功耗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光通信系统的前向纠错的功率高效设计的方法和装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35U.S.C.第119(e)节要求于2020年5月21日提交的美国临时申请序号63/028,449的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]前向纠错(FEC)是一种减少通过不可靠和/或嘈杂的通信信道传输数据时的错误的方法。例如，光通信系统使用前向纠错来减少传输错误。前向纠错涉及通过向数据添加冗余来编码数据以便在通信信道上传输。前向纠错技术可能涉及：(1)接收用于通过通信信道传输的数据位；(2)通过使用纠错码对数据位进行编码以从数据位生成奇偶校验位；以及(3)通过通信信道传输数据位和奇偶校验位二者。由于奇偶校验位是从数据位生成的，因此数据位和奇偶校验位的传输一起提供了传输信息中的一定程度的冗余，这又允许从传输期间可能发生的错误中恢复。
[0004]以前，“无错误传输”等同于大约1e
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15的误码率。然而，光通信系统的最新进展已使数据速率高达每波长每秒800吉比特。在这样的速率下，并且在误码率为1e
‑
15的情况下，平均每20分钟可能出现一个误码，这在许多应用中可能是不可接受的。因此，可能需要具有低错误底限(error floor)的更强的FEC来保证在合理的时间间隔内稳定且可靠的连接。
[0005]此外，纠错码性能通常基于以下程度来确定：码促进数据速率在线性加性白高斯(AWGN)信道或光纤上接近香农极限并因此最大化信号范围的程度。尽管光纤链路被认为是一种非线性通信介质，但出于评估纠错码的目的，所有线性和非线性损伤(impairment)都假定在信号所携带的数据序列到达FEC解码器之前得到均衡或补偿。
[0006]除了上述两个性能度量之外，低FEC功耗通常是一个期望的特征，因为FEC在相干传输芯片中可能消耗大量功率。
[0007]实现低功耗和良好性能通常难以实现。

技术实现思路

[0008]根据本公开的一个方面，提供了一种包括存储器的前向纠错编码器。存储器的第一部分被描绘成包括多个块，使得多个块中的每一个都包括多个列的第一位，并且存储器的第二部分包括多个行。多个行中的每一行包括第二位。此外，前向纠错编码器包括编码器电路，其可操作以基于第一位中的所选择的第一位、第二位中的所选择的第二位和提供给前向纠错编码器的输入数据位来生成奇偶校验位，其中第一位中的所选择的第一位存储在多个列中的随机选择的列中，多个列中的随机选择的列在多个块中的随机选择的块中。
[0009]应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都只是示例性和解释性的，而不是对要求保护的本专利技术的限制。
[0010]包含在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图图示了一个(多个)实施例并且与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
附图说明
[0011]图1a说明了与本公开的一个方面一致的光通信系统的框图；
[0012]图1b说明了与本公开的另一方面一致的可替代的光通信系统的框图；
[0013]图2a说明了与本公开的一个方面一致的发射器的示例；
[0014]图2b说明了与本公开的另一方面一致的表示光副载波(subcarrier)的功率谱密度图的示例；
[0015]图3是与本公开一致的数字信号处理器的框图；
[0016]图4是线性块码的示意图；
[0017]图5示出了与本公开的一个方面一致的第1层和第2层符号的示例；
[0018]图6示出了与本公开的另一方面一致的第1层和第2层符号的另一个示例；
[0019]图7
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9示出了与本公开的附加方面一致的存储器的示例；
[0020]图10示出了与本公开的另一方面一致的FEC编码器的示例；以及
[0021]图11示出了与本公开的附加方面一致的存储器和相关联的转置电路的示例。
具体实施方式
[0022]根据本公开的一个方面，提供了一种纠错码，其具有通用乘积码(generalized product codes，GPC)的特征等，以实现良好的性能但具有合理的复杂性。此处公开的码的最小汉明距离的下限有助于更容易的码设计以实现期望的错误底限水平。可以在卷积格式中采用迭代解码以提供接近香农极限的改进的阈值性能。解码器也可以变得不那么复杂，因为优化或阈值性能通常在几次迭代内获得。
[0023]根据本公开的另一方面，先前编码的数据存储在存储器中，并且编码器访问输入数据和先前编码的数据二者以生成新的编码数据(encoded data)或新的码字。每个码字都存储在存储器的一行中，并且对于每个新生成的码字，每个先前存储的码字都被移位到存储器的相邻行。在一个示例中，存储器被描绘为包括位的行和列的多个块。当生成新的码字时，从随机选择的存储器块中读取存储器中的随机选择列的位并将其提供给编码器。以这种方式减少了访问存储器的次数并且降低了功耗。
[0024]现在将详细参考本公开的当前实施例(示例性实施例)，其示例在附图中示出。在可能的情况下，贯穿附图将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。
[0025]在讨论与本公开一致的编码器和存储器之前，接下来将参考图1a、图1b、图2a、图2b和图3描述其中可以采用这种编码器和存储器的光通信系统的示例。
[0026]图1a是说明性光通信系统100的框图，在此描述的技术的一些实施例可以在其中运行。光通信系统100可以被配置为高速传输数据。例如，在一些实施例中，光通信系统100可以配置成以高达100Gb/s、200Gb/s、400Gb/s、600Gb/s、800Gbs、1Tb/s、2Tb/s、5Tb/s、10Tb/s的速率、或在100Gb/s和10Tb/s之间的任何速率传输数据。
[0027]光通信系统100包括传输节点108，其被配置为：(1)接收用于传输的数据；(2)使用前向纠错对数据进行编码以得到编码数据；以及(3)通过光通信路径111传输编码数据(例如，通过使用适当的调制方案)。传输节点108可以以任何合适的方式执行前向纠错编码，并且在一些实施例中，可以根据此处描述的技术的一些实施例执行前向纠错。
[0028]光通信系统100还包括接收器109，其被配置为：(1)通过光通信路径111接收数据
(例如，至少部分地通过解调传输的数据)；(2)对编码后的数据进行解码以得到数据；以及(3)输出解码后的数据。
[0029]图1b说明了与本公开一致的聚合网络101的示例，其中主节点110可以与多个次节点112
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j到112
‑
m通信，这些次节点有时可以单独地称为次节点112或统称为次节点112。在一个示例中，次节点112远离主节点110。主节点110可以在下行方向上将光副载波(如下面更详细地描述)传输到光通信路径111上，该光通信路径111就像每个光通信路径113
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j至113
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m一样可以包括一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种前向纠错编码器，包括：具有第一部分和第二部分的存储器，所述存储器的所述第一部分被描绘成包括多个块，所述多个块中的每一个包括多个列的第一位，并且所述存储器的所述第二部分包括多个行，所述多个行中的每一个包括第二位；以及编码器电路，所述编码器电路能够操作以基于所述第一位中的所选第一位、所述第二位中的所选第二位和提供给所述编码器电路的输入数据位来生成奇偶校验位，其中，所述第一位中的所选第一位存储在所述多个列中的随机选择的列中，所述多个列中的所述随机选择的列在所述多个块中的随机选择的块内。2.根据权利要求1所述的前向纠错编码器，还包括随机数生成器，所述随机数生成器提供与所述多个列中的所述随机选择的列和所述多个块中的所述随机选择的块相...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：英飞朗公司，
类型：发明
国别省市：