CN118368025A - 一种数据处理方法和数据处理装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种数据处理方法及数据处理装置。本申请实施例方法包括如下步骤。对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流。其中,n>1,n条通道数据流都经过第一FEC编码。第一FEC编码后的每a个码字分布在b条通道数据流中,a≤b≤n,a≥1。每条第一数据流中连续的z个符号来自z个不同的码字,z>1。之后,对n条第一数据流中的每K条第一数据流进行复用得到1条第二数据流,以得到共m条第二数据流。其中,n条第一数据流包括G个第一数据流子集,不同第一数据流子集中的符号来自不同码字,m=n/K,K>1,G>1。每条第二数据流中连续的y个符号来自y个不同的码字,y>z。
Description
本申请要求于2022年01月28日提交中国专利局、申请号为202210109956.X、发明名称为“一种数据处理方法和数据处理装置”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过应用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及通信领域,尤其涉及一种数据处理方法和数据处理装置。
背景技术
在5G、云计算、大数据和人工智能等持续推动下,光通信系统及光传输网(opticaltransport network,OTN)正朝着大容量和超高速方向发展。采用前向纠错编码(forwarderror correction,FEC)对传输的数据进行纠错,能够解决传输误码,从接收数据中恢复出发送端发送的原始数据。
当前提出有一种级联FEC的传输方案,发端设备和发端处理模块通过连接单元接口(attachment unit interface,AUI)连接。发端设备对待传输数据进行第一FEC编码,并将第一FEC编码后的数据发送至发端处理模块。发端处理模块对第一FEC编码后的数据再进行第二FEC编码,并将第二FEC编码后的数据通过信道传输至数据接收端。具体地,发端处理模块会收到多路数据流,要分别先对多路数据流先进行卷积交织,再对卷积交织后的每一路数据流进行第二FEC编码。应理解,为了提升性能应当使得参与第二FEC编码的一路数据流来自于第一FEC编码后的多个码字,不过这需要采用时延较长的卷积交织来实现,在要求低时延的场景下应用效果不理想。
发明内容
本申请实施例提供了一种数据处理方法及数据处理装置。可以在采用较低时延的场景下获得较好的级联FEC方案性能。
第一方面,本申请提供了一种数据处理方法,该方法包括如下步骤。首先,对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流。其中,n为大于1的整数,n条通道数据流都经过第一FEC编码。第一FEC编码后的每a个码字分布在b条通道数据流中,a≤b≤n,n能被b整除,a为大于或等于1的整数。每条第一数据流中连续的z个符号来自z个不同的码字,z为大于1的整数。之后,对n条第一数据流中的每K条第一数据流进行复用得到1条第二数据流,以得到共m条第二数据流。其中,n条第一数据流包括G个第一数据流子集,不同第一数据流子集中的符号来自不同码字,m=n/K,K为大于1的整数,G为大于1的整数。每条第二数据流中连续的y个符号来自y个不同的码字,y>z。若K≤G,则K条第一数据流分别来自K个第一数据流子集。若K>G,则K条第一数据流包括每个第一数据流子集中的K/G条第一数据流。
在该实施方式中,n路通道数据流都为经过外码编码后的码字流,在对n路数据流分别进行卷积交织处理,并对卷积交织后的n路数据流进行数据流复用为m路第二数据流,随后进行内码编码。采用本申请提供的数据交织和复用处理方案,通过较短的时延就能实现复用处理后的m路数据流在连续输出的多个符号来自多个不同的外码码字,使得级联FEC方案在保证较好性能的基础上也有助于降低数据交织的时延。也就是说,本申请中卷积交织处理与数据复用相结合的方案使得级联FEC方案的整体时延较低,更适用于要求低时延的应用场景。
在一些可能的实施方式中,对1条通道数据流进行卷积交织得到1条第一数据流包括:根据p条延迟线对1条通道数据流进行延迟得到1条第一数据流。其中,p为大于1的整数,每条延迟线包括的存储单元数量各不相同。存储单元数量最小的延迟线包括0个存储单元,每相邻两条延迟线的存储单元数量的差值为Q,每个存储单元用于存储d个符号,z=p*d。每条通道数据流中的符号按照p条延迟线的序号依次输入p条延迟线,每条延迟线单次输入d个符号且单次输出d个符号,1条第一数据流中连续的p*d个符号包括每条延迟线输出的d个符号。Q为大于或等于1的整数,d为大于或等于1的整数。在该实施方式中,提供了一种卷积交织的具体实现方式,提高了本方案的实用性。
在一些可能的实施方式中,p条延迟线中序号最大的延迟线包括0个存储单元。其中,d(p*Q+1)≥a*N/b,d≤a,N为码字的长度,从而可以实现每条第一数据流中连续的z个符号来自z个不同的码字。
在一些可能的实施方式中,p条延迟线中序号最小的延迟线包括0个存储单元。其中,d(p*Q-1)≥a*N/b,d≤a,N为码字的长度,从而可以实现每条第一数据流中连续的z个符号来自z个不同的码字。
在一些可能的实施方式中,若K≤G,则y=K*z;若K>G,则y=G*z。采用这种复用方式可以保证在多个不同应用场景中都能实现y>z,通过较低的时延就能实现较好的级联FEC方案的性能。
在一些可能的实施方式中,每条第二数据流包括多个第二数据流符号子集,每个第二数据流符号子集包括K组符号,每组符号包括Δ个符号。其中,每个第二数据流符号子集中相邻两组符号来自不同的第一数据流子集。若K≤G,则Δ为z的约数;若K>G,则Δ=z。
在该实施方式中,由于每个第二数据流符号子集中相邻两组符号来自不同的第一数据流子集,所以经过复用后的第二数据流中连续的y个符号来自不同的y个码字,其中,y>z(y=K*z或y=G*z)。应理解,如果只通过卷积交织想得到输出数据流中连续的y个符号来自不同的y个码字,所需要的延时较高。而本方案中,在减少了卷积交织所占用时长的基础上,结合复用处理仍能达到相当的性能。并且,进行复用处理所占用的时长较短,结合卷积交织和复用就可以通过更短的延时实现相当的性能。
在一些可能的实施方式中,每个第二数据流符号子集中第j组符号来自参与复用的K条第一数据流中第j条第一数据流,0≤j≤K-1。通过上述方式,提供了一种对参与复用的K条第一数据流进行选取的规则,保证了每个第二数据流符号子集中相邻两组符号来自不同的第一数据流子集。
在一些可能的实施方式中,若K>G,参与复用的K条第一数据流中相邻的2条第一数据流来自不同的第一数据流子集。通过上述方式,在K>G的场景下,提供了一种对参与复用的K条第一数据流进行选取的规则,保证了y=G*z。
在一些可能的实施方式中,若K>G,参与复用的每连续G条第一数据流分别来自不同的第一数据流子集。通过上述方式,在K>G的场景下,提供了一种对参与复用的K条第一数据流进行选取的规则,进一步保证了y=G*z。
在一些可能的实施方式中,n=32,K=2、4或8。通过上述方式,提供了复用器的几种具体类型,扩展了本方案的应用场景。
在一些可能的实施方式中,n=32,p=2、3、4、6或8,d=1或2。通过上述方式,提供了卷积交织器的几种具体类型,扩展了本方案的应用场景。
在一些可能的实施方式中,a=1或2,b=4、8、16。通过上述方式,提供了通道数据流的几种分布方式,扩展了本方案的应用场景。
在一些可能的实施方式中,对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流之前,方法还包括:对n条通道数据流进行通道重排序,以使得n条通道数据流按照预设顺序排列。
在一些可能的实施方式中,对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流之前,方法还包括:对n条通道数据流进行通道纠偏。在该实施方式中,提供了一种通道数据对齐的具体实现方式,增强了本方案的可实现性。
在一些可能的实施方式中,对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流之前,方法还包括:对n条通道数据流进行对齐,以使得n条通道数据流中的符号对齐。在该实施方式中,提供了另一种通道数据对齐的具体实现方式,增强了本方案的灵活性。
在一些可能的实施方式中,得到共m条第二数据流之后,方法还包括:对m条第二数据流分别进行第二FEC编码。第二FEC编码的信息位长度小于或等于y个符号。
第二方面,本申请提供了一种数据处理装置。该数据处理装置包括卷积交织器和复用器。卷积交织器用于:对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流。其中,n为大于1的整数,n条通道数据流都经过第一FEC编码。第一FEC编码后的每a个码字分布在b条通道数据流中,a≤b≤n,n能被b整除,a为大于或等于1的整数。每条第一数据流中连续的z个符号来自z个不同的码字,z为大于1的整数;复用器用于:对n条第一数据流中的每K条第一数据流进行复用得到1条第二数据流,以得到共m条第二数据流。其中,n条第一数据流包括G个第一数据流子集,不同第一数据流子集中的符号来自不同码字,m=n/K,K为大于1的整数,G为大于1的整数。每条第二数据流中连续的y个符号来自y个不同的码字,y>z。若K≤G,则K条第一数据流分别来自K个第一数据流子集。若K>G,则K条第一数据流包括每个第一数据流子集中的K/G条第一数据流。
在一些可能的实施方式中,卷积交织器具体用于:根据p条延迟线对1条通道数据流进行延迟得到1条第一数据流。其中,p为大于1的整数,每条延迟线包括的存储单元数量各不相同。存储单元数量最小的延迟线包括0个存储单元,每相邻两条延迟线的存储单元数量的差值为Q,每个存储单元用于存储d个符号,z=p*d。每条通道数据流中的符号按照p条延迟线的序号依次输入p条延迟线,每条延迟线单次输入d个符号且单次输出d个符号,1条第一数据流中连续的p*d个符号包括每条延迟线输出的d个符号,Q为大于或等于1的整数,d为大于或等于1的整数。
在一些可能的实施方式中,p条延迟线中序号最大的延迟线包括0个存储单元,其中,d(p*Q+1)≥a*N/b,N为码字的长度,d≤a。
在一些可能的实施方式中,p条延迟线中序号最小的延迟线包括0个存储单元,其中,d(p*Q-1)≥a*N/b,N为码字的长度,d≤a。
在一些可能的实施方式中,若K≤G,则y=K*z;若K>G,则y=G*z。
在一些可能的实施方式中,每条第二数据流包括多个第二数据流符号子集,每个第二数据流符号子集包括K组符号,每组符号包括Δ个符号。其中,每个第二数据流符号子集中相邻两组符号来自不同的第一数据流子集。若K≤G,则Δ为z的约数;若K>G,则Δ=z。
在一些可能的实施方式中,每个第二数据流符号子集中第j组符号来自参与复用的K条第一数据流中第j条第一数据流,0≤j≤K-1。
在一些可能的实施方式中,若K>G,参与复用的K条第一数据流中相邻的2条第一数据流来自不同的第一数据流子集。
在一些可能的实施方式中,若K>G,参与复用的每连续G条第一数据流分别来自不同的第一数据流子集。
在一些可能的实施方式中,n=32,K=2、4或8。
在一些可能的实施方式中,n=32,p=2、3、4、6或8,d=1或2。
在一些可能的实施方式中,a=1或2,b=4、8、16。
在一些可能的实施方式中,数据处理装置还包括通道重排序单元,对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流之前,通道重排序单元用于:对n条通道数据流进行通道重排序,以使得n条通道数据流按照预设顺序排列。
在一些可能的实施方式中,数据处理装置还包括通道数据对齐单元,对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流之前,通道数据对齐单元用于:对n条通道数据流进行通道纠偏。
在一些可能的实施方式中,数据处理装置还包括通道数据对齐单元,对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流之前,通道数据对齐单元用于:对n条通道数据流进行对齐,以使得n条通道数据流中的符号对齐。
在一些可能的实施方式中,数据处理装置还包括编码器,得到共m条第二数据流之后,编码器用于:对m条第二数据流分别进行第二FEC编码,第二FEC编码的信息位长度小于或等于y个符号。
第三方面,本申请提供了一种数据处理方法,该方法包括如下步骤。对n条通道数据流进行交织处理得到m条目标数据流,n为4的倍数。n条通道数据流都经过第一前向纠错FEC编码,第一FEC编码后的每a个码字分布在b条通道数据流中,a≤b≤n,n能被b整除。每条目标数据流中连续的F个符号来自F个不同的码字,F>a。每条目标数据流中连续的F个符号至少来自K1条不同的通道数据流,每条目标数据流中连续的F个符号来自n条通道数据流对齐的n个符号中最多K2个符号,K1和K2为n的约数,K2为K1的约数。每条目标数据流中连续的F个符号中最多有K3个符号来自相同的通道数据流, 表示对F/K1的商进行向上取整的整数,K3个符号中任意两个符号在同一通道数据流上相隔至少K4个符号,K4≥a*N*K2/n,其中N为码字长度。
在一些可能的实施方式中,K1=n/4,K2=n/16。
在一些可能的实施方式中,对n条通道数据流进行交织处理得到m条目标数据流包括:对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流。每条第一数据流中连续的z个符号来自至少e个不同的码字,z为大于1的整数,a≤e≤F,e*k2≥F。每条第一数据流中连续的z个符号中最多k1/k2个符号来自同一个码字。对n条第一数据流中的每K1条第一数据流进行分组交织得到S条目标数据流,以得到共m条目标数据流。其中,S为大于或等于1的整数,m=S*n/K1,S≥k1/k2,n条第一数据流包括K1个第一数据流分组,同一第一数据流分组中每两条第一数据流的符号来自相同的码字,K1条第一数据流分别来自K1个第一数据流分组。
在一些可能的实施方式中,对1条通道数据流进行卷积交织得到1条第一数据流包括:根据p条延迟线对1条通道数据流进行延迟得到1条第一数据流。p为大于1的整数,p*a≥F/k2,每条延迟线包括的存储单元数量各不相同,存储单元数量最小的延迟线包括0个存储单元,每相邻两条延迟线的存储单元数量的差值为Q,每个存储单元用于存储d个符号,z=p*d。每条通道数据流中的符号按照p条延迟线的序号依次输入p条延迟线,每条延迟线单次输入d个符号且单次输出d个符号,1条第一数据流中连续的p*d个符号包括每条延迟线输出的d个符号,Q为大于或等于1的整数,d为大于或等于1的整数,d≤a。
在一些可能的实施方式中,p条延迟线中序号最大的延迟线包括0个存储单元,其中,d(p*Q+1)≥K4。
在一些可能的实施方式中,p条延迟线中序号最小的延迟线包括0个存储单元,其中,d(p*Q-1)≥K4。
在一些可能的实施方式中,参与分组交织的K条第一数据流包括第一符号矩阵,第一符号矩阵包括K行B列个符号,B=R*p*d,R为大于或等于1的整数,经过分组交织后的S条目标数据流包括第二符号矩阵,第二符号矩阵包括S行F列个符号,K*B=S*F。第一符号矩阵中的符号至少来自F个不同码字,且第一符号矩阵中最多有R*K1/K2个符号来自相同的码字。
在一些可能的实施方式中,第二符号矩阵中每行的F个符号来自第一符号矩阵中至少列,且列中每列最多取K2个符号,表示对F/K2的商进行向上取整的整数。第二符号矩阵中每行的F个符号包括第一符号矩阵中每行的至少个符号,表示对F/K1的商进行向下取整的整数,且第二符号矩阵中每行的F个符号包括第一符号矩阵中每行的最多个符号,表示对F/K的商进行向上取整的整数。
在一些可能的实施方式中,第二符号矩阵的每一行中来自第一符号矩阵奇数列的符号分别位于第一符号矩阵的不同行。第二符号矩阵的每一行中来自第一符号矩阵偶数列的符号位于第一符号矩阵的不同行。
在一些可能的实施方式中,第二符号矩阵的每一行中由延迟取值相同的延迟线输出的符号来自第一符号矩阵的不同行。
在一些可能的实施方式中,第二符号矩阵的每一行的最多K3个符号来自第一符号矩阵的同一行,K3个符号中任意2个符号分别由延迟差值大于或等于2*Q*d的2条延迟线输出。
在一些可能的实施方式中,对n条通道数据流进行交织处理得到m条目标数据流包括:对n条通道数据流进行第一分组交织得到T条第一数据流,每条第一数据流中连续的C个符号至少来自E个不同的码字,T=n/K1,C为a的倍数,E≥K2*a。对T条第一数据流进行卷积交织得到T条第二数据流,每条第二数据流中连续的H个符号来自至少F个不同码字,F≥E,每条第二数据流中连续的H个符号最多K1/K2个符号来自相同码字。对T条第二数据流中每条第二数据流进行第二分组交织得到S条目标数据流,以得到共m条目标数据流,m=T*S,S≥k1/K2。
在一些可能的实施方式中,参与第一分组交织的n条通道数据流包括第三符号矩阵,第三符号矩阵包括n行A列个符号,A为a的倍数,经过第一分组交织后的T条第一数据流包括第四符号矩阵,第四符号矩阵包括T行C列个符号,T为n的约数,n*A=T*C。第三符号矩阵的一列中每连续T个符号为符号子矩阵,第四符号矩阵中每一列的T个符号分别与第三符号矩阵中每个符号子矩阵一一对应。
在一些可能的实施方式中,第三符号矩阵中的符号子矩阵按第一顺序排列,第三符号矩阵中每列的第1行到第n行包括按第一顺序排列的第1个符号子矩阵到第n/T个符号子矩阵,第三符号矩阵的相邻两列中前一列的第n/T个符号子矩阵到后一列的第1个符号子矩阵为按第一顺序排列的连续2个符号子矩阵,第四符号矩阵中第1列的T个符号来自第三符号矩阵中按第一顺序排列的第一个符号子矩阵,依次类推,直到第四符号矩阵中第C列的T个符号来自第三符号矩阵中按第一顺序排列的最后一个符号子矩阵。或者,第三符号矩阵中的符号子矩阵按第二顺序排列,第三符号矩阵中每T行的第1列到第A行包括按第二顺序排列的第1个符号子矩阵到第A个符号子矩阵,第三符号矩阵的相邻两个连续T行中前T行的第A个符号子矩阵到后T行的第1个符号子矩阵为按第二顺序排列的连续2个符号子矩阵,第四符号矩阵中第1列的T个符号来自第三符号矩阵中按第二顺序排列的第一个符号子矩阵,依次类推,直到第四符号矩阵中第C列的T个符号来自第三符号矩阵中按第二顺序排列的最后一个符号子矩阵。
在一些可能的实施方式中,对1条第一数据流进行卷积交织得到1条第二数据流包括:根据p条延迟线对1条第一数据流进行延迟得到1条第二数据流,p为大于1的整数,p*E≥F,每条延迟线包括的存储单元数量各不相同,存储单元数量最小的延迟线包括0个存储单元,每相邻两条延迟线的存储单元数量的差值为Q,每个存储单元用于存储C个符号,p*C=H,每条第一数据流中的符号按照p条延迟线的序号依次输入p条延迟线,每条延迟线单次输入C个符号且单次输出C个符号,1条第二数据流中连续的p*C个符号包括每条延迟线输出的C个符号,Q为大于或等于1的整数。
在一些可能的实施方式中,p条延迟线中序号最大的延迟线包括0个存储单元,其中,C(p*Q+1)≥K1*K4。
在一些可能的实施方式中,p条延迟线中序号最小的延迟线包括0个存储单元,其中,C(p*Q-1)≥K1*K4。
在一些可能的实施方式中,每条第二数据流包括R个符号集合,每个符号集合包括p个符号子集,每个符号子集包括C个符号,p个符号子集分别由p条延迟线输出,每个符号集合中的符号来自至少F个不同码字,每条目标数据流包括F个符号,R*p*C=S*F,R为大于或等于的整数。目标数据流中F个符号来自至少个不同的符号子集,且个不同的符号子集中每个符号子集最多取K2*a个符号,表示对F/(K2*a)的商进行向上取整的整数。
在一些可能的实施方式中,目标数据流中F个符号包括来自第一符号子集中的第一组符号和来自第二符号子集的第二组符号,第一符号子集和第二符号子集属于同一个符号集合,第一符号子集和第二符号子集分别由两条相邻的延迟线输出,第一符号子集中的符号和第二符号子集中的符号分别按次序排列,第一组符号在第一符号子集中的次序与第二组符号在第二符号子集中的次序不同。目标数据流中F个符号包括来自第三符号子集中的第三组符号和来自第四符号子集的第四组符号,第三符号子集和第四符号子集属于不同的符号集合,第三符号子集和第四符号子集由同一条延迟线输出,第三符号子集中的符号和第四符号子集中的符号分别按次序排列,第三组符号在第三符号子集中的次序与第四组符号在第四符号子集中的次序不同。
在一些可能的实施方式中,每条目标数据流中F个符号最多有个符号来自相同的符号集合,表示对F/R的商进行向上取整的整数。
在一些可能的实施方式中,得到共m条目标数据流之后,方法还包括:对m条目标数据流分别进行第二FEC编码,第二FEC编码的信息位长度等于F个符号。
第四方面,本申请提供了一种数据处理装置,该数据处理装置包括交织模块。交织模块用于:对n条通道数据流进行交织处理得到m条目标数据流,n为4的倍数,n条通道数据流都经过第一前向纠错FEC编码,第一FEC编码后的每a个码字分布在b条通道数据流中,a≤b≤n,n能被b整除。每条目标数据流中连续的F个符号来自F个不同的码字,F>a。每条目标数据流中连续的F个符号至少来自K1条不同的通道数据流,每条目标数据流中连续的F个符号来自n条通道数据流对齐的n个符号中最多K2个符号,K1和K2为n的约数,K2为K1的约数。每条目标数据流中连续的F个符号中最多有K3个符号来自相同的通道数据流, 表示对F/K1的商进行向上取整的整数,K3个符号中任意两个符号在同一通道数据流上相隔至少K4个符号,K4≥a*N*K2/n,其中N为码字长度。
在一些可能的实施方式中,K1=n/4,K2=n/16。
在一些可能的实施方式中,交织模块包括卷积交织器和分组交织器。卷积交织器用于:对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流,每条第一数据流中连续的z个符号来自至少e个不同的码字,z为大于1的整数,a≤e≤F,e*k2≥F,每条第一数据流中连续的z个符号中最多k1/k2个符号来自同一个码字。分组交织器用于:对n条第一数据流中的每K1条第一数据流进行分组交织得到S条目标数据流,以得到共m条目标数据流,其中,S为大于或等于1的整数,m=S*n/K1,S≥k1/k2,n条第一数据流包括K1个第一数据流分组,同一第一数据流分组中每两条第一数据流的符号来自相同的码字,K1条第一数据流分别来自K1个第一数据流分组。
在一些可能的实施方式中,卷积交织器具体用于:根据p条延迟线对1条通道数据流进行延迟得到1条第一数据流,p为大于1的整数,p*a≥F/k2,每条延迟线包括的存储单元数量各不相同,存储单元数量最小的延迟线包括0个存储单元,每相邻两条延迟线的存储单元数量的差值为Q,每个存储单元用于存储d个符号,z=p*d。每条通道数据流中的符号按照p条延迟线的序号依次输入p条延迟线,每条延迟线单次输入d个符号且单次输出d个符号,1条第一数据流中连续的p*d个符号包括每条延迟线输出的d个符号,Q为大于或等于1的整数,d为大于或等于1的整数,d≤a。
在一些可能的实施方式中,p条延迟线中序号最大的延迟线包括0个存储单元,其中,d(p*Q+1)≥K4。
在一些可能的实施方式中,p条延迟线中序号最小的延迟线包括0个存储单元,其中,d(p*Q-1)≥K4。
在一些可能的实施方式中,参与分组交织的K条第一数据流包括第一符号矩阵,第一符号矩阵包括K行B列个符号,B=R*p*d,R为大于或等于1的整数,经过分组交织后的S条目标数据流包括第二符号矩阵,第二符号矩阵包括S行F列个符号,K*B=S*F。第一符号矩阵中的符号至少来自F个不同码字,且第一符号矩阵中最多有R*K1/K2个符号来自相同的码字。
在一些可能的实施方式中,第二符号矩阵中每行的F个符号来自第一符号矩阵中至少列,且列中每列最多取K2个符号,表示对F/K2的商进行向上取整的整数。第二符号矩阵中每行的F个符号包括第一符号矩阵中每行的至少个符号,表示对F/K1的商进行向下取整的整数,且第二符号矩阵中每行的F个符号包括第一符号矩阵中每行的最多个符号,表示对F/K的商进行向上取整的整数。
在一些可能的实施方式中,第二符号矩阵的每一行中来自第一符号矩阵奇数列的符号分别位于第一符号矩阵的不同行,第二符号矩阵的每一行中来自第一符号矩阵偶数列的符号位于第一符号矩阵的不同行。
在一些可能的实施方式中,第二符号矩阵的每一行中由延迟取值相同的延迟线输出的符号来自第一符号矩阵的不同行。
在一些可能的实施方式中,第二符号矩阵的每一行的最多K3个符号来自第一符号矩阵的同一行,K3个符号中任意2个符号分别由延迟差值大于或等于2*Q*d的2条延迟线输出。
在一些可能的实施方式中,卷积交织模块包括第一分组交织器、卷积交织器和第二分组交织器。第一分组交织器用于:对n条通道数据流进行第一分组交织得到T条第一数据流,每条第一数据流中连续的C个符号至少来自E个不同的码字,T=n/K1,C为a的倍数,E≥K2*a。卷积交织器用于:对T条第一数据流进行卷积交织得到T条第二数据流,每条第二数据流中连续的H个符号来自至少F个不同码字,F≥E,每条第二数据流中连续的H个符号最多K1/K2个符号来自相同码字。第二分组交织器用于:对T条第二数据流中每条第二数据流进行第二分组交织得到S条目标数据流,以得到共m条目标数据流,m=T*S,S≥k1/K2。
在一些可能的实施方式中,参与第一分组交织的n条通道数据流包括第三符号矩阵,第三符号矩阵包括n行A列个符号,A为a的倍数,经过第一分组交织后的T条第一数据流包括第四符号矩阵,第四符号矩阵包括T行C列个符号,T为n的约数,n*A=T*C。第三符号矩阵的一列中每连续T个符号为符号子矩阵,第四符号矩阵中每一列的T个符号分别与第三符号矩阵中每个符号子矩阵一一对应。
在一些可能的实施方式中,第三符号矩阵中的符号子矩阵按第一顺序排列,第三符号矩阵中每列的第1行到第n行包括按第一顺序排列的第1个符号子矩阵到第n/T个符号子矩阵,第三符号矩阵的相邻两列中前一列的第n/T个符号子矩阵到后一列的第1个符号子矩阵为按第一顺序排列的连续2个符号子矩阵,第四符号矩阵中第1列的T个符号来自第三符号矩阵中按第一顺序排列的第一个符号子矩阵,依次类推,直到第四符号矩阵中第C列的T个符号来自第三符号矩阵中按第一顺序排列的最后一个符号子矩阵。或者,第三符号矩阵中的符号子矩阵按第二顺序排列,第三符号矩阵中每T行的第1列到第A行包括按第二顺序排列的第1个符号子矩阵到第A个符号子矩阵,第三符号矩阵的相邻两个连续T行中前T行的第A个符号子矩阵到后T行的第1个符号子矩阵为按第二顺序排列的连续2个符号子矩阵,第四符号矩阵中第1列的T个符号来自第三符号矩阵中按第二顺序排列的第一个符号子矩阵,依次类推,直到第四符号矩阵中第C列的T个符号来自第三符号矩阵中按第二顺序排列的最后一个符号子矩阵。
在一些可能的实施方式中,卷积交织器具体用于:根据p条延迟线对1条第一数据流进行延迟得到1条第二数据流,p为大于1的整数,p*E≥F,每条延迟线包括的存储单元数量各不相同,存储单元数量最小的延迟线包括0个存储单元,每相邻两条延迟线的存储单元数量的差值为Q,每个存储单元用于存储C个符号,p*C=H。每条第一数据流中的符号按照p条延迟线的序号依次输入p条延迟线,每条延迟线单次输入C个符号且单次输出C个符号,1条第二数据流中连续的p*C个符号包括每条延迟线输出的C个符号,Q为大于或等于1的整数。
在一些可能的实施方式中,p条延迟线中序号最大的延迟线包括0个存储单元,其中,C(p*Q+1)≥K1*K4。
在一些可能的实施方式中,p条延迟线中序号最小的延迟线包括0个存储单元,其中,C(p*Q-1)≥K1*K4。
在一些可能的实施方式中,每条第二数据流包括R个符号集合,每个符号集合包括p个符号子集,每个符号子集包括C个符号,p个符号子集分别由p条延迟线输出,每个符号集合中的符号来自至少F个不同码字,每条目标数据流包括F个符号,R*p*C=S*F,R为大于或等于的整数。目标数据流中F个符号来自至少个不同的符号子集,且个不同的符号子集中每个符号子集最多取K2*a个符号,表示对F/(K2*a)的商进行向上取整的整数。
在一些可能的实施方式中,目标数据流中F个符号包括来自第一符号子集中的第一组符号和来自第二符号子集的第二组符号,第一符号子集和第二符号子集属于同一个符号集合,第一符号子集和第二符号子集分别由两条相邻的延迟线输出,第一符号子集中的符号和第二符号子集中的符号分别按次序排列,第一组符号在第一符号子集中的次序与第二组符号在第二符号子集中的次序不同。目标数据流中F个符号包括来自第三符号子集中的第三组符号和来自第四符号子集的第四组符号,第三符号子集和第四符号子集属于不同的符号集合,第三符号子集和第四符号子集由同一条延迟线输出,第三符号子集中的符号和第四符号子集中的符号分别按次序排列,第三组符号在第三符号子集中的次序与第四组符号在第四符号子集中的次序不同。
在一些可能的实施方式中,每条目标数据流中F个符号最多有个符号来自相同的符号集合,表示对F/R的商进行向上取整的整数。
在一些可能的实施方式中,数据处理装置还包括编码器,得到共m条目标数据流之后,编码器用于:对m条目标数据流分别进行第二FEC编码,第二FEC编码的信息位长度等于F个符号。
第五方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有计算机程序,其中,计算机程序被硬件执行时能够实现上述第一方面或第三方面中任意一种方法的部分或全部步骤。
本申请实施例中,n路通道数据流都为经过外码编码后的码字流,在对n路数据流分别进行卷积交织处理,并对卷积交织后的n路数据流进行数据流复用为m路第二数据流,随后进行内码编码。采用本申请提供的数据交织和复用处理方案,通过较短的时延就能实现复用处理后的m路数据流在连续输出的多个符号来自多个不同的外码码字,使得级联FEC方案在保证较好性能的基础上也有助于降低数据交织的时延。也就是说,本申请中卷积交织处理与数据复用相结合的方案使得级联FEC方案的整体时延较低,更适用于要求低时延的应用场景。
附图说明
图1为本申请实施例应用的一种通信系统示意图;
图2为图1所示通信系统中一种数据传输的过程示意图;
图3(a)为本申请实施例中发端处理模块的第一种数据处理示意图;
图3(b)为本申请实施例中发端处理模块的第二种数据处理示意图;
图3(c)为本申请实施例中发端处理模块的第三种数据处理示意图;
图3(d)为本申请实施例中发端处理模块的第四种数据处理示意图;
图3(e)为本申请实施例中通道数据对齐处理的示意图;
图3(f)为本申请实施例中发端处理模块的第五种数据处理示意图;
图3(g)为本申请实施例中发端处理模块的第六种数据处理示意图;
图4(a)为本申请实施例中针对收端处理模块的第一种数据处理示意图;
图4(b)为本申请实施例中针对收端处理模块的第二种数据处理示意图;
图4(c)为本申请实施例中针对收端处理模块的第三种数据处理示意图;
图5为发端设备采用1×800G接口的32条PCS通道数据流的示意图;
图6为发端设备采用2×400G接口的32条PCS通道数据流的示意图;
图7为发端设备采用4×200G接口的32条PCS通道数据流的示意图;
图8为发端设备采用8×100G接口的32条FEC通道数据流的一种示意图;
图9为发端设备采用8×100G接口的32条FEC通道数据流的另一种示意图;
图10为本申请实施例提供的数据处理方法的一种流程示意图;
图11为本申请实施例中对n条通道数据流分别进行卷积交织的一种结构示意图;
图12(a)为本申请实施例中卷积交织器的第一种结构示意图;
图12(b)为本申请实施例中卷积交织器的第二种结构示意图;
图13为本申请实施例中对n条第一数据流进行复用的一种结构示意图;
图14为本申请实施例中复用器的第一种结构示意图;
图15为本申请实施例中对m条第二数据流进行FEC编码的一种结构示意图;
图16(a)为本申请实施例中卷积交织器的第三种结构示意图;
图16(b)为本申请实施例中卷积交织器的第四种结构示意图;
图17(a)为本申请实施例中复用器的第二种结构示意图;
图17(b)为本申请实施例中复用器的第三种结构示意图;
图17(c)为本申请实施例中复用器的第四种结构示意图;
图18(a)为本申请实施例中卷积交织器的第五种结构示意图;
图18(b)为本申请实施例中卷积交织器的第六种结构示意图;
图19(a)为本申请实施例中卷积交织器的第七种结构示意图;
图19(b)为本申请实施例中卷积交织器的第八种结构示意图;
图20为本申请实施例中卷积交织器的第九种结构示意图;
图21为本申请实施例中卷积交织器的第十种结构示意图;
图22为本申请实施例中复用器的第五种结构示意图;
图23为本申请实施例中卷积交织器的第十一种结构示意图;
图24为本申请实施例中复用器的第六种结构示意图;
图25为本申请实施例中卷积交织器的第十二种结构示意图;
图26为本申请实施例中卷积交织器的第十三种结构示意图;
图27(a)为本申请实施例中卷积交织器的第十四种结构示意图;
图27(b)为本申请实施例中卷积交织器的第十五种结构示意图;
图28(a)为本申请实施例中卷积交织器的第十六种结构示意图;
图28(b)为本申请实施例中卷积交织器的第十七种结构示意图;
图29(a)为本申请实施例中卷积交织器的第十八种结构示意图;
图29(b)为本申请实施例中卷积交织器的第十九种结构示意图;
图30(a)为本申请实施例中卷积交织器的第二十种结构示意图;
图30(b)为本申请实施例中卷积交织器的第二十一种结构示意图;
图31(a)为本申请实施例中卷积交织器的第二十二种结构示意图;
图31(b)为本申请实施例中卷积交织器的第二十三种结构示意图;
图32(a)为本申请实施例中对n条第一数据流进行分组交织的一种结构示意图;
图32(b)为本申请实施例中分组交织器的一种结构示意图;
图33为本申请实施例中数据处理装置的一种结构示意图;
图34为本申请实施例提供的交织处理的一种流程示意图;
图35为本申请实施例中对n条第一数据流进行分组交织的一种结构示意图;
图36为本申请实施例中进行分组交织的一种实现方式示意图;
图37为客户侧接口为2×400GbE时通道对齐后数据流格式的示意图;
图38为分组交织的一种实现方式示意图;
图39为分组交织的另一种实现方式示意图;
图40为分组交织的另一种实现方式示意图;
图41为分组交织的另一种实现方式示意图;
图42为本申请实施例提供的交织处理的另一种流程示意图;
图43为本申请实施例中进行第一分组交织的一种实现方式示意图;
图44(a)为本申请实施例中进行第二分组交织的一种实现方式示意图;
图44(b)为本申请实施例中进行第二分组交织的一种具体实现方式示意图;
图45(a)为第一分组交织的一种实现方式示意图;
图45(b)为卷积交织的一种实现方式示意图;
图45(c)为卷积交织的另一种实现方式示意图;
图45(d)为第二分组交织的一种实现方式示意图;
图46(a)为卷积交织的另一种实现方式示意图;
图46(b)为卷积交织的另一种实现方式示意图;
图46(c)为第二分组交织的另一种实现方式示意图;
图47为第二分组交织的另一种实现方式示意图;
图48为第二分组交织的另一种实现方式示意图;
图49为第一分组交织的另一种实现方式示意图;
图50(a)为本申请实施例中数据处理装置的另一种结构示意图;
图50(b)为本申请实施例中数据处理装置的另一种结构示意图;
图51为本申请实施例中数据处理装置的另一种结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种数据处理方法及数据处理装置。可以在采用较低时延的场景下获得较好的级联FEC方案性能。需要说明的是,本申请说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等用于区别类似的对象,而非限定特定的顺序或先后次序。应该理解,上述术语在适当情况下可以互换,以便在本申请描述的实施例能够以除了在本申请描述的内容以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1为本申请实施例应用的一种通信系统示意图。如图1所示,该通信系统包括发端设备01、发端处理模块02、信道传输媒介03、收端处理模块04和收端设备05。以该通信系统是数据中心网络为例,发端设备01和收端设备05可以为交换机或路由器等设备,且发端设备01也称为位于发端的客户侧芯片(host chip),收端设备05也称为位于收端的客户侧芯片,信道传输媒介03可以为光纤。客户侧芯片有时也称为为客户侧设备(host device)。其中,发端设备01与发端处理模块02之间可以通过连接单元接口(attachment unitinterface,AUI)连接,收端设备05与收端处理模块04之间可以通过AUI连接。发端处理模块02和收端处理模块04可以为光模块(optical module)、电模块、连接器(connector)或其他在数据发送过程中对数据进行处理的模块。例如,该处理模块可以为800LR模块(800LRmodule,一种相干光模块)。并且,该通信系统中的发端设备01、发端处理模块02、信道传输媒介03、收端处理模块04和收端设备05均可以支持双向传输,也可以支持单向传输,具体此处不做限定。
图2为图1所示通信系统中一种数据传输的过程示意图。如图2所示,在从发端设备01向收端设备05传输数据的过程中,发端设备01用于对该数据进行外码编码,然后向发端处理模块02传输经过外码编码的数据。发端处理模块02用于对经过外码编码的数据进行内码编码,得到经过外码编码和内码编码的数据,并将经过外码编码和内码编码的数据传输至信道传输媒介03。信道传输媒介03用于将经过外码编码和内码编码的数据传输至收端处理模块04。收端处理模块04用于对经过外码编码和内码编码的数据进行内码译码,并向收端设备05传输经过内码译码的数据。收端设备05用于对经过内码译码的数据进行外码译码。
应理解,内码中的“内”和外码中的“外”只是基于对数据进行操作的执行主体相对于信道传输媒介03的距离的远近来区分的。对内码进行操作的执行主体较靠近信道传输媒介,对外码进行操作的执行主体较远离信道传输媒介。在本申请实施例中,由于数据从发端设备01发出后经过发端处理模块02传输至信道传输媒介03,然后从信道传输媒介03经过收端处理模块04传输至收端设备05。经发端设备01编码的数据相对于经发端处理模块02编码的数据离信道传输媒介03较远,经收端设备05译码的数据相对于经收端处理模块04译码的数据离信道传输媒介03较远。因此经发端设备01编码的数据称为经过外码编码的数据,经发端处理模块02编码的数据称为经过内码编码的数据,经收端设备05译码的数据称为经过外码译码的数据,经收端处理模块04译码的数据称为经过内码译码的数据。在一种可能的实施方式中,上述的内码编码和外码编码都是采用FEC编码的方式,从而形成一种级联FEC的传输方案。例如,发端设备01可以采用RS码进行外码编码,发端处理模块02可以采用汉明(Hamming)码进行内码编码。又例如,发端设备01可以采用RS码进行外码编码,发端处理模块02可以采用博斯-查德胡里-霍昆格姆(Bose–Chaudhuri–Hocquenghem,BCH)码进行内码编码。
需要说明的是,以上内容是对本申请实施例提供的数据交织方法的应用场景的示例性说明,并不构成对于数据交织方法的应用场景的限定,本领域普通技术人员可知,随着业务需求的改变,其应用场景可以根据应用需求进行调整,本申请实施例对其不做一一列举。
对于上述采用级联FEC的传输方案,本申请设计一种包含“卷积交织”和“复用”的数据处理方案,以实现整体级联FEC方案性能较好且时延较低。使得该级联FEC传输方案能够应用于较多的传输场景,尤其适用于对需要较低传输时延的传输场景,如低时延数据中心互联场景。其中,数据处理是通过上述的发端处理模块02来实现的。
图3(a)为本申请实施例中发端处理模块的第一种数据处理示意图。如图3(a)所示,发端处理模块的物理媒体附加子层(Physical Medium Attachment,PMA)子层对来自多个同步的客户通道(client lane)的数据进行处理后,可以得到n条经过外码编码的物理编码子层(Physical Coding Sublayer,PCS)或FEC通道数据流,并进行标识锁定(alignmentlock)和通道数据对齐处理得到对齐的n条通道数据流。然后根据对齐标识(Alignmentmarker)对n条通道的数据进行通道重排序(lane reorder)处理,使得n条通道的数据能够按照指定的顺序排列。经通道重排序的n条通道数据流送入所设计的包括卷积交织(convolutional interleaving)和复用(muxing)的处理器进行打乱数据顺序处理后送入内码编码器进行内码编码。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。该数据处理可包括调制映射(mapping),信道交织(channelinterleaving),偏振划分(polarization distribution)或DSP成帧处理(framing)等。其中,这里n为大于1的正整数。
图3(b)为本申请实施例中发端处理模块的第二种数据处理示意图。如图3(b)所示,在有些实际应用场景中,经过通道数据对齐处理得到对齐的n条通道数据流已满足指定的顺序排列。此时不需要再进行通道重排序,直接将对齐的n条通道数据流送入所设计的包含卷积交织和复用的处理器进行交织打乱数据顺序处理后送入内码编码器进行内码编码。
应理解,在一些可能的实施方式中,区别于上述图3(a)和图3(b)所介绍的数据处理流程,经过通道数据对齐处理得到对齐的n条通道数据流也可以不进行卷积交织,直接进行复用处理,并送入内码编码器进行内码编码。
图3(c)为本申请实施例中发端处理模块的第三种数据处理示意图。如图3(c)所示,区别于上述图3(a)所示的数据处理流程,经通道重排序后的n条通道数据流不进行卷积交织,直接进行复用处理,并送入内码编码器进行内码编码。
图3(d)为本申请实施例中发端处理模块的第四种数据处理示意图。如图3(d)所示,区别于上述图3(b)所示的数据处理流程,经通道数据对齐处理后的n条通道数据流不进行卷积交织,直接进行复用处理,并送入内码编码器进行内码编码。
图3(e)为本申请实施例中通道数据对齐处理的示意图。应理解,上述“通道数据对齐处理”可以是采用现有标准定义的通道纠偏处理(lane de-skew),使得其输出的n条通道数据流的数据是完全对齐的。或者,上述“通道数据对齐处理”也可以仅是通道符号对齐,使得其输出的n条通道数据流上的数据是基于外码符号对齐,具体可以是基于一个外码符号对齐,也可以是基于多个外码符号对齐。图3(e)以两条通道数据流为例说明上述“通道数据对齐处理”具体操作,其假设外码是RS码,且一个RS码符号长度为10比特。其中,图3(e)中的场景(a)表明两条通道数据流存在偏差75个比特,AM0和AM1分别是通道数据流0和通道数据流1的对齐标识。图3(e)中的场景(b)是采用现有标准定义的通道纠偏处理(lane de-skew),使得其输出后的通道数据流0和通道数据流1不存在偏差。图3(e)中的场景(c)是采用基于1个RS符号对齐处理,使得其输出后的通道数据流0的1个RS符号和通道数据流1的1个RS符号是对齐的,此时两个通道仍存在70比特的偏差。图3(e)中的场景(d)是一种采用基于2个RS符号对齐处理,使得其输出后的通道数据流0的2个RS符号和通道数据流1的2个RS符号是对齐的,此时两个通道仍存在60比特的偏差。
图3(f)为本申请实施例中发端处理模块的第五种数据处理示意图。如图3(f)所示,发端处理模块的物理媒体附加子层(Physical Medium Attachment,PMA)子层对来自多个同步的客户通道(client lane)的数据进行处理后,可以得到n条经过外码编码的物理编码子层(Physical Coding Sublayer,PCS)或FEC通道数据流,并进行标识锁定(alignmentlock)和通道数据对齐处理得到对齐的n条通道数据流。然后根据对齐标识(Alignmentmarker)对n条通道的数据进行通道重排序(lane reorder)处理,使得n条通道的数据能够按照指定的顺序排列。经通道重排序的n条通道数据流送入所设计的包含卷积交织(convolutional interleaving)和分组交织(block interleaving)的处理器进行交织打乱数据顺序处理后送入内码编码器进行内码编码。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。该数据处理可包括调制映射(mapping),信道交织(channelinterleaving),偏振划分(polarization distribution)或DSP成帧处理(framing)等。其中,这里n为大于1的正整数。
图3(g)为本申请实施例中发端处理模块的第六种数据处理示意图。如图3(g)所示,发端处理模块的物理媒体附加子层(Physical Medium Attachment,PMA)子层对来自多个同步的客户通道(client lane)的数据进行处理后,可以得到n条经过外码编码的物理编码子层(Physical Coding Sublayer,PCS)或FEC通道数据流,统称通道数据流,并进行标识锁定(alignment lock)和通道数据对齐处理得到对齐的n条通道数据流。然后根据对齐标识(Alignment marker)对n条通道的数据进行通道重排序(lane reorder)处理,使得n条通道的数据能够按照指定的顺序排列。经通道重排序的n条通道数据流送入所设计的包含第一分组交织、卷积交织(convolutional interleaving)和第二分组交织处理器进行交织打乱数据顺序处理后送入内码编码器进行内码编码。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。该数据处理可包括调制映射(maPPing),信道交织(channelinterleaving),偏振划分(Polarization distribution)或DSP成帧处理(Framing)等。其中,这里n为大于1的正整数。
应理解,在有些实际应用场景中,RS外码编码是采用两个编码器编码后进行交织处理,比如采用双向交织(2-way interleavering),使得序号为偶数的通道数据流上的RS符号是按照“A B A B A B…”传输,而序号为奇数的通道数据流上的RS符号是按照“B A BA BA…”传输,其中A和B为不同编码器生成的两个RS符号。对于采用基于2个RS符号对齐处理,一种实现效果是使得同一时刻所有序号为偶数的通道数据流上的RS符号由相同编码器生成且所有序号为奇数的通道数据流上的RS符号由另一相同的编码器生成;另一种实现效果是同一时刻所有通道数据流上的RS符号均由相同编码器生成。这里不对具体方式进行限定。
图4(a)为本申请实施例中针对收端处理模块的第一种数据处理示意图。如图4(a)所示,收端处理模块接收来自信道传输媒介的数据流。当发端处理模块数据流是经过调制映射(mapping),信道交织(channel interleaving),偏振划分(polarizationdistribution)或DSP成帧处理(framing)等数据处理时,收端处理模块先进行相应的数据逆处理后再送入内码译码器进行译码。内码译码后数据流送入卷积解交织和解复用处理器处理后得到n条通道数据流,再送入PMA子层。PMA子层将数据流进行处理后送入收端设备进行外码译码。这里收端处理模块中卷积解交织(convolutional de-interleaving)和解复用(de-muxing)处理是发端处理模块中卷积交织和复用处理的逆操作。其中卷积解交织是发端处理模块中卷积交织的逆操作,解复用是发端处理模块中复用的逆操作。下面对发端处理模块中的卷积交织和复用处理进行详细描述。收端处理模块的卷积解交织和解复用处理是如图3(a)和图3(b)所示发端处理模块中卷积交织和复用处理的逆操作,本领域普通技术人员可知,此处不再赘述。
图4(b)为本申请实施例中针对收端处理模块的第二种数据处理示意图。如图4(b)所示,收端处理模块接收来自信道传输媒介的数据流。当发端处理模块数据流是经过调制映射(mapping),信道交织(channel interleaving),偏振划分(polarizationdistribution)或DSP成帧处理(framing)等数据处理时,收端处理模块先进行相应的数据逆处理后再送入内码译码器进行译码。内码译码后数据流送入解分组交织和解卷积交织处理器处理后得到n条通道数据流,再送入PMA子层。PMA子层将数据流进行处理后送入收端设备进行外码译码。这里收端处理模块中解分组交织和解卷积交织处理是如图3(f)所示发端处理模块中分组交织和卷积交织处理的逆操作。其中解卷积交织是发端处理模块中卷积交织的逆操作,解分组交织是发端处理模块中分组交织的逆操作。
图4(c)为本申请实施例中针对收端处理模块的第三种数据处理示意图。如图4(c)所示,收端处理模块接收来自信道传输媒介的数据流。当发端处理模块数据流是经过调制映射(mapping),信道交织(channel interleaving),偏振划分(Polarizationdistribution)或DSP成帧处理(Framing)等数据处理时,收端处理模块先进行相应的数据逆处理后再送入内码译码器进行译码。内码译码后数据流送入解第二分组交织、解卷积交织和解第一分组交织处理后得到n条通道数据流,再送入PMA子层。PMA子层将数据流进行处理后送入收端设备进行外码译码。这里收端处理模块中解第一分组交织、解卷积交织和解第二分组交织解处理分别是如图3(g)所示发端处理模块中第一分组交织,卷积交织和第二分组交织的逆操作。下面对发端处理模块中第一分组交织、卷积交织和第二分组交织处理进行详细描述。收端处理模块的解第一分组交织,卷积解交织和解第二分组交织分别是发端处理模块中第一分组交织,卷积交织和第二分组交织的逆操作,本领域普通技术人员可知,此处不再赘述。
下面首先提供几种本申请实施例可应用的几种具体场景。需要说明的是,为了便于介绍,下面各具体场景都以“通道数据对齐处理”采用通道纠偏处理为例进行描述。
图5为发端设备采用1×800G接口的32条PCS通道数据流的示意图。如图5所示,发端设备将待传输的1路800GbE业务数据流进行KP4 RS(544,514)码外码编码得到32条PCS通道(PCS lane)数据流。PCS通道数据流0-15中每条数据流间隔68个符号总共16*68=1088个符号,其包含了2个RS码码字。每条PCS通道数据流中相邻2个符号来自不同RS码码字,且相邻两条PCS通道数据流的同个位置的2个符号来自不同RS码码字。类似的,PCS通道数据流16-31中每条数据流间隔68个符号总共16*68=1088个符号,其包含了2个RS码码字。每条PCS通道数据流中相邻2个符号来自不同RS码码字,且相邻两条PCS通道数据流的同个位置的2个符号来自不同RS码码字。32条PCS通道数据流经PMA处理后通过连接单元接口800GAUI-8送入发端处理模块。
基于上述图3(a)所示的发端处理模块的数据处理示意图,发端处理模块利用PCS通道已知的对齐标识(Alignment marker)进行通道数据流的标识锁定(alignment lock)。这里32个通道的已知对齐标识各不相同(见《Ethernet Technology Consortium 800GSpecification》)。发端处理模块接着对32个通道数据流进行通道纠偏处理(lane de-skew)得到对齐的32条通道数据流。然后根据对齐标识对n=32条通道的数据进行通道重排序(lane reorder)处理,使得n=32条通道的数据能够按照指定的顺序排列。一种顺序是跟图5一样通道数据流从上往下按从0到31排序。
图6为发端设备采用2×400G接口的32条PCS通道数据流的示意图。如图6所示,发端设备将待传输的2路400GbE业务数据流进行KP4 RS(544,514)码外码编码得到2路总共32条PCS通道数据流,其中每路包括16条PCS通道数据流。PCS通道数据流0-15或PCS通道数据流16-31中每条数据流间隔68个符号总共16*68=1088个符号,其包含了2个RS码码字。每条PCS通道数据流中相邻2个符号来自不同RS码码字,且相邻两条PCS通道数据流的同个位置的2个符号来自不同RS码码字。32条PCS通道数据流经PMA处理后通过连接单元接口2×400GAUI-4送入发端处理模块。
基于上述图3(a)所示的发端处理模块的数据处理示意图,发端处理模块利用PCS通道0-15或PCS通道16-31已知的对齐标识(Alignment marker)进行16个通道数据流的标识锁定(alignment lock)。这里PCS通道0-15可认为是第0路400G中的PCS通道0-15,PCS通道16-31可认为是第1路400G中的PCS通道0-15。第0路400G中的16个通道已知的对齐标识和第1路中的16个通道已知的对齐标识相同。发端处理模块接着对32个通道数据流进行通道纠偏处理(lane de-skew)得到对齐的32条通道数据流。然后根据PCS通道0-15或PCS通道16-31的对齐标识对16条通道的数据进行通道重排序(lane reorder)处理,使得16条通道的数据能够按照指定的顺序排列。最后使得32条通道的数据能够按照指定的顺序排列。一种顺序是跟图6一样通道数据流从上往下按从0到31排序。
图7为发端设备采用4×200G接口的32条PCS通道数据流的示意图。如图7所示,发端设备将待传输的4路200GbE业务数据流进行KP4 RS(544,514)码外码编码得到4路总共32条PCS通道数据流,其中每路包括8条PCS通道数据流。PCS通道数据流0-7、PCS通道数据流8-15、PCS通道数据流16-23或PCS通道数据流24-31中每条数据流间隔136个符号总共8*136=1088个符号,其包含了2个RS码码字。每条PCS通道数据流中相邻2个符号来自不同RS码码字,且相邻两条PCS通道数据流的同个位置的2个符号来自不同RS码码字。32条PCS通道数据流经PMA处理后通过连接单元接口4×200GAUI-2送入发端处理模块。
基于上述图3(a)所示的发端处理模块的数据处理示意图,发端处理模块利用PCS通道0-7、PCS通道8-15、PCS通道16-23或PCS通道24-31已知的对齐标识(Alignmentmarker)进行8个通道数据流的标识锁定(alignment lock)。这里PCS通道0-7、PCS通道8-15、PCS通道16-23或PCS通道24-31可分别认为是第0路、第1路、第2路或第3路200G中的PCS通道0-7。发端处理模块接着对32个通道数据流进行通道纠偏处理(lane de-skew)得到对齐的32条通道数据流。然后根据PCS通道0-7、PCS通道8-15、PCS通道16-23或PCS通道24-31的对齐标识对8条通道的数据进行通道重排序(lane reorder)处理,使得8条通道的数据能够按照指定的顺序排列。最后使得32条通道的数据能够按照指定的顺序排列。一种顺序是跟图7一样通道数据流从上往下按从0到31排序。
图8为发端设备采用8×100G接口的32条FEC通道数据流的一种示意图。如图8所示,发端设备将待传输8路100GbE业务数据流进行KP4 RS(544,514)码外码编码得到8路总共32条FEC通道(FEC lane)数据流,其中每路包括4条FEC通道数据流。当采用2个KP4 RS(544,514)码字交织的“100G RS-FEC-Int”模式时,FEC通道数据流0-3、FEC通道数据流4-7、FEC通道数据流8-11、FEC通道数据流12-15、FEC通道数据流16-19、FEC通道数据流20-23、FEC通道数据流24-27或FEC通道数据流28-31中每条数据流间隔272个符号总共4*272=1088个符号,其包含了2个RS码码字。每条FEC通道数据流中相邻2个符号来自不同RS码码字,且相邻两条FEC通道数据流的同个位置的2个符号来自不同RS码码字。32条FEC通道数据流经PMA处理后通过连接单元接口8×100GAUI-1送入发端处理模块。
图9为发端设备采用8×100G接口的32条FEC通道数据流的另一种示意图。如图9所示,区别于上述图8的场景,本场景中发端设备采用“100G RS-FEC”模式,FEC通道数据流0-3、FEC通道数据流4-7、FEC通道数据流8-11、FEC通道数据流12-15、FEC通道数据流16-19、FEC通道数据流20-23、FEC通道数据流24-27或FEC通道数据流28-31中每条数据流间隔136个符号总共4*136=544个符号,其包含了1个RS码码字。32条FEC通道数据流经PMA处理后通过连接单元接口8×100GAUI-1送入发端处理模块。
基于上述图3(a)所示的发端处理模块的数据处理示意图,发端处理模块利用FEC通道0-3、FEC通道4-7、FEC通道8-11、FEC通道12-15、FEC通道16-19、FEC通道20-23、FEC通道24-27或FEC通道28-31已知的对齐标识(Alignment marker)进行4个通道数据流的标识锁定(alignment lock)。这里FEC通道0-3、FEC通道4-7、FEC通道8-11、FEC通道12-15、FEC通道16-19、FEC通道20-23、FEC通道24-27或FEC通道28-31可分别认为是第0路、第1路、第2路、第3路、第4路、第5路、第6路或第7路100G中的FEC通道0-3。发端处理模块接着对32个通道数据流进行通道纠偏处理(lane de-skew)得到对齐的32条通道数据流。然后根据FEC通道0-3、FEC通道4-7、FEC通道8-11、FEC通道12-15、FEC通道16-19、FEC通道20-23、FEC通道24-27或FEC通道28-31的对齐标识对4条通道的数据进行通道重排序(lane reorder)处理,使得4条通道的数据能够按照指定的顺序排列。最后使得32条通道的数据能够按照指定的顺序排列。一种顺序是跟图8和图9一样通道数据流从上往下按从0到31排序。
图10为本申请实施例提供的数据处理方法的一种流程示意图。
1001、对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流。
本实施例中,通道数据流可以是PCS通道数据流或FEC通道数据流,具体此处不做限定。n条通道数据流都是经过第一FEC编码的数据流,也就是上文中介绍的经过外码编码的数据流,其中,n为大于1的整数。例如,该外码编码可以采用RS码,经过外码编码后的n条数据流可以包括多个RS码字。在实际应用中也可以采用其他的编码方式进行外码编码,为了便于描述,下文统一用RS码字来表示外码编码后生成的码字。应理解,经过外码编码后的每a个码字分布在b条通道数据流中,其中,a≤b≤n,n能被b整除,a为大于或等于1的整数。在上述图5-图9所示的不同应用场景中,a和b的取值也可能不同。以图5所示的应用场景为例,n=32,a=2,b=16,即每2个码字分布在16条通道数据流中。在图6-图9其他几个应用场景中a和b的取值可以通过附图推导得出,此处不再一一赘述。需要说明的是,本申请中外码码长取值是以符号为单位来统计的,其中,符号可以包括一个或多个比特。例如,外码为采用的KP4 RS(544,514)码,码长N=544个符号,一个符号包含10个比特。
作为一个示例,当a=1,表示在发端设备01处经过外码编码的码字不进行交织,直接分布在b条通道数据流中。如图9所示,a=1,发端设备01处经过外码KP4编码的N=544个符号的码字不进行交织,直接分布在b=4条通道数据流中,图9中所示的1个虚框中544个符号来自同一个KP4码字,且在每个虚框内一条通道数据流中连续的N/b=544/4=136个符号来自同一个KP4码字。
作为又一个示例,当a>1,表示在发端设备01处经过外码编码的a个码字先进行交织,再分布在b条通道数据流中。如图8所示,a=2,发端设备01处经过外码KP4编码的2个码字总共aN=2*544=1088个符号先进行双向符号交织(two-way symbol interleavering),再分布在b=4条通道数据流中,图8中所示的1个虚框中包含1088个符号来自a=2个KP4码字,在每个虚框内一条通道数据流中连续的2N/b=2*544/4=272个符号来自a=2个KP4码字且相邻两个符号来自不同的KP4码字。如图5所示,a=2,发端设备01处经过外码KP4编码的2个码字总共aN=2*544=1088个符号先进行双向符号交织,再分布在b=16条通道数据流中,图5中所示的1个虚框中包含1088个符号来自a=2个KP4码字,在每个虚框内一条通道数据流中连续的2N/b=2*544/16=68个符号来自a=2个KP4码字且相邻两个符号来自不同的KP4码字。
需要说明的是,经过卷积交织后每条第一数据流中连续的z个符号来自z个不同的码字,其中,z为大于1的整数。下面结合卷积交织的具体实现方式进行介绍。
图11为本申请实施例中对n条通道数据流分别进行卷积交织的一种结构示意图。如图11所示,可以通过n个卷积交织器分别对n条通道数据流进行卷积交织,每条通道数据流经过卷积交织后可以得到数据顺序打乱的第一数据流。需要说明的是,在本实施例中,每个卷积交织器都采用类似的方式对输入的通道数据流进行卷积交织。具体地,每个卷积交织器包括p条延迟线,每个卷积交织器根据p条延迟线对输入的通道数据流进行延迟得到第一数据流。其中,p为大于1的整数,每条延迟线包括的存储单元数量各不相同,存储单元数量最小的延迟线包括0个存储单元,每相邻两条延迟线的存储单元数量的差值为Q。每个存储单元用于存储d个符号,z=p*d。每条通道数据流中的符号按照p条延迟线的序号依次输入到p条延迟线,每条延迟线单次输入d个符号且单次输出d个符号,第一数据流中连续的p*d个符号包括每条延迟线输出的d个符号。其中,Q为大于或等于1的整数,d为大于或等于1的整数。例如,p条延迟线分别包括0个存储单元、Q个存储单元、2Q个存储单元、…、(p-1)Q个存储单元,每个存储单元用于存储d个符号,那么,p条延迟线分别对应p个延迟取值,延迟取值包括0个符号、Q×d个符号、2Q×d个符号、…、(p-1)Q×d个符号。需要说明的是,本申请中延迟取值是以符号为单位来统计的,其中,符号可以包括一个或多个比特。延迟线的延迟取值所包括的符号数量越多,就说明这条延迟线对数据流的延迟(也称为时延)越长。应理解,当延迟线没有包含存储单元时,延迟线的延迟为0个符号,即为无延迟透传。
下面结合附图对卷积交织器的具体结构进行介绍。
图12(a)为本申请实施例中卷积交织器的第一种结构示意图。如图12(a)所示,p条延迟线中存储单元的数量按照p条延迟线的序号依次递减。即延迟线0具有(p-1)Q个存储单元,每一条延迟线依次减少Q个存储单元,延迟线p-1具有0个存储单元。图12(b)为本申请实施例中卷积交织器的第二种结构示意图。如图12(b)所示,p条延迟线中存储单元的数量按照p条延迟线的序号依次递增。即延迟线0具有0个存储单元,每一条延迟线依次增加Q个存储单元,延迟线p-1具有(p-1)Q个存储单元。
需要说明的是,在同一个时刻,卷积交织器输入和输出的开关(switch)位于同一条延迟线上,待当前的延迟线单次输入d个符号并输出d符号后,再将开关切换到下一条延迟线上,以保证每条通道数据流中的符号按照p条延迟线的序号依次输入到p条延迟线,且第一数据流中连续的p*d个符号包括每条延迟线输出的d个符号。其具体数据读出写入操作如下:从当前延迟线最靠近输出端口的存储单元读出d个符号。将当前延迟线中每个存储单元存储的d个符号转移至后一个存储单元。再将d个符号写入当前延迟线中最靠近输入端口的存储单元。之后,切换到下一条延迟线并重复上述操作,依次类推。在一种可能的实施方式中,若采用上述图12(a)所示的卷积交织器,则卷积交织器的参数应满足d(p*Q+1)≥a*N/b,N为码字的长度,以使得卷积交织器输出的第一数据流中连续的p*d个符号来自p*d个不同的外码码字,其中,d≤a。在另一种可能的实施方式中,若采用上述图12(b)所示的卷积交织器,则卷积交织器的参数应满足d(p*Q-1)≥a*N/b,N为码字的长度,以使得卷积交织器输出的第一数据流中连续的p*d个符号来自p*d个不同的外码码字,其中,d≤a。
应理解,当采用相同的参数p、Q和d时,图12(a)的卷积交织处理和图12(b)的卷积交织处理相互是对方的逆操作。也就是说,当发端处理模块采用图12(a)所示的卷积交织结构,其收端处理模块对应的卷积解交织采用如图图12(b)所示的结构。同理,当发端处理模块采用图12(b)所示的卷积交织结构,其收端处理模块对应的卷积解交织采用如图12(a)所示的结构。
还应理解,n个卷积交织器中的任一个卷积交织器可以采用上述图12(a)或图12(b)中的一种。在实际应用中,n个卷积交织器可以均采用图12(a)所示的结构;或者,n个卷积交织器也可以均采用图12(b)所示的结构;又或者,也可以部分的卷积交织器采用图12(a)所示的结构,剩余部分的卷积交织器采用图12(b)所示的结构。
需要说明的是,在一些具体的应用场景中,以n=32为例,p的取值可以为2、3、4、6或8,d的取值可以为1或2。
为了便于介绍,下文中涉及卷积交织的实施例均以n个卷积交织器采用如图12(a)所示结构为例进行说明,当然可以简单扩展到上述列举的其他结构,其具体实现方式本领域普通技术人员可知,此处不再赘述。
在一些可能的实施方式中,在对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流之前,还可以对n路通道数据流进行通道重排序,以使得n路数据流按照预设顺序排列。以32条数据流为例,32条数据流可以是按照0到31排序从上到下排列,当然可以简单扩展到其他顺序排列,其具体实现方式本领域普通技术人员可知,此处不再赘述。
在一些可能的实施方式中,在对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流之前,还可以对n条通道数据流进行通道数据对齐处理。该通道数据对齐处理可以是采用现有标准定义的通道纠偏处理(lane de-skew),使得其输出的n条通道数据流的数据是完全对齐的。或者,上述“通道数据对齐处理”也可以仅是通道符号对齐,使得其输出的n条通道数据流上的数据是基于外码符号对齐,具体可以是基于一个外码符号对齐,也可以是基于多个外码符号对齐。关于通道数据对齐处理的详细介绍可以参考上述图3(e)的相关描述,此处不再赘述。
1002、对n条第一数据流中的每K条第一数据流进行复用得到1条第二数据流,以得到共m条第二数据流。
图13为本申请实施例中对n条第一数据流进行复用的一种结构示意图。如图13所示,可以采用m个复用器进行复用处理。具体地,n条第一数据流中的每K条第一数据流输入一个复用器,该复用器输出1条第二数据流。m个复用器将输出共m条第二数据流,其中,m=n/K,k为大于1的整数。为了描述方便,本申请实施例以整数n能被K整除为例进行描述。需要说明的是,n条第一数据流包括G个第一数据流子集,G为大于1的整数,不同第一数据流子集中的符号来自不同码字。在一种可能的实施方式中,若K≤G,从任意K个第一数据流子集中分别选取一条第一数据流,即一个复用器输入的K条第一数据流分别来自K个第一数据流子集。在另一种可能的实施方式中,若K>G,则从每个第一数据流子集各取K/G条第一数据流,即一个复用器输入的K条第一数据流包括每个第一数据流子集中的K/G条第一数据流。例如,若n=32、G=2、K=4、m=8,由于K>G,则需要分别从2个第一数据流子集各取2条第一数据流,以得到输入复用器的4条第一数据流。又例如,若n=32、G=4、K=2、m=8,由于K<G,则需要从4个第一数据流子集任选2个第一数据流子集,并分别从这2个第一数据流子集各取1条第一数据流,以得到输入复用器的2条第一数据流。
需要说明的是,在一些具体的应用场景中,以n=32为例,K的取值可以为2、4或8。
应理解,上述第一数据流子集只是为了便于描述而引入的概念,在实际应用中,n条第一数据流为一个整体并不存在划分,每个第一数据流子集可以视作n条第一数据流中的一条或多条数据流。
需要说明的是,由于参与复用的每条第一数据流中连续的z个符号来自z个不同的码字,因此,经过复用后每条第二数据流中连续的y个符号来自y个不同的码字,其中,y>z。在一种可能的实施方式中,若K≤G,则y=K*z。在另一种可能的实施方式中,若K>G,则y=G*z。
下面结合复用的具体实现方式进行介绍。为了便于描述,下文中统一将复用器输入的K条第一数据流记为复用输入数据流0、复用输入数据流1、复用输入数据流2、...、和复用输入数据流K-1。
图14为本申请实施例中复用器的第一种结构示意图。如图14所示,表示复用输入数据流j中连续的Δ个符号,这Δ个符号来自Δ个不同的外码码字,其中,0≤j≤K-1,,若K≤G,Δ为z的约数;若K>G,Δ=z。表示复用输入数据流j中连续的Δ·W个RS符号。需要说明的是,复用器输出的第二数据流包括多个第二数据流符号子集,每个第二数据流符号子集包括K组符号,每组符号包括Δ个符号。并且,每个第二数据流符号子集中相邻两组符号来自不同的第一数据流子集。具体地,第二数据流符号子集中第j组符号来自K条复用输入数据流中第j条复用输入数据流,其中,0≤j≤K-1。需要注意的是,若K>G,则K条复用输入数据流中相邻的2条复用输入数据流来自不同的第一数据流子集。更进一步需要注意的是,若K>G,每连续的G条复用输入数据流分别来自不同的第一数据流子集。
需要说明的是,由于每个第二数据流符号子集中相邻两组符号来自不同的第一数据流子集,所以经过复用后的第二数据流中连续的y个符号来自不同的y个码字,其中,y>z(y=K*z或y=G*z)。应理解,如果只通过卷积交织想得到输出数据流中连续的y个符号来自不同的y个码字,所需要的延时较高。而本方案中,在减少了卷积交织所占用时长的基础上,结合复用处理仍能达到相当的性能。并且,进行复用处理所占用的时长较短,结合卷积交织和复用就可以通过更短的延时实现相当的性能。
应理解,上述第二数据流符号子集只是为了便于描述而引入的概念,在实际应用中,第二数据流中的符号为一个整体并不存在划分,每个第二数据流符号子集可以视作第二数据流中的多个符号。
以图14为例,记为第0个第二数据流符号子集,记为第1个第二数据流符号子集,…,记为第W个第二数据流符号子集。以第0个第二数据流符号子集为例,表示其中第0组的Δ个符号,表示其中第1组的Δ个符号,…,表示其中第K-1组的Δ个符号。可以看出,来自复用输入数据流0,来自复用输入数据流1,…,来自复用输入数据流K-1。应理解,假设Δ=z,中连续的z个符号来自z个不同的码字,中连续的z个符号来自z个不同的码字,…。如果要使得复用后第二数据流中连续的y个符号来自y个不同的码字,y>z,则和要来自不同的第一数据流子集,即复用输入数据流0和复用输入数据流1来自不同的第一数据流子集。同理,和要来自不同的第一数据流子集,即复用输入数据流1和复用输入数据流2来自不同的第一数据流子集,依次类推。这样一来,复用后第二数据流中每连续的2*z个符号来自2*z个不同的外码码字。需要注意的是,若K>G,每连续的G条复用输入数据流来自不同的第一数据流子集,具体为复用输入数据流0至复用输入数据流G-1来自不同的第一数据流子集,复用输入数据流G与复用输入数据流2*G-1来自不同的第一数据流子集,依次类推。这样一来,复用后的第二数据中每连续G*z个符号来自G*z个不同的外码码字。
也就是说,通过上述方式,复用器将K条输入数据流中数据按照Δ个符号为单位以轮询方式输出到一条第二数据流中,即依次从复用输入数据流0至复用输入数据流K-1每条输出Δ个符号生成第二数据流,对应第二数据流数据顺序为 当K≤G时,从第一数据流子集中选取的K条第一数据流可以以任意顺序对应于复用器的复用输入数据流0至复用输入数据流K-1,且Δ为z的约数,复用输出后第二数据流中任意连续K*z个符号来自不同的外码码字。当K>G时,从第一数据流子集选取的K条第一数据流需按照一定的规则对应于复用器的复用输入数据流0至复用输入数据流K-1。具体的规则为复用器的每连续G条复用输入数据流来自不同的第一数据流子集。一种具体的方式为复用输入数据流i*G至复用输入数据流i*G+G-1分别来自第一数据流子集0至第一数据流子集G-1,其中,0≤i<K/G。这样可使得复用器输出的第二数据流中每连续的G*z个符号来自不同的外码码字。
1003、分别对m条第二数据流进行第二FEC编码得到编码数据流。
图15为本申请实施例中对m条第二数据流进行FEC编码的一种结构示意图。如图15所示,对m条第二数据流分别进行第二FEC编码,即上文提到的内码编码,内码编码的信息位长度小于或等于y个RS符号。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。该数据处理可包括调制映射(mapping),信道交织(channel interleaving),偏振划分(polarization distribution),或DSP成帧处理(framing)等。比如内码编码数据流可通过交织后再进行传输,以提升系统抗突发错误的能力。
本申请实施例中,n路通道数据流都为经过外码编码后的码字流,在对n路数据流分别进行卷积交织处理,并对卷积交织后的n路数据流进行数据流复用为m路第二数据流,随后进行内码编码。采用本申请提供的数据交织和复用处理方案,通过较短的时延就能实现复用处理后的m路数据流在连续输出的多个符号来自多个不同的外码码字,使得级联FEC方案在保证较好性能的基础上也有助于降低数据交织的时延。也就是说,本申请中卷积交织处理与数据复用相结合的方案使得级联FEC方案的整体时延较低,更适用于要求低时延的应用场景。
下面结合一些具体的实施例对上述图10所描述的数据处理方法的流程进行进一步介绍。
实施例1:应用于1×800G接口的场景,内码编码信息位长度为120比特,采用2:1、4:1、8:1的复用器,采用通道纠偏处理。
基于图3(a)所示的发端处理模块的数据处理示意图,发端处理模块利用PCS通道已知的对齐标识(Alignment marker)进行通道数据流的标识锁定(alignment lock)。这里32个通道的已知对齐标识各不相同(见《Ethernet Technology Consortium 800GSpecification》)。发端处理模块接着对32个通道数据流进行通道纠偏处理(lane de-skew)得到完全对齐的32条通道数据流。然后根据对齐标识对n=32条通道的数据进行通道重排序(lane reorder)处理,使得n=32条通道的数据能够按照指定的顺序排列。一种顺序是跟图5一样通道数据流从上往下按从0到31排序。
经通道重排序的n=32条通道数据流送入所设计的卷积交织和复用处理器进行包括卷积交织和复用处理后,送入内码编码器进行内码编码。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。该数据处理可包括调制映射(mapping),信道交织(channel interleaving),偏振划分(polarization distribution),或DSP成帧处理(framing)等。
在本实施例中,卷积交织处理采用如图11所示的结构,分别对n=32条PCS通道数据流进行卷积交织得到n=32条第一数据流。其中卷积交织器0、卷积交织器1、卷积交织器2、…、卷积交织器31采用相同的交织结构。
图16(a)为本申请实施例中卷积交织器的第三种结构示意图。如图16(a)所示,其包含p=3条延迟线(delay line)。这p=3条延迟线分别包括2Q个存储单元、Q个存储单元、0个存储单元,每个存储单元用于存储d=2个符号。也就是说,延迟线0的延迟取值为4Q个符号,延迟线1的延迟取值为2Q个符号,延迟线2的延迟取值为0个符号即无延迟。
如图16(a)所示的Cr(.)表示该通道数据流r(0≤r≤n-1)中一个RS符号。比如,Cr(6t),Cr(6t+1)表示通道数据流r中当前输入给延迟线0的两个RS符号且Cr(6t-12Q),Cr(6t-12Q+1)为延迟线0输出的两个RS符号;Cr(6t+2),Cr(6t+3)表示通道数据流中接下来输入给延迟线1的两个RS符号且Cr(6t-6Q+2),Cr(6t-6Q+3)为延迟线1输出的两个RS符号;Cr(6t+4),Cr(6t+5)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线2的两个RS符号且Cr(6t+4),Cr(6t+5)为延迟线2输出的两个RS符号;Cr(6t+6),Cr(6t+7)表示通道数据流中再随后输入给延迟线0的两个RS符号且Cr(6t-12Q+6),Cr(6t-12Q+7)为延迟线0输出的两个RS符号,依次类推。结合图5,可以看出当6Q+2≥68即Q≥11时,卷积交织输出的Cr(6t-12Q),Cr(6t-12Q+1),Cr(6t-6Q+2),Cr(6t-6Q+3),Cr(6t+4),Cr(6t+5)总共6个RS符号来自6个不同的RS码字。
图16(b)为本申请实施例中卷积交织器的第四种结构示意图。如图16(b)所示,在一种可能的实施方式中,选取Q=11,卷积交织器具体结构如图16(b)所示。其对应的交织时延约为22*2*3/2=66个RS符号。采用如图16(b)所示的卷积交织器分别对32条PCS通道数据流进行卷积交织处理得到32条第一数据流。参考图5所示的PCS通道数据流,不难理解,第一数据流0-15中的任一RS符号与第一数据流16-31中的任一RS符号来自不同的RS码字。因此32条第一数据流包含G=2个第一数据流子集,第一数据流0-15为第一数据流子集0,第一数据流16-31为第一数据流子集1。结合图16(a),不难理解,第一数据流子集0中的任一个数据流r_0的6个输出符号Cr_0(6t-12Q),Cr_0(6t-12Q+1),Cr_0(6t-6Q+2),Cr_0(6t-6Q+3),Cr_0(6t+4),Cr_0(6t+5)和第一数据流子集1中的任一个数据流r_1的6个输出符号Cr_1(6t-12Q),Cr_1(6t-12Q+1),Cr_1(6t-6Q+2),Cr_1(6t-6Q+3),Cr_1(6t+4),Cr_1(6t+5),总共12个RS符号来自12个不同的RS码字。
本实施例采用图13所示的复用处理的一种可能的实现为G=2,K=2,m=16,产生16条第二数据流,其包含16个2:1复用处理模块,从第一数据流子集0和第一数据流子集1各自任取1条第一数据流作为2:1复用器的输入。
图17(a)为本申请实施例中复用器的第二种结构示意图。如图17(a)所示,2:1复用器i(0≤i≤15)的2条输入数据流分别为第一数据流i和第一数据流i+16。图中表示2:1复用器的复用输入数据流j中连续的Δ=6个RS符号,其来自6个不同的外码RS码字。2:1复用器将2条输入数据流中数据按照6个RS符号为单位以轮询方式输出到输出数据流中,即输出数据顺序为需要说明的是由于K=G=2,Δ=1,2,3都也可以使得复用器输出数据流中的连续12个RS符号来自12个不同的RS码字。
本实施例采用图13所示的复用处理的另外一种可能的实现为G=2,K=4,m=8,产生8条第二数据流,其包含8个4:1复用器。从第一数据流子集0和第一数据流子集1各自任取2条第一数据流作为4:1复用器的输入。
图17(b)为本申请实施例中复用器的第三种结构示意图。如图17(b)所示,4:1复用器i(0≤i≤7)的复用输入数据流0,复用输入数据流1,复用输入数据流2,复用输入数据流3分别对应为第一数据流i,第一数据流i+16,第一数据流i+8,第一数据流i+24,即复用器的任意连续2条复用输入数据流来自不同的第一数据流子集。图中表示4:1复用器的复用输入数据流j(0≤j≤3)中连续的Δ=6个RS符号,其来自6个不同的外码RS码字。4:1复用器将4条输入数据流中数据按照6个RS符号为单位以轮询方式输出到输出数据流中,即输出数据顺序为输出数据流中连续12个RS符号来自12个不同的RS码字。
本实施例采用图13所示的复用处理的另外一种可能的实现为G=2,K=8,m=4,产生4条第二数据流,其包含4个8:1复用器。从第一数据流子集0和第一数据流子集1各自任取4条第一数据流作为8:1复用器的输入。
图17(c)为本申请实施例中复用器的第四种结构示意图。如图17(c)所示,8:1复用器i(0≤i≤3)的复用输入数据流0至7分别对应为第一数据流i,第一数据流i+16,第一数据流i+8,第一数据流i+24,第一数据流i+4,第一数据流i+20,第一数据流i+12,第一数据流i+28,即复用器的任意连续2条复用输入数据流来自不同的第一数据流子集。需要说明的是,8:1复用器i(0≤i≤3)的复用输入数据流0至7还可以分别对应为第一数据流i,第一数据流i+16,第一数据流i+4,第一数据流i+20,第一数据流i+8,第一数据流i+24,第一数据流i+12,第一数据流i+28,即复用器的任意连续2条复用输入数据流来自不同的第一数据流子集。图中表示8:1复用器的复用输入数据流j(0≤j≤7)中连续的Δ=6个RS符号,其来自6个不同的外码RS码字。8:1复用器将8条输入数据流中数据按照6个RS符号为单位以轮询方式输出到输出数据流中,即输出数据顺序为输出数据流中连续12个RS符号来自12个不同的RS码字。
上述16条、8条或4条第二数据流分别进行内码编码,其中内码编码信息位长度为120比特。具体地,内码编码器分别将每条第二数据流中连续的12个RS符号总共120比特添加冗余,得到内码码字数据流。在一种可能的实施方式中,采用Hamming(128,120)进行内码编码,分别将每条第二数据流中连续的12个RS符号总共120比特添加8比特冗余得到128比特的码字。在另一种可能的实施方式中,采用BCH(136,120)进行内码编码,分别将每条第二数据流中连续的12个RS符号总共120比特添加16比特冗余得到136比特的码字。
经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。该数据处理可包括调制映射(mapping),信道交织(channel interleaving),偏振划分(polarizationdistribution),或DSP成帧处理(framing)等。比如内码编码数据流可通过交织,以提升系统抗突发错误的能力。
采用本实施例1的数据交织编码方案,其KP4 RS(544,514)+Hamming(128,120)级联码在AWGN下,为了达到纠后误比特率BER为1E-15所对应的纠前BER约为4.5E-3,性能逼近该级联FEC方案的最优性能。
实施例2:应用于1×800G接口的场景,内码编码信息位长度为120比特,采用2:1、4:1、8:1的复用器,采用通道符号对齐。
实施例2与实施例1的主要区别在于,实施例2是基于2个RS符号对齐得到对齐的32条通道数据流。
具体地,基于图3(a)所示的发端处理模块的数据处理示意图,发端处理模块利用PCS通道已知的对齐标识(Alignment marker)进行通道数据流的标识锁定(alignmentlock)。发端处理模块接着对32个通道数据流采用基于2个RS符号对齐得到对齐的32条通道数据流。然后根据对齐标识对32条通道的数据进行通道重排序(lane reorder)处理,使得32条通道的数据能够按照指定的顺序排列。一种排列顺序是跟图3(a)一样通道数据流从上往下按从0到31排序。另一种排列顺序是使得“通道重排序”输出的32条通道中从上往下前16条通道数据流包含PCS通道数据流0-15,后16条通道包含PCS通道数据流16-31。应理解,此时前16条通道数据流中的具体顺序不做限定,后16条通道数据流中的具体顺序也不做限定。也就是说,图3(a)中的通道数据流i不一定对应于PCS通道数据流i。
经通道重排序的32条通道数据流送入所设计的包含卷积交织和复用的处理器进行交织打乱数据顺序处理后送入内码编码器进行内码编码。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。应理解,本实施例采用的卷积交织和复用,以及内码编码方案均采用实施例1的方案。
采用本实施例2的数据交织编码方案,其KP4 RS(544,514)+Hamming(128,120)级联码在AWGN下,为了达到纠后误比特率BER为1E-15所对应的纠前BER约为4.5E-3,性能与实施例一的方案相当,且具有更低的整体时延。但是,和实施例1方案相比,本实施例2的方案在对抗系统突发错误较差。该方案适用于一些要求更低时延的场景。
实施例3:应用于1×800G接口的场景,内码编码信息位长度为160比特,采用2:1、4:1、8:1的复用器,采用通道纠偏处理。
在实施例1基础上,本实施例考虑码长160比特的内码,对应地采用新设计的卷积交织器。
在本实施例中,卷积交织处理采用如图11所示的结构,分别对n=32条PCS通道数据流进行卷积交织得到n=32条第一数据流。其中卷积交织器0、卷积交织器1、卷积交织器2、…、卷积交织器31采用相同的交织结构。
图18(a)为本申请实施例中卷积交织器的第五种结构示意图。如图18(a)所示,其包含p=4条延迟线(delay line)。这4条延迟线分别包括3Q个存储单元、2Q个存储单元、Q个存储单元、0个存储单元,每个存储单元用于存储d=2个符号。也就是,延迟线0的延迟取值为6Q个符号,延迟线1的延迟取值为4Q个符号,延迟线2的延迟取值为2Q个符号,延迟线3的延迟取值为0个符号即无延迟。
如图18(a)所示的Cr(.)表示该通道数据流r(0≤r≤n-1)中一个RS符号。比如,Cr(8t),Cr(8t+1)表示通道数据流r中当前输入给延迟线0的两个RS符号且Cr(8t-24Q),Cr(8t-24Q+1)为延迟线0输出的两个RS符号;Cr(8t+2),Cr(8t+3)表示通道数据流中接下来输入给延迟线1的两个RS符号且Cr(8t-16Q+2),Cr(8t-16Q+3)为延迟线1输出的两个RS符号;Cr(8t+4),Cr(8t+5)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线2的两个RS符号且Cr(8t-8Q+4),Cr(8t-8Q+5)为延迟线2输出的两个RS符号;Cr(8t+6),Cr(8t+7)表示通道数据流中再随后输入给延迟线3的两个RS符号且Cr(8t+6),Cr(8t+7)为延迟线3输出的两个RS符号,依次类推。结合图5,可以看出当8Q+2≥68即Q≥9时,卷积交织输出的Cr(8t-24Q),Cr(8t-24Q+1),Cr(8t-16Q+2),Cr(8t-16Q+3),Cr(8t-8Q+4),Cr(8t-8Q+5),Cr(8t+6),Cr(8t+7),总共8个RS符号来自8个不同的RS码字。
图18(b)为本申请实施例中卷积交织器的第六种结构示意图。如图18(b)所示,在一种可能的实施方式中,选取Q=9,卷积交织器具体结构如图18(b)所示。其对应的交织时延约为27*2*4/2=108个RS符号。采用如图18(b)所示的卷积交织器分别对32条PCS通道数据流进行卷积交织处理得到32条第一数据流。参考图5所示的PCS通道数据流,不难理解,第一数据流0-15中的任一RS符号与第一数据流16-31中的任一RS符号来自不同的RS码字。因此32条第一数据流包含G=2个第一数据流子集,第一数据流0-15为第一数据流子集0,第一数据流16-31为第一数据流子集1。结合图图18(a),不难理解,第一数据流子集0的任一个数据流r_0的8个输出符号Cr_0(8t-24Q),Cr_0(8t-24Q+1),Cr_0(8t-16Q+2),Cr_0(8t-16Q+3),Cr_0(8t-8Q+4),Cr_0(8t-8Q+5),Cr_0(8t+6),Cr_0(8t+7),和第一数据流子集1中的任一个数据流r_1的8个输出符号Cr_1(8t-24Q),Cr_1(8t-24Q+1),Cr_1(8t-16Q+2),Cr_1(8t-16Q+3),Cr1(8t-8Q+4),Cr_1(8t-8Q+5),Cr_1(8t+6),Cr_1(8t+7),总共16个RS符号来自16个不同的RS码字。
本实施例采用图13所示的复用处理的一种可能的实现为G=2,K=2,m=16,产生16条第二数据流,其包含16个2:1复用处理模块,从第一数据流子集0和第一数据流子集1各自任取1条第一数据流作为2:1复用器的输入。对应的2:1复用器一种具体实现方式如图17(a)所示,2:1复用器i(0≤i≤15)的2条输入数据流分别为第一数据流i和第一数据流i+16。图中表示2:1复用器的复用输入数据流j(0≤j≤1)中连续的Δ=8个RS符号,其来自8个不同的外码RS码字。2:1复用器将2条输入数据流中数据按照8个RS符号为单位以轮询方式输出到输出数据流中,即输出数据顺序为输出数据流中的连续16个RS符号来自16个不同的RS码字。需要说明由K=G=2,Δ=1,2,4也可以使得复用器输出数据流中的连续16个RS符号来自16个不同的RS码字。
本实施例采用图13所示的复用处理的另一种可能的实现为G=2,K=4,m=8,产生8条第二数据流,其包含8个4:1复用器,从第一数据流子集0和第一数据流子集1各自任取2条第一数据流作为4:1复用器的输入。对应的4:1复用器一种具体实现方式如17(b)所示,4:1复用器i(0≤i≤7)的复用输入数据流0,复用输入数据流1,复用输入数据流2,复用输入数据流3分别对应为第一数据流i,第一数据流i+16,第一数据流i+8,第一数据流i+24,即复用器的任意连续2条复用输入数据来自不同的第一数据符号子集。图中表示4:1复用器的复用输入数据流j(0≤j≤3)中连续的Δ=8个RS符号,其来自8个不同的外码RS码字。4:1复用器将4条输入数据流中数据按照8个RS符号为单位以轮询方式输出到输出数据流中,即输出数据顺序为 输出数据流中连续16个RS符号来自16个不同的RS码字。
本实施例采用图13所示的复用处理的另外一种可能的实现为G=2,K=8,m=4,生产4条第二数据流,其包含4个8:1复用器。从第一数据流子集0和第一数据流子集1各自任取4条第一数据流作为8:1复用器的输入,对应的8:1复用器一种具体实现方式如图17(c)所示,8:1复用器i(0≤i≤3)的复用输入数据流0至7分别对应为第一数据流i,第一数据流i+16,第一数据流i+4,第一数据流i+20,第一数据流i+8,第一数据流i+24,第一数据流i+12,第一数据流i+28。图中表示8:1复用器的复用输入数据流j(0≤j≤7)中连续的Δ=8个RS符号,其来自8个不同的外码RS码字。8:1复用器将8条输入数据流中数据按照8个RS符号为单位以轮询方式输出到输出数据流中,即输出数据顺序为输出数据流中连续16个RS符号来自16个不同的RS码字。
上述16、8或4条第二数据流分别进行内码编码,其中内码编码信息位长度为160比特。具体地,内码编码器分别将第二数据流中连续的16个RS符号总共160比特添加冗余,得到内码码字数据流。在一种可能的实施方式中,采用Hamming(170,160)进行内码编码,分别将每条第二数据流中连续的16个RS符号总共160比特添加10比特冗余得到170比特的码字。在另一种可能的实施方式中,采用BCH(176,160)进行内码编码,分别将每条第二数据流中连续的16个RS符号总共160比特添加16比特冗余得到176比特的码字。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。
采用本实施例的数据交织编码方案,当内码采用Hamming(170,160)时,其KP4RS(544,514)+Hamming(170,160)级联码在AWGN下,为了达到纠后误比特率BER为1E-15所对应的纠前BER约为4.3E-3,性能逼近该级联FEC方案的最优性能。当内码采用BCH(176,160)时,其KP4 RS(544,514)+BCH(176,160)级联码在AWGN下,为了达到纠后误比特率BER为1E-15所对应的纠前BER约为8.3E-3,性能逼近该级联FEC方案的最优性能。
实施例4:应用于1×800G接口的场景,内码编码信息位长度为160比特,采用2:1、4:1、8:1的复用器,采用通道符号对齐。
实施例4与实施例3的主要区别在于,实施例4是基于2个RS符号对齐得到对齐的32条通道数据流。
具体地,基于图3(a)所示的发端处理模块的数据处理示意图,发端处理模块利用PCS通道已知的对齐标识(Alignment marker)进行通道数据流的标识锁定(alignmentlock)。发端处理模块接着对32个通道数据流采用基于2个RS符号对齐得到对齐的32条通道数据流。然后根据对齐标识对32条通道的数据进行通道重排序(lane reorder)处理,使得32条通道的数据能够按照指定的顺序排列。一种排列顺序是跟图3(a)一样通道数据流从上往下按从0到31排序。另一种排列顺序是使得“通道重排序”输出的32条通道中从上往下前16条通道数据流包含PCS通道数据流0-15,后16条通道包含PCS通道数据流16-31。应理解,此时前16条通道数据流中的具体顺序不做限定,后16条通道数据流中的具体顺序也不做限定。也就是,图3(a)中的通道数据流i不一定对应于PCS通道数据流i。
经通道重排序的32条通道数据流送入所设计的包含卷积交织和复用的处理器进行交织打乱数据顺序处理后送入内码编码器进行内码编码。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。应理解,本实施例采用的卷积交织和复用,以及内码编码方案均采用实施例3的方案。
采用本实施例4的数据交织编码方案,其KP4 RS(544,514)+Hamming(160,120)级联码在AWGN下,为了达到纠后误比特率BER为1E-15所对应的纠前BER约为4.5E-3,性能与实施例3的方案相当,且具有更低的整体时延。但是,和实施例3方案相比,本实施例4的方案在对抗系统突发错误较差。该方案适用于一些要求更低时延的场景。
采用本实施例4的数据交织编码方案,当内码采用Hamming(170,160)时,其KP4RS(544,514)+Hamming(170,160)级联码在AWGN下,为了达到纠后误比特率BER为1E-15所对应的纠前BER约为4.3E-3,性能逼近该级联FEC方案的最优性能。当内码采用BCH(176,160)时,其KP4 RS(544,514)+BCH(176,160)级联码在AWGN下,为了达到纠后误比特率BER为1E-15所对应的纠前BER约为8.3E-3,性能逼近该级联FEC方案的最优性能。应理解,在采用和实施例3方案相同的内码方案下,本实施例4的方案性能与实施例3的一样,但在对抗系统突发错误较差。该方案适用于一些要求更低时延的场景。
实施例5:应用于2×400G接口的场景,内码编码信息位长度为120或160比特,采用2:1、4:1、8:1的复用器,采用通道纠偏处理。
区别于实施例1-4,本实施例考虑客户侧接口为每个通道100Gb/s的2×400G,其接口细节见《IEEE Std 802.3ckTM/D3.0》。
具体地,基于上述图3(a)所示的发端处理模块的数据处理示意图,发端处理模块利用PCS通道0-15或PCS通道16-31已知的对齐标识(Alignment marker)进行16个通道数据流的标识锁定(alignment lock)。发端处理模块接着对32个通道数据流进行通道纠偏处理(lane de-skew)得到对齐的32条通道数据流。然后根据PCS通道0-15或PCS通道16-31的对齐标识对16条通道的数据进行通道重排序(lane reorder)处理,使得16条通道的数据能够按照指定的顺序排列。最后使得32条通道的数据能够按照指定的顺序排列。一种顺序是跟图6一样通道数据流从上往下按从0到31排序。
经通道重排序的32条通道数据流送入所设计的包含卷积交织和复用的处理器进行交织打乱数据顺序处理后送入内码编码器进行内码编码。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。
在一种可能的实施方式中,本实施例5中当采用的包含卷积交织和复用的处理器,以及内码编码跟实施例1中的方案一样时,该级联FEC方案的性能和时延与实施例1的一样。
在另一种可能的实施方式中,本实施例5中当采用的包含卷积交织和复用的处理器,以及内码编码跟实施例3中的方案一样时,该级联FEC方案的性能和时延与实施例3的一样。
实施例6:应用于2×400G接口的场景,内码编码信息位长度为120或160比特,采用2:1、4:1、8:1的复用器,采用通道符号对齐,不进行通道重排序。
在实施例5方案基础上,实施例6给出了一种更低时延的实现方案。
具体地,基于上述图3(b)所示的发端处理模块的数据处理示意图,发端处理模块利用PCS通道0-15或PCS通道16-31已知的对齐标识(Alignment marker)进行16个通道数据流的标识锁定(alignment lock)。发端处理模块接着对32个通道数据流进行采用基于2个RS符号对齐,得到对齐的32条通道数据流。然后直接将32条对齐的通道数据流送入所设计的包含卷积交织和复用的处理器进行交织打乱数据顺序处理后送入内码编码器进行内码编码。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。
在一种可能的实施方式中,本实施例6中当采用的包含卷积交织和复用的处理器,以及内码编码跟实施例2中的方案一样时,该级联FEC方案的性能和时延与实施例2的一样。
在另一种可能的实施方式中,本实施例6中当采用的包含卷积交织和复用的处理器,以及内码编码跟实施例4中的方案一样时,该级联FEC方案的性能和时延与实施例4的一样。
实施例7:应用于4×200G接口的场景,内码编码信息位长度为120或160比特,采用4:1、8:1的复用器,采用通道纠偏处理。
本实施例考虑客户侧接口为每个通道100Gb/s的4×200G,其接口细节见《IEEEStd802.3ckTM/D3.0》。
基于图3(a)所示的发端处理模块的数据处理示意图,发端处理模块利用PCS通道0-7、PCS通道8-15、PCS通道16-23或PCS通道24-31已知的对齐标识(Alignment marker)进行8个通道数据流的标识锁定(alignment lock)。这里PCS通道0-7、PCS通道8-15、PCS通道16-23或PCS通道24-31可分别认为是第0路、第1路、第2路或第3路200G中的PCS通道0-7。发端处理模块接着对32个通道数据流进行通道纠偏处理(lane de-skew)得到对齐的32条通道数据流。然后根据PCS通道0-7、PCS通道8-15、PCS通道16-23或PCS通道24-31的对齐标识对8条通道的数据进行通道重排序(lane reorder)处理,使得8条通道的数据能够按照指定的顺序排列。最后使得32条通道的数据能够按照指定的顺序排列。一种顺序是跟图7一样通道数据流从上往下按从0到31排序。
经通道重排序的32条通道数据流送入所设计的包含卷积交织和复用的处理器进行交织打乱数据顺序处理后送入内码编码器进行内码编码。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。
在本实施例中,卷积交织处理采用如图11所示的结构,分别对n=32条PCS通道数据流进行卷积交织得到n=32条第一数据流。其中卷积交织器0、卷积交织器1、卷积交织器2、…、卷积交织器31采用相同的交织结构。
图19(a)为本申请实施例中卷积交织器的第七种结构示意图。如图19(a)所示,其包含p=2条延迟线(delay line)。这2条延迟线分别包括Q个存储单元、0个存储单元,每个存储单元用于存储d=2个符号。也就是,延迟线0的延迟取值为2Q个符号,延迟线1的延迟取值为0个符号即无延迟。
如图19(a)所示的Cr(·)表示该通道数据流r(0≤r≤n-1)中一个RS符号。比如,Cr(4t),Cr(4t+1)表示通道数据流中当前输入给延迟线0的两个RS符号且Cr(4t-4Q),Cr(4t-4Q+1)为延迟线0输出的两个RS符号;Cr(4t+2),Cr(4t+3)表示通道数据流中接下来输入给延迟线1的两个RS符号且Cr(4t+2),Cr(4t+3)为延迟线1输出的两个RS符号;Cr(4t+4),Cr(4t+5)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线0的两个RS符号且Cr(4t-4Q+4),Cr(4t-4Q+5)为延迟线0输出的两个RS符号,依次类推。结合图7,可以看出当4Q+2≥136即Q≥34时,卷积交织输出的连续4个RS符号Cr(4t-4Q),Cr(4t-4Q+1),Cr(4t+2),Cr(4t+3)来自4个不同的RS码字。
图19(b)为本申请实施例中卷积交织器的第八种结构示意图。如图19(b)所示,在一种可能的实施方式中,选取Q=34,卷积交织器具体结构如图19(b)所示。其对应的交织时延约为34*2*2/2=68个RS符号。采用如图19(b)所示的卷积交织器分别对32条PCS通道数据流进行卷积交织处理得到32条第一数据流。参考图7所示的PCS通道数据流,不难理解,第一数据流0-7中的任一RS符号,第一数据流8-15中的任一RS符号,第一数据流16-23中的任一RS符号,与第一数据流24-31中的任一RS符号,均来自不同的RS码字。因此32条第一数据流包含G=4个第一数据流子集,第一数据流0-7为第一数据流子集0,第一数据流8-15为第一数据流子集1,第一数据流16-23为第一数据流子集2,第一数据流24-31为第一数据流子集3。
本实施例采用如图13所示复用处理的一种可能实现方式为G=4,K=4,m=8,其包含8个4:1复用器,每个复用器将4条第一数据流进行复用得到1条第二数据流,总共生成8条第二数据流。从第一数据流子集0、第一数据流子集1、第一数据流子集2和第一数据流子集3各自任取1条第一数据流作为4:1复用器的输入。
对应的4:1复用器一种具体实现方式如图17(b)所示,4:1复用器i(0≤i≤7)的复用输入数据流0,复用输入数据流1,复用输入数据流2,复用输入数据流3分别对应为第一数据流i,第一数据流i+16,第一数据流i+8,第一数据流i+24。需要说明的是,4:1复用器i(0≤i≤7)的复用输入数据流0,复用输入数据流1,复用输入数据流2,复用输入数据流3还可以是分别对应为第一数据流i,第一数据流i+8,第一数据流i+16,第一数据流i+24。本实施例中,如图17(b)所示的表示4:1复用器的复用输入数据流j(0≤j≤3)中连续的Δ=4个RS符号,其来自4个不同的外码RS码字。4:1复用器将4条输入数据流中数据按照4个RS符号为单位以轮询方式输出到输出数据流中,即输出数据顺序输出数据流中连续16个RS符号来自16个不同的RS码字。需要说明的是由于K=G=4,则从第一数据流子集0至3各取1条第一数据流可以以任意顺序分别对应于4:1复用器i(0≤i≤7)的复用输入数据流0至3;Δ=1,2仍可以使得第二数据流中连续的16个RS符号来自16个不同的RS码字。
本实施例采用如图13所示复用处理的另外一种可能实现方式为G=4,K=8,m=4,其包含4个8:1复用器,每个复用器将8条第一数据流进行复用得到1条第二数据流,总共生成4条第二数据流。从第一数据流子集0、第一数据流子集1、第一数据流子集2和第一数据流子集3各自任取2条第一数据流作为8:1复用器的输入。
对应的8:1复用器一种具体实现方式如图17(c)所示,8:1复用器i(0≤i≤3)的复用输入数据流0至7分别对应为第一数据流i,第一数据流i+16,第一数据流i+8,第一数据流i+24,第一数据流i+4,第一数据流i+20,第一数据流i+12,第一数据流i+28,其使得复用器的任意连续Q=4条复用输入数据流来自不同的第一数据流子集。需要说明的是,8:1复用器i(0≤i≤3)的复用输入数据流0至7还可以分别对应为第一数据流i,第一数据流i+8,第一数据流i+16,第一数据流i+24,第一数据流i+4,第一数据流i+12,第一数据流i+20,第一数据流i+28。图中表示8:1复用器的复用输入数据流j(0≤j≤7)中连续的Δ=4个RS符号,其来自4个不同的外码RS码字。8:1复用器将8条输入数据流中数据按照4个RS符号为单位以轮询方式输出到输出数据流中,即输出数据顺序为输出数据流中连续16个RS符号来自16个不同的RS码字。
上述8或者4条第二数据流分别进行内码编码,其内码编码方案可以采用实施例1给出的编码方案,得到与实施例1相当的性能;也可以采用实施例3给出的编码方案,得到与实施例3相当的性能,此处不再赘述。
实施例8:应用于4×200G接口的场景,内码编码信息位长度为120比特,采用2:1的复用器,采用通道纠偏处理。
在实施例7基础上,本实施例考虑采用2:1复用器,对应地采用新设计的卷积交织器。
具体地,基于图3(a)所示的发端处理模块的数据处理示意图,发端处理模块利用PCS通道0-7、PCS通道8-15、PCS通道16-23或PCS通道24-31已知的对齐标识(Alignmentmarker)进行8个通道数据流的标识锁定(alignment lock)。这里PCS通道0-7、PCS通道8-15、PCS通道16-23或PCS通道24-31可分别认为是第0路、第1路、第2路或第3路200G中的PCS通道0-7。发端处理模块接着对32个通道数据流进行通道纠偏处理(lane de-skew)得到对齐的32条通道数据流。然后根据PCS通道0-7、PCS通道8-15、PCS通道16-23或PCS通道24-31的对齐标识对8条通道的数据进行通道重排序(lane reorder)处理,使得8条通道的数据能够按照指定的顺序排列。最后使得32条通道的数据能够按照指定的顺序排列。一种顺序是跟图7一样通道数据流从上往下按从0到31排序。
经通道重排序的32条通道数据流送入所设计的包含卷积交织和复用的处理器进行交织打乱数据顺序处理后送入内码编码器进行内码编码。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。
在本实施例中,卷积交织处理采用如图11所示的结构,分别对n=32条PCS通道数据流进行卷积交织得到n=32条第一数据流。其中卷积交织器0、卷积交织器1、卷积交织器2、…、卷积交织器31采用相同的交织结构。图16(a)给出了一种卷积交织器结构,其包含p=3条延迟线(delay line)。这3条延迟线分别包括2Q个存储单元、Q个存储单元,0个存储单元,每个存储单元用于存储d=2个符号。也就是,延迟线0的延迟取值为4Q个符号,延迟线1的延迟取值为2Q个符号,延迟线2的延迟取值为0个符号即无延迟。
如图16(a)所示所示的Cr(·)表示该通道数据流r(0≤r≤n-1)中一个RS符号。比如Cr(6t),Cr(6t+1)表示通道数据流中当前输入给延迟线0的两个RS符号且Cr(6t-12Q),Cr(6t-12Q+1)为延迟线0输出的两个RS符号;Cr(6t+2),Cr(6t+3)表示通道数据流中接下来输入给延迟线1的两个RS符号且Cr(6t-6Q+2),Cr(6t-6Q+3)为延迟线1输出的两个RS符号;Cr(6t+4),Cr(6t+5)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线2的两个RS符号且Cr(6t+4),Cr(6t+5)为延迟线2输出的两个RS符号;Cr(6t+6),Cr(6t+7)表示通道数据流中再随后输入给延迟线0的两个RS符号且Cr(6t-12Q+6),Cr(6t-12Q+7)为延迟线0输出的两个RS符号,依次类推。结合图7,可以看出当6Q+2≥136即Q≥23时,卷积交织输出的Cr(6t-12Q),Cr(6t-12Q+1),Cr(6t-6Q+2),Cr(6t-6Q+3),Cr(6t+4),Cr(6t+5)总共6个RS符号来自6个不同的RS码字。
图20为本申请实施例中卷积交织器的第九种结构示意图。如图20所示,在一种可能的实施方式中,选取Q=23,卷积交织器具体结构如图20所示。其对应的交织时延约为46*2*3/2=138个RS符号。采用如图20所示的卷积交织器分别对32条PCS通道数据流进行卷积交织处理得到32条第一数据流。参考图7所示的PCS通道数据流,不难理解,第一数据流0-7中的任一RS符号,第一数据流8-15中的任一RS符号,第一数据流16-23中的任一RS符号,与第一数据流24-31中的任一RS符号,均来自不同的RS码字。因此32条第一数据流包含G=4个第一数据流子集,第一数据流0-7为第一数据流子集0,第一数据流8-15为第一数据流子集1,第一数据流16-23为第一数据流子集2,第一数据流24-31为第一数据流子集3。
本实施例采用如图13所示复用处理的一种可能实现方式为G=4,K=2,m=16,其包含16个2:1复用器,每个复用器将2条第一数据流进行复用得到1条第二数据流,总共生成16条第二数据流。从第一数据流子集0、第一数据流子集1、第一数据流子集2和第一数据流子集3中任意2个第一数据流子集各自任取1条第一数据流作为2:1复用器的输入,对应的2:1复用器一种具体实现方式如图17(a)所示,2:1复用器i(0≤i≤15)的复用输入数据流0和输入数据流1分别对应为第一数据流i,第一数据流i+16。图中表示2:1复用器的复用输入数据流j(0≤j≤1)中连续的Δ=6个RS符号,其来自6个不同的外码RS码字。2:1复用器将2条输入数据流中数据按照6个RS符号为单位以轮询方式输出到输出数据流中,即输出数据顺序为输出数据流中连续12个RS符号来自12个不同的RS码。需要说明的是由于K<G,则Δ=1,2,3仍可以使得第二数据流中连续12个RS符号来自12个不同的RS码。
上述16条第二数据流分别进行内码编码,其内码编码方案可以采用实施例1给出的编码方案,得到与实施例1相当的性能,此处不再赘述。
实施例9:应用于4×200G接口的场景,内码编码信息位长度为160比特,采用2:1的复用器,采用通道纠偏处理。
在实施例8基础上,本实施例考虑码长160比特的内码,对应地采用新设计的卷积交织器。
具体地,本实施例采用图18(a)给出的卷积交织器结构,其包含p=4条延迟线(delay line)。这4条延迟线分别包括3Q个存储单元、2Q个存储单元、Q个存储单元、0个存储单元,每个存储单元用于存储d=2个符号。也就是,延迟线0的延迟取值为6Q个符号,延迟线1的延迟取值为4Q个符号,延迟线2的延迟取值为2Q个符号,延迟线3的延迟取值为0个符号即无延迟。
如图18(a)所示的Cr(·)表示该通道数据流r(0≤r≤n-1)中一个RS符号。比如,Cr(8t),Cr(8t+1)表示通道数据流中当前输入给延迟线0的两个RS符号且Cr(8t-24Q),Cr(8t-24Q+1)为延迟线0输出的两个RS符号;Cr(8t+2),Cr(8t+3)表示通道数据流中接下来输入给延迟线1的两个RS符号且Cr(8t-16Q+2),Cr(8t-16Q+3)为延迟线1输出的两个RS符号;Cr(8t+4),Cr(8t+5)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线2的两个RS符号且Cr(8t-8Q+4),Cr(8t-8Q+5)为延迟线2输出的两个RS符号;Cr(8t+6),Cr(8t+7)表示通道数据流中再随后输入给延迟线3的两个RS符号且Cr(8t+6),Cr(8t+7)为延迟线3输出的两个RS符号,Cr(8t+8),Cr(8t+9)表示通道数据流中再随后输入给延迟线0的两个RS符号且Cr(8t-24Q+8),Cr(8t-24Q+9)为延迟线0输出的两个RS符号,依次类推。结合图7,可以看出当8Q+2≥136即Q≥17时,卷积交织输出的Cr(8t-24Q),Cr(8t-24Q+1),Cr(8t-16Q+2),Cr(8t-16Q+3),Cr(8t-8Q+4),Cr(8t-8Q+5),Cr(8t+6),Cr(8t+7)总共8个RS符号来自8个不同的RS码字。
图21为本申请实施例中卷积交织器的第十种结构示意图。如图21所示,在一种可能的实施方式中,选取Q=17,卷积交织器具体结构如图21所示。其对应的交织时延约为51*2*4/2=204个RS符号。
采用如图21所示的卷积交织器分别对32条PCS通道数据流进行卷积交织处理得到32条第一数据流。参考图7所示的PCS通道数据流,不难理解,第一数据流0-7中的任一RS符号,第一数据流8-15中的任一RS符号,第一数据流16-23中的任一RS符号,与第一数据流24-31中的任一RS符号,均来自不同的RS码字。因此32条第一数据流包含G=4个第一数据流子集,第一数据流0-7为第一数据流子集0,第一数据流8-15为第一数据流子集1,第一数据流16-23为第一数据流子集2,第一数据流24-31为第一数据流子集3。
本实施例采用如图13所示复用处理的一种可能实现方式为G=4,K=2,m=16,其包含16个2:1复用器,每个复用器将2条第一数据流进行复用得到1条第二数据流,总共生成16条第二数据流。从第一数据流子集0、第一数据流子集1、第一数据流子集2和第一数据流子集3中任意2个第一数据流子集各自任取1条第一数据流作为2:1复用器的输入。对应的2:1复用器一种具体实现方式如图17(a)所示,2:1复用器i(0≤i≤15)的复用输入数据流0和复用输入数据流1分别对应为第一数据流i,第一数据流i+16。图中表示2:1复用器的复用输入数据流j(0≤j≤1)中连续的Δ=8个RS符号,其来自8个不同的外码RS码字。2:1复用器将2条输入数据流中数据按照8个RS符号为单位以轮询方式输出到输出数据流中,即输出数据顺序为输出数据流中连续16个RS符号来自16个不同的RS码字。需要说明的是由于K<G,则Δ=1,2,4仍可以使得第二数据流中连续16个RS符号来自16个不同的RS码。
上述16条第二数据流分别进行内码编码,其内码编码方案可以采用实施例3给出的编码方案,得到与实施例3相当的性能,此处不再赘述。
实施例10:应用于4×200G接口的场景,内码编码信息位长度为160比特,采用通道符号对齐。
在实施例7-9中任意实施例的基础上,本实施例给出了一种更低时延的实现方案。
基于图3(d)所示的发端处理模块的数据处理示意图,发端处理模块利用PCS通道0-7、PCS通道8-15、PCS通道16-23或PCS通道24-31已知的对齐标识(Alignment marker)进行8个通道数据流的标识锁定(alignment lock)。这里PCS通道0-7、PCS通道8-15、PCS通道16-23或PCS通道24-31可分别认为是第0路、第1路、第2路或第3路200G中的PCS通道0-7。发端处理模块接着对32个通道数据流采用基于2个RS符号对齐得到对齐的32条通道数据流。然后直接将32条对齐的通道数据流送入所设计的包含复用的处理器进行处理后送入内码编码器进行内码编码。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。
在一种可能的实施方式中,当本实施例复用处理以及内码编码方案均采用实施例7的方案时,其级联码在AWGN下性能与实施例7的方案相当,且具有更低的整体时延。但是,和实施例7方案相比,本实施例的方案在对抗系统突发错误较差。该方案适用于一些要求更低时延的场景。
在另一种可能的实施方式中,当本实施例的复用处理以及内码编码方案均采用实施例8的方案时,其级联码在AWGN下性能与实施例8的方案相当,且具有更低的整体时延。但是,和实施例8相比,本实施例的方案在对抗系统突发错误较差。该方案适用于一些要求更低时延的场景。
在又一种可能的实施方式中,当本实施例的复用处理以及内码编码方案均采用实施例9的方案时,其级联码在AWGN下性能与实施例9的方案相当,且具有更低的整体时延。但是,和实施例9相比,本实施例的方案在对抗系统突发错误较差。该方案适用于一些要求更低时延的场景。
实施例11:应用于8×100G接口的场景,内码编码信息位长度为120比特或160比特,采用8:1的复用器,采用通道纠偏处理。
本实施例考虑客户侧接口为每个通道100Gb/s的8×100G且采用“100G RS-FEC-Int”模式,其接口细节见《IEEE Std 802.3ckTM/D3.0》。
基于图3(c)所示的发端处理模块的数据处理示意图,发端处理模块利用FEC通道0-3、FEC通道4-7、FEC通道8-11、FEC通道12-15、FEC通道16-19、FEC通道20-23、FEC通道24-27或FEC通道28-31已知的对齐标识(Alignment marker)进行4个通道数据流的标识锁定(alignment lock)。这里FEC通道0-3、FEC通道4-7、FEC通道8-11、FEC通道12-15、FEC通道16-19、FEC通道20-23、FEC通道24-27或FEC通道28-31可分别认为是第0路、第1路、第2路、第3路、第4路、第5路、第6路或第7路100G中的FEC通道0-3。发端处理模块接着对32个通道数据流进行通道纠偏处理(lane de-skew)得到对齐的32条通道数据流。然后根据FEC通道0-3、FEC通道4-7、FEC通道8-11、FEC通道12-15、FEC通道16-19、FEC通道20-23、FEC通道24-27或FEC通道28-31的对齐标识对4条通道的数据进行通道重排序(lane reorder)处理,使得4条通道的数据能够按照指定的顺序排列。最后使得32条通道的数据能够按照指定的顺序排列。一种顺序是跟图11一样通道数据流从上往下按从0到31排序。经通道重排序的32条通道数据流不进行卷积交织,直接进行复用处理得到总共16条第二数据流,并送入内码编码器进行内码编码。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。
参考图8所示的PCS通道数据流,不难理解,通道数据流0-3中的任一个RS符号,通道数据流4-7中的任一个RS符号,通道数据流8-11中的任一个RS符号,通道数据流12-15中的任一个RS符号,通道数据流16-19中的任一个RS符号,通道数据流20-23中的任一个RS符号,通道数据流24-27中的任一个RS符号,与通道数据流28-31中的任一个RS符号,均来自不同的RS码字,由于通道数据流不进行卷积交织,因此通道数据流0-31等同于第一数据流0-31。因此32条第一数据流包含G=8个第一数据流子集,第一数据流0-3为第一数据流子集0,第一数据流4-7为第一数据流子集1,第一数据流8-11为第一数据流子集2,第一数据流12-15为第一数据流子集3,第一数据流16-19为第一数据流子集4,第一数据流20-23为第一数据流子集5,第一数据流24-27为第一数据流子集6,第一数据流28-31为第一数据流子集7。
本实施例采用如图13所示复用处理的一种可能实现方式为G=8,K=8,m=4,其将32条通道数据流进行复用处理得到4条第二数据流。其中,第一数据流子集0中的某一条,第一数据流子集1中的某一条,第一数据流子集2中的某一条,第一数据流子集3中的某一条,第一数据流子集4中的某一条,第一数据流子集5中的某一条,第一数据流子集6中的某一条,和第一数据流子集7中的某一条,总共8条通道数据流作为8:1复用器i(0≤i≤3)的8条输入数据流。一种具体实现方式如图17(c)所示,复用器i(0≤i≤3)将第一数据流i,第一数据流i+16,第一数据流i+8,第一数据流i+24,第一数据流i+4,第一数据流i+20,第一数据流i+12,第一数据流i+28分别对应于8:1复用器的复用输入数据流0至7。图中表示8:1复用器的复用输入数据流j(0≤j≤7)中连续的Δ=2个RS符号,其来自2个不同的外码RS码字。8:1复用器将8条输入数据流中数据按照2个RS符号为单位以轮询方式输出到输出数据流中,即输出数据顺序为 输出数据流中连续16个RS符号来自16个不同的RS码字。需要说明的是由于K≤G,则Δ=1仍可以使得第二数据流中连续16个RS符号来自16个不同的RS码。
图22为本申请实施例中复用器的第五种结构示意图。如图22所示,复用器i(0≤i≤3)将第一数据流i,第一数据流i+4,第一数据流i+8,第一数据流i+12,第一数据流i+16,第一数据流i+20,第一数据流i+24,第一数据流i+28依次分别对应于8:1复用器的复用输入数据流0~7。图中表示8:1复用器的复用输入数据流j(0≤j≤7)中连续的Δ=2个RS符号,其来自2个不同的外码RS码字。8:1复用器将8条输入数据流中数据按照2个RS符号为单位以轮询方式输出到输出数据流中,即输出数据顺序为 输出数据流中连续16个RS符号来自16个不同的RS码字。需要说明的是由于K≤G,则Δ=1仍可以使得第二数据流中连续16个RS符号来自16个不同的RS码。
上述4条第二数据流分别进行内码编码,其内码编码方案可以采用实施例1给出的编码方案,得到与实施例1相当的性能;也可以采用实施例3给出的编码方案,得到与实施例3相当的性能,此处不再赘述。
实施例12:应用于8×100G接口的场景,内码编码信息位长度为120比特或160比特,采用4:1的复用器,采用通道纠偏处理。
在实施例11方案基础上,本实施例给出了复用处理采用4:1复用器时一种次低时延的实现方案。
基于图3(a)所示的发端处理模块的数据处理示意图,发端处理模块利用FEC通道0-3、FEC通道4-7、FEC通道8-11、FEC通道12-15、FEC通道16-19、FEC通道20-23、FEC通道24-27或FEC通道28-31已知的对齐标识(Alignment marker)进行4个通道数据流的标识锁定(alignment lock)。这里FEC通道0-3、FEC通道4-7、FEC通道8-11、FEC通道12-15、FEC通道16-19、FEC通道20-23、FEC通道24-27或FEC通道28-31可分别认为是第0路、第1路、第2路、第3路、第4路、第5路、第6路或第7路100G中的FEC通道0-3。发端处理模块接着对32个通道数据流进行通道纠偏处理(lane de-skew)得到对齐的32条通道数据流。然后根据FEC通道0-3、FEC通道4-7、FEC通道8-11、FEC通道12-15、FEC通道16-19、FEC通道20-23、FEC通道24-27或FEC通道28-31的对齐标识对4条通道的数据进行通道重排序(lane reorder)处理,使得4条通道的数据能够按照指定的顺序排列。最后使得32条通道的数据能够按照指定的顺序排列。一种顺序是跟图11一样通道数据流从上往下按从0到31排序。
经通道重排序的32条通道数据流送入所设计的包含卷积交织和复用的处理器进行交织打乱数据顺序处理后送入内码编码器进行内码编码。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。
在本实施例中,卷积交织处理采用如图11所示的结构,分别对n=32条PCS通道数据流进行卷积交织得到n=32条第一数据流。其中卷积交织器0、卷积交织器1、卷积交织器2、…、卷积交织器31采用相同的交织结构。图19(a)给出了一种卷积交织器结构,其包含p=2条延迟线(delay line)。这2条延迟线分别包括Q个存储单元、0个存储单元,每个存储单元用于存储d=2个符号。也就是,延迟线0的延迟取值为2Q个符号,延迟线1的延迟取值为0个符号即无延迟。
如图19(a)所示的Cr(·)表示该通道数据流r(0≤r≤n-1)中一个RS符号。比如Cr(4t),Cr(4t+1)表示通道数据流中当前输入给延迟线0的两个RS符号且Cr(4t-4Q),Cr(4t-4Q+1)为延迟线0输出的两个RS符号;Cr(4t+2),Cr(4t+3)表示通道数据流中接下来输入给延迟线1的两个RS符号且Cr(4t+2),Cr(4t+3)为延迟线1输出的两个RS符号;Cr(4t+4),Cr(4t+5)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线0的两个RS符号且Cr(4t-4Q+4),Cr(4t-4Q+5)为延迟线0输出的两个RS符号,依次类推。结合图8,可以看出当4Q+2≥272即Q≥68时,卷积交织输出的连续4个RS符号Cr(4t-4Q),Cr(4t-4Q+1),Cr(4t+2),Cr(4t+3)来自4个不同的RS码字。
图23为本申请实施例中卷积交织器的第十一种结构示意图。如图23所示,在一种可能的实施方式中,选取Q=68,卷积交织器具体结构如图23所示。其对应的交织时延约为68*2*2/2=136个RS符号。
采用如图23所示的卷积交织器分别对32条PCS通道数据流进行卷积交织处理得到32条第一数据流。参考图8所示的PCS通道数据流,不难理解,通道数据流0-3中的任一个RS符号,通道数据流4-7中的任一个RS符号,通道数据流8-11中的任一个RS符号,通道数据流12-15中的任一个RS符号,通道数据流16-19中的任一个RS符号,通道数据流20-23中的任一个RS符号,通道数据流24-27中的任一个RS符号,与通道数据流28-31中的任一个RS符号,均来自不同的RS码字。因此32条第一数据流包含G=8个第一数据流子集,第一数据流0-3为第一数据流子集0,第一数据流4-7为第一数据流子集1,第一数据流8-11为第一数据流子集2,第一数据流12-15为第一数据流子集3,第一数据流16-19为第一数据流子集4,第一数据流20-23为第一数据流子集5,第一数据流24-27为第一数据流子集6,第一数据流28-31为第一数据流子集7。
本实施例采用如图13所示复用处理的一种可能实现方式为G=8,K=4,m=8,其包含8个4:1复用器,每个复用器将4条第一数据流进行复用得到1条第二数据流,总共生成8条第二数据流。从第一数据流子集0-7中任意4个第一数据流子集各自任取1条第一数据流作为4:1复用器的输入,一种具体实现方式如图17(b)所示,4:1复用器i(0≤i≤7)的复用输入数据流0至3分别对应为第一数据流i,第一数据流i+16,第一数据流i+8,第一数据流i+24。图中表示4:1复用器的复用输入数据流j(0≤j≤3)中连续的Δ=4个RS符号,其来自4个不同的外码RS码字。4:1复用器将4条输入数据流中数据按照4个RS符号为单位以轮询方式输出到输出数据流中,即输出数据顺序为 输出数据流中连续16个RS符号来自16个不同的RS码字。需要说明的是由于K≤G,则Δ=1,2仍可以使得第二数据流中连续16个RS符号来自16个不同的RS码。
图24为本申请实施例中复用器的第六种结构示意图。如图24所示,复用器i(0≤i≤3)将第一数据流i,第一数据流i+8,第一数据流i+16,第一数据流i+24,分别对应于4:1复用器的复用输入数据流0至3。图中表示4:1复用器的复用输入数据流j(0≤j≤3)中连续的Δ=4个RS符号,其来自4个不同的外码RS码字。4:1复用器将4条输入数据流中数据按照4个RS符号为单位以轮询方式输出到输出数据流中,即输出数据顺序为输出数据流中连续16个RS符号来自16个不同的RS码字。需要说明的是由于K≤G,则Δ=1,2仍可以使得第二数据流中连续16个RS符号来自16个不同的RS码。
上述8条第二数据流分别进行内码编码,其内码编码方案可以采用实施例1给出的编码方案,得到与实施例1相当的性能;也可以采用实施例3给出的编码方案,得到与实施例3相当的性能,此处不再赘述。
实施例13:应用于8×100G接口的场景,内码编码信息位长度为120比特,采用2:1的复用器,采用通道纠偏处理。
在实施例12的基础上,本实施例考虑复用处理采用2:1复用器,且信息长度为120比特的内码,对应地采用新设计的卷积交织器和复用处理。
在本实施例中,卷积交织处理采用如图11所示的结构,分别对n=32条PCS通道数据流进行卷积交织得到n=32条第一数据流。其中卷积交织器0、卷积交织器1、卷积交织器2、…、卷积交织器31采用相同的交织结构。图16(a)给出了一种卷积交织器结构,其包含p=3条延迟线(delay line)。这3条延迟线分别包括2Q个存储单元、Q个存储单元、0个存储单元,每个存储单元用于存储d=2个符号。也就是,延迟线0的延迟取值为4Q个符号,延迟线1的延迟取值为2Q个符号,延迟线2的延迟取值为0个符号即无延迟。
如图16(a)所示的Cr(·)表示该通道数据流r(0≤r≤n-1)中一个RS符号。比如,Cr(6t),Cr(6t+1)表示通道数据流中当前输入给延迟线0的两个RS符号且Cr(6t-12Q),Cr(6t-12Q+1)为延迟线0输出的两个RS符号;Cr(6t+2),Cr(6t+3)表示通道数据流中接下来输入给延迟线1的两个RS符号且Cr(6t-6Q+2),Cr(6t-6Q+3)为延迟线1输出的两个RS符号;Cr(6t+4),Cr(6t+5)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线2的两个RS符号且Cr(6t+4),Cr(6t+5)为延迟线2输出的两个RS符号;Cr(6t+6),Cr(6t+7)表示通道数据流中再随后输入给延迟线0的两个RS符号且Cr(6t-12Q+6),Cr(6t-12Q+7)为延迟线0输出的两个RS符号,依次类推。结合图8,可以看出当6Q+2≥272即Q≥45时,卷积交织输出的Cr(6t-12Q),Cr(6t-12Q+1),Cr(6t-6Q+2),Cr(6t-6Q+3),Cr(6t+4),Cr(6t+5)总共6个RS符号来自6个不同的RS码字。
图25为本申请实施例中卷积交织器的第十二种结构示意图。如图25所示,在一种可能的实施方式中,选取Q=45,卷积交织器具体结构如图25所示。其对应的交织时延约为90*2*3/2=270个RS符号。
采用如图25所示的卷积交织器分别对32条PCS通道数据流进行卷积交织处理得到32条第一数据流。参考图8所示的PCS通道数据流,不难理解,第一数据流0-3中的任一个RS符号,第一数据流4-7中的任一个RS符号,第一数据流8-11中的任一个RS符号,第一数据流12-15中的任一个RS符号,第一数据流16-19中的任一个RS符号,第一数据流20-23中的任一个RS符号,第一数据流24-27中的任一个RS符号,与第一数据流28-31中的任一个RS符号,均来自不同的RS码字。因此32条第一数据流包含G=8个第一数据流子集,第一数据流0-3为第一数据流子集0,第一数据流4-7为第一数据流子集1,第一数据流8-11为第一数据流子集2,第一数据流12-15为第一数据流子集3,第一数据流16-19为第一数据流子集4,第一数据流20-23为第一数据流子集5,第一数据流24-27为第一数据流子集6,第一数据流28-31为第一数据流子集7。
本实施例采用如图13所示复用处理的一种可能实现方式为G=8,K=2,m=16,即包含16个2:1复用器,每个复用器将2条第一数据流进行复用得到1条第二数据流,总共生成16条第二数据流。从第一数据流子集0-7中任意2个第一数据流子集各自任取1条第一数据流作为2:1复用器的输入,对应的2:1复用器一种具体实现方式如图17(a)所示,2:1复用器i(0≤i≤15)的复用输入数据流0和复用输入数据流1分别对应为第一数据流i,第一数据流i+16。图中表示2:1复用器的复用输入数据流j(0≤j≤1)中连续的Δ=6个RS符号,其来自6个不同的外码RS码字。2:1复用器将2条输入数据流中数据按照6个RS符号为单位以轮询方式输出到输出数据流中,即输出数据顺序为 输出数据流中连续12个RS符号来自12个不同的RS码字。需要说明的是由于K≤G,则Δ=1,2,3仍可以使得第二数据流中连续12个RS符号来自12个不同的RS码。
对上述复用处理输出的16条第二数据流进行编码方案可以均采用实施例1中的方案,得到与实施例1相当的性能,此处不再赘述。
实施例14:应用于8×100G接口的场景,内码编码信息位长度为160比特,采用2:1的复用器,采用通道纠偏处理。
在实施例12的基础上,本实施例考虑复用处理采用2:1复用器,且信息长度为160比特的内码,对应地采用新设计的卷积交织器和复用处理。
在本实施例中,卷积交织处理采用如图11所示的结构,分别对n=32条PCS通道数据流进行卷积交织得到n=32条第一数据流。其中卷积交织0、卷积交织1、卷积交织2、…、卷积交织31采用相同的交织结构。图18(a)给出了一种卷积交织器结构,其包含p=4条延迟线(delay line)。这4条延迟线分别包括3Q个存储单元、2Q个存储单元、Q个存储单元、0个存储单元,每个存储单元用于存储d=2个符号。也就是,延迟线0的延迟取值为6Q个符号,延迟线1的延迟取值为4Q个符号,延迟线2的延迟取值为2Q个符号,延迟线3的延迟取值为0个符号即无延迟。
如图18(a)所示的Cr(·)表示该通道数据流r(0≤r≤n-1)中一个RS符号。比如,Cr(8t),Cr(8t+1)表示通道数据流中当前输入给延迟线0的两个RS符号且Cr(8t-24Q),Cr(8t-24Q+1)为延迟线0输出的两个RS符号;Cr(8t+2),Cr(8t+3)表示通道数据流中接下来输入给延迟线1的两个RS符号且Cr(8t-16Q+2),Cr(8t-16Q+3)为延迟线1输出的两个RS符号;Cr(8t+4),Cr(8t+5)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线2的两个RS符号且Cr(8t-8Q+4),Cr(8t-8Q+5)为延迟线2输出的两个RS符号;Cr(8t+6),Cr(8t+7)表示通道数据流中再随后输入给延迟线3的两个RS符号且Cr(8t+6),Cr(8t+7)为延迟线3输出的两个RS符号,Cr(8t+8),Cr(8t+9)表示通道数据流中再随后输入给延迟线0的两个RS符号且Cr(8t-24Q+8),Cr(8t-24Q+9)为延迟线0输出的两个RS符号,依次类推。结合图8,可以看出当8Q+2≥272即Q≥34时,卷积交织输出的Cr(8t-24Q),Cr(8t-24Q+1),Cr(8t-16Q+2),Cr(8t-16Q+3),Cr(8t-8Q+4),Cr(8t-8Q+5),Cr(8t+6),Cr(8t+7)总共8个RS符号来自8个不同的RS码字。
图26为本申请实施例中卷积交织器的第十三种结构示意图。如图26所示,在一种可能的实施方式中,选取Q=34,卷积交织器具体结构如图26所示。其对应的交织时延约为102*2*4/2=408个RS符号。
采用如图26所示的卷积交织器分别对32条PCS通道数据流进行卷积交织处理得到32条第一数据流。参考图8所示的PCS通道数据流,不难理解,第一数据流0-3中的任一个RS符号,第一数据流4-7中的任一个RS符号,第一数据流8-11中的任一个RS符号,第一数据流12-15中的任一个RS符号,第一数据流16-19中的任一个RS符号,第一数据流20-23中的任一个RS符号,第一数据流24-27中的任一个RS符号,与第一数据流28-31中的任一个RS符号,均来自不同的RS码字。因此32条第一数据流包含G=8个第一数据流子集,第一数据流0-3为第一数据流子集0,第一数据流4-7为第一数据流子集1,第一数据流8-11为第一数据流子集2,第一数据流12-15为第一数据流子集3,第一数据流16-19为第一数据流子集4,第一数据流20-23为第一数据流子集5,第一数据流24-27为第一数据流子集6,第一数据流28-31为第一数据流子集7。
本实施例采用如图13所示复用处理的一种可能实现方式为G=8,K=2,m=16,即包含16个2:1复用器,每个复用器将2条第一数据流进行复用得到1条第二数据流,总共生成16条第二数据流。从第一数据流子集0-7中任意2个第一数据流子集各自任取1条第一数据流作为2:1复用器的输入,对应的2:1复用器一种具体实现方式如图17(a)所示,2:1复用器i(0≤i≤15)的复用输入数据流0和复用输入数据流1分别对应为第一数据流i,第一数据流i+16。图中表示2:1复用器的复用输入数据流j(0≤j≤1)中连续的Δ=8个RS符号,其来自8个不同的外码RS码字。2:1复用器将2条输入数据流中数据按照8个RS符号为单位以轮询方式输出到输出数据流中,即输出数据顺序为 输出数据流中连续16个RS符号来自16个不同的RS码字。需要说明的是由于K≤G,则Δ=1,2,4仍可以使得第二数据流中连续16个RS符号来自16个不同的RS码。
对上述复用处理输出的16条第二数据流进行内码编码方案可采用实施例3中的内码编码方案,得到与实施例3相当的性能,此处不再赘述。
实施例15:应用于8×100G接口的场景,采用通道符号对齐。
在实施例11-14中任意实施例的基础上,本实施例给出了一种更低时延的实现方案。
基于图3(b)所示的发端处理模块的数据处理示意图,发端处理模块利用FEC通道0-3、FEC通道4-7、FEC通道8-11、FEC通道12-15、FEC通道16-19、FEC通道20-23、FEC通道24-27或FEC通道28-31已知的对齐标识(Alignment marker)进行4个通道数据流的标识锁定(alignment lock)。发端处理模块接着对32个通道数据流采用基于2个RS符号对齐得到对齐的32条通道数据流。32条通道数据流分别进行卷积交织得到32条第一数据流,第一数据流进行复用处理得到4条或者8条、或者16条第二数据流,并送入内码编码器进行内码编码。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。
本实施例中当采用的包含卷积交织和复用的处理器,以及内码编码跟实施例11中的方案一样时,其级联码在AWGN下性能与其相当,但在对抗系统突发错误略差。该方案适用于一些要求更低时延的场景。
本实施例中当采用的包含卷积交织和复用的处理器,以及内码编码跟实施例12中的方案一样时,其级联码在AWGN下性能与其相当,但在对抗系统突发错误略差。该方案适用于一些要求更低时延的场景。
本实施例中当采用的包含卷积交织和复用的处理器,以及内码编码跟实施例13中的方案一样时,其级联码在AWGN下性能与其相当,但在对抗系统突发错误略差。该方案适用于一些要求更低时延的场景。
本实施例中当采用的包含卷积交织和复用的处理器,以及内码编码跟实施例14中的方案一样时,其级联码在AWGN下性能与其相当,但在对抗系统突发错误略差。该方案适用于一些要求更低时延的场景。
实施例16:应用于8×100G接口的场景,内码编码信息位长度为120比特或160比特,采用8:1的复用器,采用通道纠偏处理。
本实施例考虑客户侧接口为每个通道100Gb/s的8×100G且采用“100G RS-FEC”模式,其接口细节见《IEEE Std 802.3ckTM/D3.0》。
基于图3(a)所示的发端处理模块的数据处理示意图,发端处理模块利用FEC通道0-3、FEC通道4-7、FEC通道8-11、FEC通道12-15、FEC通道16-19、FEC通道20-23、FEC通道24-27或FEC通道28-31已知的对齐标识(Alignment marker)进行4个通道数据流的标识锁定(alignment lock)。这里FEC通道0-3、FEC通道4-7、FEC通道8-11、FEC通道12-15、FEC通道16-19、FEC通道20-23、FEC通道24-27或FEC通道28-31可分别认为是第0路、第1路、第2路、第3路、第4路、第5路、第6路或第7路100G中的FEC通道0-3。发端处理模块接着对32个通道数据流进行通道纠偏处理(lane de-skew)得到对齐的32条通道数据流。然后根据FEC通道0-3、FEC通道4-7、FEC通道8-11、FEC通道12-15、FEC通道16-19、FEC通道20-23、FEC通道24-27或FEC通道28-31的对齐标识对4条通道的数据进行通道重排序(lane reorder)处理,使得4条通道的数据能够按照指定的顺序排列。最后使得32条通道的数据能够按照指定的顺序排列。一种顺序是跟图9一样通道数据流从上往下按从0到31排序。
经通道重排序的32条通道数据流送入所设计的包含卷积交织和复用的处理器进行交织打乱数据顺序处理后送入内码编码器进行内码编码。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。
在本实施例中,卷积交织处理采用如图11所示的结构,分别对n=32条FEC通道数据流进行卷积交织得到n=32条第一数据流。其中卷积交织器0、卷积交织器1、卷积交织器2、…、卷积交织器31采用相同的交织结构。
图27(a)为本申请实施例中卷积交织器的第十四种结构示意图。如图27(a)所示,其包含p=2条延迟线(delay line)。这2条延迟线分别包括Q个存储单元、0个存储单元,每个存储单元用于存储d=1个符号。也就是说,延迟线0的延迟取值为Q个符号,延迟线1的延迟取值为0个符号即无延迟。
如图27(a)所示的Cr(·)表示该通道数据流r(0≤r≤n-1)中一个RS符号。比如,Cr(2t)表示通道数据流中当前输入给延迟线0的1个RS符号且Cr(2t-2Q)为延迟线0输出的1个RS符号;Cr(2t+1)表示通道数据流中接下来输入给延迟线1的1个RS符号且Cr(2t+1)为延迟线1输出的1个RS符号;Cr(2t+2)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线0的1个RS符号且Cr(2t-2Q+2)为延迟线0输出的1个RS符号,依次类推。结合图9,可以看出当2Q+1≥136即Q≥68时,卷积交织输出的连续2个RS符号Cr(2t-2Q),Cr(2t+1)来自2个不同的RS码字。
图27(b)为本申请实施例中卷积交织器的第十五种结构示意图。如图27(b)所示,在一种可能的实施方式中,选取Q=68,卷积交织器具体结构如图27(b)所示。其对应的交织时延约为68*2/2=68个RS符号。
采用如图27(b)所示的卷积交织器分别对32条FEC通道数据流进行卷积交织处理得到32条第一数据流。参考图9所示的FEC通道数据流,不难理解,第一数据流0-3中的任一RS符号,第一数据流4-7中的任一RS符号,第一数据流8-11中的任一RS符号,第一数据流12-15中的任一RS符号,第一数据流16-19中的任一RS符号,第一数据流20-23中的任一RS符号,与第一数据流24-27中的任一RS符号,与第一数据流28-31中的任一RS符号,均来自不同的RS码字。因此32条第一数据流包含G=8个第一数据流子集,第一数据流0-3为第一数据流子集0,第一数据流4-7为第一数据流子集1,第一数据流8-11为第一数据流子集2,第一数据流12-15为第一数据流子集3,第一数据流16-19为第一数据流子集4,第一数据流20-23为第一数据流子集5,第一数据流24-27为第一数据流子集6,第一数据流28-31为第一数据流子集7。
本实施例采用实施例11中的8:1复用处理结构,可以得到4条第二数据流,且每个第二数据流中连续的16个RS符号均来自16个不同的RS码字。
对上述4条第二数据流分别进行内码编码,其内码编码方案可以采用实施例1给出的编码方案,得到与实施例1相当的性能;也可以采用实施例3给出的编码方案,得到与实施例3相当的性能,此处不再赘述。
实施例17:应用于8×100G接口的场景,内码编码信息位长度为120比特,采用4:1的复用器,采用通道纠偏处理。
在实施例16方案基础上,本实施例给出了内码信息长度为120比特,复用处理采用4:1复用器时,对应地采用新设计的卷积交织器和复用处理。
在本实施例中,卷积交织处理采用如图11所示的结构,分别对n=32条PCS通道数据流进行卷积交织得到n=32条第一数据流。其中卷积交织器0、卷积交织器1、卷积交织器2、…、卷积交织器31采用相同的交织结构。
图28(a)为本申请实施例中卷积交织器的第十六种结构示意图。如图28(a)所示,其包含p=3条延迟线(delay line)。这p=3条延迟线分别包括2Q个存储单元、Q个存储单元、0个存储单元,每个存储单元用于存储d=1个符号。也就是,延迟线0的延迟取值为2Q个符号,延迟线1的延迟取值为Q个符号,延迟线1的延迟取值为0个符号即无延迟。
如图28(a)所示的Cr(·)表示该通道数据流r(0≤r≤n-1)中一个RS符号。比如,Cr(3t)表示通道数据流中当前输入给延迟线0的1个RS符号且Cr(3t-6Q)为延迟线0输出的1个RS符号;Cr(3t+1)表示通道数据流中接下来输入给延迟线1的1个RS符号且Cr(3t-3Q+1)为延迟线1输出的1个RS符号;Cr(3t+2)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线2的1个RS符号且Cr(3t+2)为延迟线2输出的1个RS符号;Cr(3t+3)表示通道数据流中再随后输入给延迟线0的1个RS符号且Cr(3t-6Q+3)为延迟线0输出的1个RS符号,依次类推。结合图9,可以看出当3Q+1≥136即Q≥45时,卷积交织输出的Cr(3t-6Q),Cr(3t-3Q+2),Cr(3t+2)总共3个RS符号来自3个不同的RS码字。
图28(b)为本申请实施例中卷积交织器的第十七种结构示意图。如图28(b)所示,在一种可能的实施方式中,选取Q=45,卷积交织器具体结构如图28(b)所示。其对应的交织时延约为90*3/2=135个RS符号。
采用如图28(b)所示的卷积交织器分别对32条FEC通道数据流进行卷积交织处理得到32条第一数据流。参考图9所示的FEC通道数据流,不难理解,第一数据流0-3中的任一RS符号,第一数据流4-7中的任一RS符号,第一数据流8-11中的任一RS符号,第一数据流12-15中的任一RS符号,第一数据流16-19中的任一RS符号,第一数据流20-23中的任一RS符号,与第一数据流24-27中的任一RS符号,与第一数据流28-31中的任一RS符号,均来自不同的RS码字。因此32条第一数据流包含G=8个第一数据流子集,第一数据流0-3为第一数据流子集0,第一数据流4-7为第一数据流子集1,第一数据流8-11为第一数据流子集2,第一数据流12-15为第一数据流子集3,第一数据流16-19为第一数据流子集4,第一数据流20-23为第一数据流子集5,第一数据流24-27为第一数据流子集6,第一数据流28-31为第一数据流子集7。
本实施例采用实施例12中的复用处理结构,且Δ=1,3可以得到8条第二数据流,且每个第二数据流中连续的12个RS符号均来自12个不同的RS码字。
对上述复用处理输出的8条第二数据流进行编码方案可以均采用实施例1中的方案,得到与实施例1相当的性能,此处不再赘述。
实施例18:应用于8×100G接口的场景,内码编码信息位长度为160比特,采用4:1的复用器,采用通道纠偏处理。
在实施例16方案基础上,本实施例给出了内码信息长度为160比特,复用处理采用4:1复用器时一种次低时延的实现方案,对应地采用新设计的交织器和复用处理。
在本实施例中,卷积交织处理采用如图11所示的结构,分别对n=32条PCS通道数据流进行卷积交织得到n=32条第一数据流。其中卷积交织器0、卷积交织器1、卷积交织器2、…、卷积交织器31采用相同的交织结构。
图29(a)为本申请实施例中卷积交织器的第十八种结构示意图。如图29(a)所示,其包含p=4条延迟线(delay line)。这p=4条延迟线分别包括3Q个存储单元,2Q个存储单元、Q个存储单元、0个存储单元,每个存储单元用于存储d=1个符号。也就是,延迟线0的延迟取值为3Q个符号,延迟线1的延迟取值为2Q个符号,延迟线2的延迟取值为Q个符号、延迟线3的延迟取值为0个符号即无延迟。
如图29(a)所示的Cr(·)表示该通道数据流r(0≤r≤n-1)中一个RS符号。比如,Cr(4t)表示通道数据流中当前输入给延迟线0的1个RS符号且Cr(4t-12Q)为延迟线0输出的1个RS符号;Cr(4t+1)表示通道数据流中接下来输入给延迟线1的1个RS符号且Cr(4t-8Q+1)为延迟线1输出的1个RS符号;Cr(4t+2)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线2的1个RS符号且Cr(4t-4Q+2)为延迟线2输出的1个RS符号;Cr(4t+3)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线3的1个RS符号且Cr(4t+3)为延迟线3输出的1个RS符号;Cr(4t+4)表示通道数据流中再随后输入给延迟线0的1个RS符号且Cr(4t-12Q+4)为延迟线0输出的1个RS符号,依次类推。结合图9,可以看出当4Q+1≥136即Q≥34时,卷积交织连续输出的Cr(4t-12Q),Cr(4t-8Q+1),Cr(4t-4Q+2),Cr(4t+3)总共4个RS符号来自4个不同的RS码字。
图29(b)为本申请实施例中卷积交织器的第十九种结构示意图。如图29(b)所示,在一种可能的实施方式中,选取Q=34,卷积交织器具体结构如图29(b)所示。其对应的交织时延约为102*4/2=204个RS符号。
采用如图29(b)所示的卷积交织器分别对32条FEC通道数据流进行卷积交织处理得到32条第一数据流。参考图9所示的FEC通道数据流,不难理解,第一数据流0-3中的任一RS符号,第一数据流4-7中的任一RS符号,第一数据流8-11中的任一RS符号,第一数据流12-15中的任一RS符号,第一数据流16-19中的任一RS符号,第一数据流20-23中的任一RS符号,与第一数据流24-27中的任一RS符号,与第一数据流28-31中的任一RS符号,均来自不同的RS码字。因此32条第一数据流包含G=8个第一数据流子集,第一数据流0-3为第一数据流子集0,第一数据流4-7为第一数据流子集1,第一数据流8-11为第一数据流子集2,第一数据流12-15为第一数据流子集3,第一数据流16-19为第一数据流子集4,第一数据流20-23为第一数据流子集5,第一数据流24-27为第一数据流子集6,第一数据流28-31为第一数据流子集7。
本实施例采用实施例13中的复用处理结构,且Δ=1,2,4时可以得到8条第二数据流,且每个第二数据流中连续的16个RS符号均来自16个不同的RS码字。
上述8条第二数据流分别进行内码编码,其内码编码方案可以采用实施例3的内码编码方案,可以得到与实施例3相当的性能,此处不再赘述。
实施例19:应用于8×100G接口的场景,内码编码信息位长度为120比特,采用2:1的复用器,采用通道纠偏处理。
在实施例16方案基础上,本实施例给出了内码信息长度为120比特,复用处理采用4:1复用器时,对应地采用新设计的卷积交织器和复用处理。
在本实施例中,卷积交织处理采用如图11所示的结构,分别对n=32条PCS通道数据流进行卷积交织得到n=32条第一数据流。其中卷积交织器0、卷积交织器1、卷积交织器2、…、卷积交织器31采用相同的交织结构。
图30(a)为本申请实施例中卷积交织器的第二十种结构示意图。如图30(a)所示,其包含p=6条延迟线(delay line)。这p=6条延迟线分别包括5Q个存储单元、4Q个存储单元、3Q个存储单元、2Q个存储单元、Q个存储单元、0个存储单元,每个存储单元用于存储d=1个符号。也就是,延迟线0的延迟取值为5Q个符号,延迟线1的延迟取值为4Q个符号,延迟线2的延迟取值为3Q个符号,延迟线3的延迟取值为2Q个符号,延迟线4的延迟取值为Q个符号,延迟线5的延迟取值为0个符号即无延迟。
如图30(a)所示的Cr(·)表示该通道数据流r(0≤r≤n-1)中一个RS符号。比如,Cr(6t)表示通道数据流中当前输入给延迟线0的1个RS符号且Cr(6t-30Q)为延迟线0输出的1个RS符号;Cr(6t+1)表示通道数据流中接下来输入给延迟线1的1个RS符号且Cr(6t-24Q+1)为延迟线1输出的1个RS符号;Cr(6t+2)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线2的1个RS符号且Cr(6t-18Q+2)为延迟线2输出的1个RS符号;Cr(6t+3)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线3的1个RS符号且Cr(6t-12Q+3)为延迟线3输出的1个RS符号;Cr(6t+4)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线4的1个RS符号且Cr(6t-6Q+4)为延迟线4输出的1个RS符号;Cr(6t+5)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线5的1个RS符号且Cr(6t+5)为延迟线5输出的1个RS符号;Cr(6t+6)表示通道数据流中再随后输入给延迟线0的1个RS符号且Cr(6t-30Q+6)为延迟线0输出的1个RS符号,依次类推。结合图9,可以看出当6Q+1≥136即Q≥23时,卷积交织连续输出的Cr(6t-30Q),Cr(6t-24Q+1),Cr(6t-18Q+2),Cr(6t-12Q+3),Cr(6t-6Q+4),Cr(6t+5)总共6个RS符号来自6个不同的RS码字。
图30(b)为本申请实施例中卷积交织器的第二十一种结构示意图。如图30(b)所示,在一种可能的实施方式中,选取Q=23,卷积交织器具体结构如图30(b)所示。其对应的交织时延约为23*5*6/2=345个RS符号。
采用如图30(b)所示的卷积交织器分别对32条FEC通道数据流进行卷积交织处理得到32条第一数据流。参考图9所示的FEC通道数据流,不难理解,第一数据流0-3中的任一RS符号,第一数据流4-7中的任一RS符号,第一数据流8-11中的任一RS符号,第一数据流12-15中的任一RS符号,第一数据流16-19中的任一RS符号,第一数据流20-23中的任一RS符号,与第一数据流24-27中的任一RS符号,与第一数据流28-31中的任一RS符号,均来自不同的RS码字。因此32条第一数据流包含G=8个第一数据流子集,第一数据流0-3为第一数据流子集0,第一数据流4-7为第一数据流子集1,第一数据流8-11为第一数据流子集2,第一数据流12-15为第一数据流子集3,第一数据流16-19为第一数据流子集4,第一数据流20-23为第一数据流子集5,第一数据流24-27为第一数据流子集6,第一数据流28-31为第一数据流子集7。
本实施例采用实施例13中的复用处理结构,且Δ=1,2,3,6时可以得到16条第二数据流,且每个第二数据流中连续的12个RS符号均来自12个不同的RS码字。
上述16条第二数据流分别进行内码编码,其编码方案可以采用实施例1中的内码编码方案,并可以取得与实施例1相当的性能,此处不再赘述。
实施例20:应用于8×100G接口的场景,内码编码信息位长度为160比特,采用2:1的复用器,采用通道纠偏处理。
在实施例16方案基础上,本实施例给出了内码信息长度为160比特,复用处理采用2:1复用器时,对应地采用新设计的卷积交织器和复用处理。
在本实施例中,卷积交织处理采用如图11所示的结构,分别对n=32条PCS通道数据流进行卷积交织得到n=32条第一数据流。其中卷积交织器0、卷积交织器1、卷积交织器2、…、卷积交织器31采用相同的交织结构。
图31(a)为本申请实施例中卷积交织器的第二十二种结构示意图。如图31(a)所示,其包含p=8条延迟线(delay line)。这p=8条延迟线分别包括7Q个存储单元,6Q个存储单元,5Q个存储单元,4Q个存储单元,3Q个存储单元,2Q个存储单元、Q个存储单元、0个存储单元,每个存储单元用于存储d=1个符号。也就是,延迟线0的延迟取值为7Q个符号,延迟线1的延迟取值为6Q个符号,延迟线2的延迟取值为5Q个符号、延迟线3的延迟取值为4Q个符号、延迟线4的延迟取值为3Q个符号、延迟线5的延迟取值为2Q个符号、延迟线6的延迟取值为Q个符号、延迟线7的延迟取值为0个符号即无延迟。
如图31(a)所示的Cr(·)表示该通道数据流r(0≤r≤n-1)中一个RS符号。比如,Cr(8t)表示通道数据流中当前输入给延迟线0的1个RS符号且Cr(8t-56Q)为延迟线0输出的1个RS符号;Cr(8t+1)表示通道数据流中接下来输入给延迟线1的1个RS符号且Cr(8t-48Q+1)为延迟线1输出的1个RS符号;Cr(8t+2)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线2的1个RS符号且Cr(8t-40Q+2)为延迟线2输出的1个RS符号;Cr(8t+3)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线3的1个RS符号且Cr(8t-32Q+3)为延迟线3输出的1个RS符号;Cr(8t+4)表示通道数据流中接下来输入给延迟线4的1个RS符号且Cr(8t-24Q+4)为延迟线4输出的1个RS符号;Cr(8t+5)表示通道数据流中接下来输入给延迟线5的1个RS符号且Cr(8t-16Q+5)为延迟线5输出的1个RS符号;Cr(8t+6)表示通道数据流中接下来输入给延迟线6的1个RS符号且Cr(8t-8Q+6)为延迟线6输出的1个RS符号;Cr(8t+7)表示通道数据流中接下来输入给延迟线7的1个RS符号且Cr(8t+7)为延迟线7输出的1个RS符号;Cr(8t+8)表示通道数据流中再随后输入给延迟线0的1个RS符号且Cr(8t-56Q+8)为延迟线0输出的1个RS符号,依次类推。结合图9,可以看出当8Q+1≥136即Q≥17时,卷积交织连续输出的Cr(8t-56Q),Cr(8t-48Q+1),Cr(8t-40Q+2),Cr(8t-32Q+3),Cr(8t-24Q+4),Cr(8t-16Q+5),Cr(8t-8Q+6),Cr(8t+7)总共8个RS符号来自8个不同的RS码字。
图31(b)为本申请实施例中卷积交织器的第二十三种结构示意图。如图31(b)所示,在一种可能的实施方式中,选取Q=17,卷积交织器具体结构如图31(b)所示。其对应的交织时延约为17*7*8/2=476个RS符号。
采用如图31(b)所示的卷积交织器分别对32条FEC通道数据流进行卷积交织处理得到32条第一数据流。参考图9所示的FEC通道数据流,不难理解,第一数据流0-3中的任一RS符号,第一数据流4-7中的任一RS符号,第一数据流8-11中的任一RS符号,第一数据流12-15中的任一RS符号,第一数据流16-19中的任一RS符号,第一数据流20-23中的任一RS符号,与第一数据流24-27中的任一RS符号,与第一数据流28-31中的任一RS符号,均来自不同的RS码字。因此32条第一数据流包含G=8个第一数据流子集,第一数据流0-3为第一数据流子集0,第一数据流4-7为第一数据流子集1,第一数据流8-11为第一数据流子集2,第一数据流12-15为第一数据流子集3,第一数据流16-19为第一数据流子集4,第一数据流20-23为第一数据流子集5,第一数据流24-27为第一数据流子集6,第一数据流28-31为第一数据流子集7。
本实施例采用实施例13中的复用处理结构,且Δ=1,2,4,8时可以得到16条第二数据流,且每个第二数据流中连续的16个RS符号均来自16个不同的RS码字。
上述16条第二数据流分别进行内码编码,其内码编码方案可以采用实施例3的内码编码方案,可以取得与实施例3相当的性能,此处不再赘述。
实施例21:应用于8×100G接口的场景,内码编码信息位长度为120比特或160比特,采用通道符号对齐。
在实施例16-20中任意实施例方案基础上,本实施例给出了一种更低时延的实现方案。
基于图3(d)所示的发端处理模块的数据处理示意图,发端处理模块利用FEC通道0-3、FEC通道4-7、FEC通道8-11、FEC通道12-15、FEC通道16-19、FEC通道20-23、FEC通道24-27或FEC通道28-31已知的对齐标识(Alignment marker)进行4个通道数据流的标识锁定(alignment lock)。发端处理模块接着对32个通道数据流采用基于1个RS符号对齐得到对齐的32条通道数据流。32条通道数据流分别进行卷积交织得到32条第一数据流,第一数据流进行复用处理得到4条或者8条、或者16条第二数据流,并送入内码编码器进行内码编码。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。
应理解,本实施例采用的复用以及内码编码方案均采用实施例16-20中任意实施例给出的方案。
当本实施例中采用的包含复用的处理器以及内码编码跟实施例16中的方案一样时,其级联码在AWGN下性能与其相当,但在对抗系统突发错误略差。该方案适用于一些要求更低时延的场景。
当本实施例中采用的包含复用的处理器以及内码编码跟实施例17中的方案一样时,其级联码在AWGN下性能与其相当,但在对抗系统突发错误略差。该方案适用于一些要求更低时延的场景。
当本实施例中采用的包含复用的处理器以及内码编码跟实施例18中的方案一样时,其级联码在AWGN下性能与其相当,但在对抗系统突发错误略差。该方案适用于一些要求更低时延的场景。
当本实施例中采用的包含复用的处理器以及内码编码跟实施例19中的方案一样时,其级联码在AWGN下性能与其相当,但在对抗系统突发错误略差。该方案适用于一些要求更低时延的场景。
当本实施例中采用的包含复用的处理器以及内码编码跟实施例20中的方案一样时,其级联码在AWGN下性能与其相当,但在对抗系统突发错误略差。该方案适用于一些要求更低时延的场景。
需要说明的是,在一些可能的实施方式中,上述各实施例中介绍的复用处理也可以替换为分组交织来实现,下面结合一个具体实施例进行介绍。
图32(a)为本申请实施例中对n条第一数据流进行分组交织的一种结构示意图。如图32(a)所示,可以通过m个并行的分组交织模块来进行分组交织。具体地,每个分组交织器将输入的K条第一数据流通过分组交织后生成一条第二数据流,总共得到m条第二数据流。其中,输入到每个分组交织器的K条第一数据流的选取方式和上述各实施例中输入复用器的K个输入复用数据流的选取方式一致,此处不再赘述。
图32(b)为本申请实施例中分组交织器的一种结构示意图。如图32(b)所示,第一数据流ik中连续Δ个RS符号为一个符号子集,用Sk(.)表示,其中0≤k≤K-1。因此,Sk(0),Sk(1),…,Sk(W)表示第一数据流ik输出的连续W个符号子集。第二数据流中连续Δ个RS符号为一个符号子集,用S(.)表示。从输入的K条第一数据流中各获取W个符号子集,构成一个K行W列的第一符号矩阵,第一符号矩阵中的每个元素为一个符号子集,则Sk(w)对应为第一符号矩阵中第k行第w列的元素,其中0≤k≤K-1,0≤w≤W-1。K行W列的第一符号矩阵通过分组交织后得到一个1行C列的第二符号矩阵,其中,C=K*W。第二符号矩阵中的每个元素也为一个符号子集,用S(c)表示第二符号矩阵中第c列的元素,其中0≤c≤C。分组交织S(c)与Sk(w)之间的映射可以表示为:c=K*w+k。分组交织后的第二符号矩阵S(0),S(0),…,S(K*W-1)依次对应为Q个内码的信息位,内码编码后得到Q个内码,若内码长度为D个符号,则有K*W*Δ=Q*D。
需要说明的是,上述符号子集只是为了便于描述而引入的概念,在实际应用中,第一数据流和第二数据流都分别为一个整体并不存在划分。每个符号子集可以视作第一数据流或第二数据流中的一个或多个符号。另外,在实际应用中,上述的第一符号矩阵和第二符号矩阵也可能不是以矩阵形式呈现的。例如,第一符号矩阵呈现为第一符号集合,第一符号集合包括K*W个符号子集,分别对应第一符号矩阵中的K行W列个元素。第二符号矩阵呈现为第二符号集合,第二符号集合包括C个符号子集,分别对应第二符号矩阵中的1行C列个元素。
作为一个示例,基于实施列1的给出的卷积交织器,对应分组交织的一种具体实现为G=2,K=2,m=16。分组交织器i的输入第一数据流i0和第一数据流i1分别对应于第一数据流i和第一数据流i+16。以图32(b)所示的分组交织器结构为例,分组交织器的参数可以为Δ=6,W=1,Q=1;也可以为Δ=3,W=2,Q=1。第二符号矩阵映射成一个信息位长度是120比特的内码的信息数据,可以采用实施列1中的内码编码方案,实现相当的性能。
作为另一个示例,基于实施列1的给出的卷积交织器,对应分组交织的另一种具体实现为G=2,K=4,m=16。分组交织器i的输入第一数据流i0至第一数据流i3分别对应于第一数据流i、第一数据流i+16、第一数据流i+8、第一数据流i+24。以图32(b)所示的分组交织器结构为例,分组交织器的参数可以为Δ=6,W=1,Q=2。第二符号矩阵映射成2个信息长度位是120比特的内码的信息数据,可以采用实施列1中的内码编码方案,实现相当的性能。
作为又一个示例,基于实施列1的给出的卷积交织器,对应分组交织的又一种具体实现为G=2,K=8,m=16。分组交织器i的输入第一数据流i0至第一数据流i7分别对应于第一数据流i,第一数据流i+16,第一数据流i+8,第一数据流i+24,第一数据流i+4,第一数据流i+20,第一数据流i+12,第一数据流i+28。以图32(b)所示的分组交织器结构为例,分组交织器的参数可以为Δ=6,W=1,Q=4。第二符号矩阵映射成4个信息位长度是120比特的内码的信息数据,可以采用实施列1中的内码编码方案,实现相当的性能。
应理解,基于其他实施列的卷积交织和内码编码方案也可以推导出对应的分组交织的实现方式,此处不再一一列举。
上面对本申请实施例提供的数据处理方法进行了介绍,下面介绍本申请实施例提供的数据处理装置。
图33为本申请实施例中数据处理装置的一种结构示意图。如图33所示,该数据处理装置包括卷积交织器101和复用器201。卷积交织器101用于执行上述数据处理方法中对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流的操作。复用器201用于执行上述数据处理方法中对n条第一数据流中的每K条第一数据流进行复用得到1条第二数据流,以得到共m条所述第二数据流的操作。具体可以参照上述数据处理方法中关于卷积交织操作和复用操作的相关介绍,此处不再赘述。
应理解,本申请提供的装置也可以通过其他方式实现。例如,上述装置中的单元划分仅仅是一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如,多个单元或组件可以结合或可以集成到另一个系统。另外,本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个独立的物理单元,也可以是两个或两个以上个功能单元集成在一个处理单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
需要说明的是,除了上述实施例介绍的数据处理方法外,本申请还提供了另一种数据处理方法,下面进行详细介绍。
本实施例中,先对n条通道数据流进行交织处理得到m条目标数据流。再对m条目标数据流分别进行第二FEC编码得到编码数据流。其中,对m条目标数据流分别进行第二FEC编码的方式与上述图10所示实施例中步骤1003介绍的方式类似,此处不再赘述。
本实施例中,通道数据流可以是PCS通道数据流或FEC通道数据流,具体此处不做限定。n条通道数据流都是经过第一FEC编码的数据流,也就是上文中介绍的经过外码编码的数据流,其中,n为大于1的整数,且为4的倍数。例如,该外码编码可以采用RS码,经过外码编码后的n条数据流可以包括多个RS码字。在实际应用中也可以采用其他的编码方式进行外码编码,为了便于描述,下文统一用RS码字来表示外码编码后生成的码字。应理解,经过外码编码后的每a个码字分布在b条通道数据流中,其中,a≤b≤n,n能被b整除,a为大于或等于1的整数。在上述图5-图9所示的不同应用场景中,a和b的取值也可能不同。以图5所示的应用场景为例,n=32,a=2,b=16,即每2个码字分布在16条通道数据流中。在图6-图9其他几个应用场景中a和b的取值可以通过附图推导得出,此处不再一一赘述。因此b最大取值为16,最小取值为4。需要说明的是,本申请中外码码长取值是以符号为单位来统计的,其中,符号可以包括一个或多个比特。例如,外码为采用的KP4 RS(544,514)码,码长N=544个符号,一个符号包含10个比特。
应理解,每条目标数据流中连续的F个符号来自F个不同的码字,F>a。每条目标数据流中连续的F个符号至少来自K1条不同的通道数据流,每条目标数据流中连续的F个符号来自n条通道数据流对齐的n个符号中最多K2个符号,K1和K2为n的约数,K2为K1的约数。其中,n条通道数据流对齐的n个符号指的是位于每条通道数据流同一位置的n个符号,以上述图5-图9所示的不同应用场景为例,n条通道数据流每一列的n个符号是对齐的,即n条通道数据流对齐的n个符号可以是n条通道数据流其中一例的n个符号。还应理解,每条目标数据流中连续的F个符号中最多有K3个符号来自相同的通道数据流, 表示对F/K1的商进行向上取整的整数,K3个符号中任意两个符号在同一通道数据流上相隔至少K4个符号,K4≥a*N*K2/n,其中N为码字长度。在本实施列中b最大取值为16,最小取值为4,因此在一些可能的实施方式中,K1=n/4,K2=n/16。
在一些可能的实施方式中,在对n条通道数据流进行交织处理得到m条目标数据流之前,还可以对n路通道数据流进行通道重排序,以使得n路数据流按照预设顺序排列。以32条数据流为例,32条数据流可以是按照0到31排序从上到下排列,当然可以简单扩展到其他顺序排列,其具体实现方式本领域普通技术人员可知,此处不再赘述。
在一些可能的实施方式中,在对n条通道数据流进行交织处理得到m条目标数据流之前,还可以对n条通道数据流进行通道数据对齐处理。该通道数据对齐处理可以是采用现有标准定义的通道纠偏处理(lane de-skew),使得其输出的n条通道数据流的数据是完全对齐的。或者,上述“通道数据对齐处理”也可以仅是通道符号对齐,使得其输出的n条通道数据流上的数据是基于外码符号对齐,具体可以是基于一个外码符号对齐,也可以是基于多个外码符号对齐。关于通道数据对齐处理的详细介绍可以参考上述图3(e)的相关描述,此处不再赘述。
需要说明的是,本实施例中的交织处理可以有多种具体的实现方式,下面分别进行介绍。
图34为本申请实施例提供的交织处理的一种流程示意图。
3401、对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流。
本实施例中,经过卷积交织后每条第一数据流中连续的z个符号来自至少e个不同的码字,其中,z为大于1的整数,a≤e≤F,e*k2≥F。每条第一数据流中连续的z个符号中最多k1/k2个符号来自同一个所述码字。
需要说明的是,本实施例中卷积交织的实现方式与上述图10所示实施例中介绍的卷积交织方式类似,此处不再赘述。在一种可能的实施方式中,若采用上述图12(a)所示的卷积交织器,则卷积交织器的参数应满足d(p*Q+1)≥K4,以使得卷积交织器输出的第一数据流中连续的z=p*d个符号至少来自e个不同的外码码字,其中,N为外码编码的码字长度。在另一种可能的实施方式中,若采用上述图12(b)所示的卷积交织器,则卷积交织器的参数应满足d(p*Q-1)≥K4,以使得卷积交织器输出的第一数据流中连续的z=p*d个符号至少来自e个不同的外码码字,其中,N为外码编码的码字长度。
3402、对n条第一数据流中的每K1条第一数据流进行分组交织得到S条目标数据流,以得到共m条目标数据流。
图35为本申请实施例中对n条第一数据流进行分组交织的一种结构示意图。如图35所示,可以采用T个分组交织器进行分组交织处理。具体地,n条第一数据流中的每K1条第一数据流输入一个分组交织器,该分组交织器输出S条目标数据流。T个分组交织器将输出共m条目标数据流,其中,m=S*T,T=n/K1,S≥k1/k2。需要说明的是,n条第一数据流包括K1个第一数据流分组,每个第一数据流分组中各取一条第一数据流作为参与分组交织的K1条第一数据流,其中,同一第一数据流分组中任意两条第一数据流的符号来自相同的码字。
应理解,上述第一数据流分组只是为了便于描述而引入的概念,在实际应用中,n条第一数据流为一个整体并不存在划分,每个第一数据流分组可以视作n条第一数据流中的一条或多条数据流。
下面介绍分组交织的一种具体实现方式。
图36为本申请实施例中进行分组交织的一种实现方式示意图。如图36所示,以其中一个分组交织器的实现方式为例进行介绍。参与分组交织的K条第一数据流中每条第一数据流包括B个符号,即该K条第一数据流包括第一符号矩阵,该第一符号矩阵包括K行B列个符号。其中,B=R*p*d,R为大于或等于1的整数,第一符号矩阵每行的B个符号是由卷积交织器的p条延迟线轮询R次输出的连续B个符号。经过分组交织后的S条目标数据流中每条目标数据流包括F个符号,即该S条目标数据流包括第二符号矩阵,第二符号矩阵包括S行F列个符号。其中,K*B=S*F,F为内码信息数据的长度。应理解,第一符号矩阵中的符号至少来自F个不同码字,第一符号矩阵中最多有R*K1/K2个符号来自相同的码字,第一符号矩阵中选F个来自不同码字的符号映射到第二符号矩阵的一行。即每条目标数据流中连续的F个符号来自F个不同的码字。
在一种可能的实施方式中,第二符号矩阵中每行的F个符号来自第一符号矩阵中至少列,且列中每列最多取K2个符号,其中,表示对F/K2的商进行向上取整的整数。第二符号矩阵中每行的F个符号包括第一符号矩阵中每行的至少个符号,表示对F/K1的商进行向下取整的整数,且第二符号矩阵中每行的F个符号包括第一符号矩阵中每行的最多个符号,表示对F/K1的商进行向上取整的整数。
在另一种可能的实施方式中,第二符号矩阵的每一行中来自第一符号矩阵奇数列的符号分别位于第一符号矩阵的不同行,第二符号矩阵的每一行中来自第一符号矩阵偶数列的符号位于第一符号矩阵的不同行。
在又一种可能的实施方式中,第二符号矩阵的每一行中由延迟取值相同的延迟线输出的符号来自第一符号矩阵的不同行。第二符号矩阵的每一行的最多K3个符号来自第一符号矩阵的同一行,该K3个符号中任意2个符号分别由延迟差值大于或等于2*Q*d的2条延迟线输出。
需要说明的是,在实际应用中,上述的第一符号矩阵和第二符号矩阵也可能不是以矩阵形式呈现的。例如,第一符号矩阵呈现为第一符号集合,第一符号集合包括K*B个符号子集,分别对应第一符号矩阵中的K行B列个符号。第二符号矩阵呈现为第二符号集合,第二符号集合包括S*F个符号子集,分别对应第二符号矩阵中的S行F列个符号。
本发明针对采用级联FEC的传输方案,设计一种包含卷积交织、分组交织和编码的数据交织编码方法,可以对所有接入业务采用同样的交织方案,且使得整体级联FEC方案性能较好且时延较低。使得该级联FEC传输方案能够应用于较多的传输场景,尤其适用于对需要较低传输时延的传输场景,如低时延数据中心互联场景。
下面结合一些具体的实施例对上述图34所描述的交织处理方法的流程进行进一步介绍。应理解,下述每个实施例中的内码并行度指的是目标数据流的数量,例如,内码并行度16表示目标数据流的数量是16。还应理解,下述各实施例中的目标符号子集均表示目标数据流中连续的F个符号。
实施例1:对于所有业务采用统一交织,内码编码信息位长度为120比特,内码并行度16。
本实施例给出了在OIF LR场景下对业务不敏感的具体的数据交织和编码的方案。基发端处理模块根据接入业务的类型,利用各业务PCS通道或者FEC通道已知的对齐标识(Alignment marker)进行通道数据流的标识锁定(alignment lock)。这里32个通道的已知对齐标识各不相同,且与接入的业务相关。发端处理模块接着对每个业务内的多个PCS通道或者FEC通道进行纠偏处理,纠偏处理后同一个业务内的多个PCS/FEC通道之间都是AM对齐,而业务之间的通道数据流仅需要满足RS符号对齐,即AM之间相差整数个RS符号。
图37为客户侧接口为2×400GbE时通道对齐后数据流格式的示意图。比如当接入业务为2*400GbE时,纠偏处理后32条通道数据流如图37所示,每个400GbE业务内16条PCS通道之间都为AM对齐,而2个业务之间的AM相差整数个RS符号。然后根据对齐标识对n=32条通道的数据进行通道重排序(lane reorder)处理,使得n=32条通道的数据能够按照指定的顺序排列。如当接入业务为1*800GbE,32条通道数据流如图5所示,如当接入业务为2*400GbE,32条通道数据流如图6所示,如当接入业务为4*200GbE,32条通道数据流如图7所示;如当接入业务为8*100GbE且为“100G RS-FEC-Int”模式,32条通道数据流如图8所示;如当接入业务为8*100GbE且为“100G RS-FEC”模式时,32条通道数据流如图9所示。
经通道重排序的n=32条通道数据流送入卷积交织模块和分组交织模块进行相应处理后送入内码编码器进行内码编码;经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。该数据处理可包括调制映射(mapping),信道交织(channelinterleaving),偏振划分(Polarization distribution),或DSP成帧处理(Framing)等。
在本实施例中,分别对n=32条PCS通道数据流进行卷积交织得到n=32条第一数据流。其中卷积交织0、卷积交织1、卷积交织2、…、卷积交织31采用相同的交织结构。图16(a)给出了一种卷积交织器结构,其包含p=3条延迟线(delay line)。这p=3条延迟线分别包括2Q个存储单元、Q个存储单元、0个存储单元,每个存储单元用于存储d=2个符号。也就是,延迟线0的延迟取值为4Q个符号,延迟线1的延迟取值为2Q个符号,延迟线2的延迟取值为0个符号即无延迟。
如图16(a)所示的Cr()表示该通道数据流r(0≤r≤n-1)中一个RS符号。比如,Cr(6t),Cr(6t+1)表示通道数据流中当前输入给延迟线0的两个RS符号且Cr(6t-12Q),Cr(6t-12Q+1)为延迟线0输出的两个RS符号;Cr(6t+2),Cr(6t+3)表示通道数据流中接下来输入给延迟线1的两个RS符号且Cr(6t-6Q+2),Cr(6t-6Q+3)为延迟线1输出的两个RS符号;Cr(6t+4),Cr(6t+5)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线2的两个RS符号且Cr(6t+4),Cr(6t+5)为延迟线2输出的两个RS符号;Cr(6t+6),Cr(6t+7)表示通道数据流中再随后输入给延迟线0的两个RS符号且Cr(6t-12Q+6),Cr(6t-12Q+7)为延迟线0输出的两个RS符号,依次类推。当接入业务为1*800GbE或者2*400GbE时,满足即6Q+2≥2*544/16,Q≥11时,卷积交织输出的Cr(6t-12Q),Cr(6t-12Q+1),Cr(6t-6Q+2),Cr(6t-6Q+3),Cr(6t+4),Cr(6t+5)总共6个RS符号来自6个不同的RS码字。再利用分组交织将2个第一数据流子集的数据汇聚可以使得目标数据流连续12个RS符号来自12个不同的RS码字。同理对于其他接入业务当Q≥11时,结合后续的分组交织可以使得目标数据流连续12个RS符号来自12个不同的RS码字。
在一种可能的实施方式中,选取Q=11,卷积交织器具体结构如图16(b)所示。其对应的交织时延约为22*2*3/2=66个RS符号。
采用如图16(b)所示的卷积交织器分别对32条PCS通道数据流进行卷积交织处理得到32条第一数据流。参考图5到图9所示PCS/FEC通道数据流,不难理解,第一数据流最多包含Gmax=8个第一数据流子集,最少包含Gmin=2个第一数据流子集,为了对所有业务采用统一的交织方案,并降低卷积交织的延迟,第一数据流划分为K1=Gmax=8个第一数据流分组,每个第一数据流分组内任意2条数据流来自相同的RS码字,对应分组具体划分为第一数据流0-3为第一数据流分组0、第一数据流4-7为第一数据流分组1、第一数据流8-11为第一数据流分组2、第一数据流12-15为第一数据流分组3、第一数据流16-19为第一数据流分组4、第一数据流20-23为第一数据流分组5、第一数据流24-27为第一数据流分组6和第一数据流28-31为第一数据流分组7。从而本实施例采用图35所示的分组交织处理对应的参数为K=K1=8,T=32/K1=4,从每个第一数据流分组中各任取1条第一数据流作为分组交织i(0≤i<4)的8条输入数据流。
图38为分组交织的一种实现方式示意图。如图38所示,分组交织i(0≤i<4)的8个输入数据流分别为第一数据流i,第一数据流i+4,第一数据流i+8,第一数据流i+12,第一数据流i+16,第一数据流i+20,第一数据流i+24,第一数据流i+28;从每个输入数据流各获取连续的B=6个RS符号,构成8行6列第一符号矩阵,其中每行的6个RS符号分别为图16(b)所示卷积交织器的延迟线0、延迟线1和延迟线2轮询R=1次输出的6个RS符号。结合图5到图9不难得出第一符号矩阵至少来自于12个不同RS码字,且最多4个RS符号属于同一个RS码字,进一步有第一符号矩阵第0行到第3行至少来自于6个不同RS码字,第4行到第7行至少来自于6个不同RS码字,且两者之间不来自于相同的RS码字。进一步有第一符号矩阵所有奇数列或者所有偶数列上RS码字分布可能是一致的。进一步有第一符号矩阵第0列到3列上RS码字分布可能是一致的,第2列到第5列上RS码字分布可能是一致的;因此可以从第一符号矩阵每列取2个RS符号,其中一个来自第0行到第3行中任意行,另外一个来自第4行到第7行中的任一行,共12个RS符号映射为第二符号矩阵的一行,得到4行12列的第二符号矩阵,第二符号矩阵第t(0≤t<4)行的12个RS符号为分组交织i输出的目标数据流i*4+t中的连续12个RS符号,因此将第二符号矩阵一行定义为目标符号子集。为描述方便定义S(ix,jy),ix∈[0,7],jy∈[0,5]表示第一符号矩阵第ix行第jy列的符号。为使得目标符号子集的12个RS符号来自12个不同RS码字,则从第一符号矩阵的第0行到第3行取的6个RS符号或者从第4行到第7行取的6个RS符号对应于第一符号矩阵中S(i0,0),S(i1,1),S(i2,2),S(i3,3),S(i4,4),S(i5,5)其中i0,i1,i2,i3之间互不相等,i2,i3,i4,i5之间互不相等,i0,i2,i4之间互不相等,i1,i3,i5之间互不相等,i0,i1,i2,i3,i4,i5∈[0,3]或者i0,i1,i2,i3,i4,i5∈[4,7],等效于目标符号子集中的每2个符号来自于第一符号矩阵同一列,且其中一个符号位于第一符号矩阵的第0行到第3行中的任意一行,另外一个符号位于第一符号矩阵的第4行到第7行中的任意一行,进一步目标符号子集中来自于第一符号矩阵的奇数列的6个符号位于第一符号矩阵的不同的行,来自于第一符号矩阵的偶数列的6个符号位于第一符号矩阵的不同的行;进一步目标符号子集中最少1个符号来自于第一符号矩阵的同一行,最多2个符号来自于第一符号矩阵的同一行,且来自于同一行的2个符号由卷积交织2个不同的延迟线输出,且此2个延迟线上对应延迟差值大于等于2*d*Q=44个符号。由此规则第一符号矩阵到第二符号矩阵的具体映射有很多种,表1-表4给出了几种具体的映射关系,每个表第y行第z列的数字x表示第二符号矩阵第y行第z列的RS符号来自于第一符号矩阵的第x个RS符号,其中0≤y<4,0≤z<12,0≤x<48,第一符号矩阵的第x个RS符号表示第一符号矩阵第x%8行第列的符号。需要说明的是,将表1-表4中进行任意行之间交换,或者任意列之间交换,或者任意行交换后在进行任意列交换,或者先任意列交换后在进行任意行交换都是一个合法的映射。应理解,x%8表示x除以8之后的余数,表示x除以8之后的商,下面各实施例中不再对类似的表示方式进行赘述。
根据第一符号矩阵与第一数据流的关系,第一数据流和通道数据流关系,不难得出每个目标符号子集的12个符号来自K1=8个通道数据流,此8个通道数据流可以表示为通道数据流j0,通道数据流j1,通道数据流j2,通道数据流j3,通道数据流j4,通道数据流j5,通道数据流j6,通道数据流j7,且x∈[0,7],表示对jx/4向下取整;进一步从其中4个通道数据流各获取一个符号,从剩下的4个通道数流各获取2个RS符号;进一步当从某通道数据流获取2个RS符号,此2个RS符号在对应通道数据流间隔大于等于a*N*K2/n,即大于等于2*544*2/32=68个RS符号;进一步最多2个RS符号来自2个不同通道数据流上对齐的2个符号。
表1
0 | 4 | 9 | 13 | 18 | 22 | 27 | 31 | 33 | 37 | 40 | 44 |
1 | 5 | 8 | 12 | 19 | 23 | 26 | 30 | 32 | 36 | 41 | 45 |
2 | 6 | 11 | 15 | 16 | 20 | 25 | 29 | 35 | 39 | 42 | 46 |
3 | 7 | 10 | 14 | 17 | 21 | 24 | 28 | 34 | 38 | 43 | 47 |
表2
0 | 4 | 9 | 13 | 19 | 23 | 26 | 30 | 33 | 37 | 40 | 44 |
1 | 5 | 8 | 12 | 18 | 22 | 27 | 31 | 32 | 36 | 41 | 45 |
2 | 6 | 11 | 15 | 17 | 21 | 24 | 28 | 35 | 39 | 42 | 46 |
3 | 7 | 10 | 14 | 16 | 20 | 25 | 29 | 34 | 38 | 43 | 47 |
表3
0 | 4 | 9 | 13 | 19 | 23 | 26 | 30 | 33 | 37 | 40 | 44 |
1 | 5 | 8 | 12 | 18 | 22 | 27 | 31 | 32 | 36 | 41 | 45 |
2 | 6 | 11 | 15 | 17 | 21 | 24 | 28 | 35 | 39 | 42 | 46 |
3 | 7 | 10 | 14 | 16 | 20 | 25 | 29 | 34 | 38 | 43 | 47 |
表4
0 | 4 | 9 | 13 | 19 | 23 | 26 | 30 | 33 | 37 | 40 | 44 |
1 | 5 | 8 | 12 | 18 | 22 | 27 | 31 | 32 | 36 | 41 | 45 |
2 | 6 | 11 | 15 | 16 | 20 | 25 | 29 | 35 | 39 | 42 | 46 |
3 | 7 | 10 | 14 | 17 | 21 | 24 | 28 | 34 | 38 | 43 | 47 |
经过分组交织生成16条目标数据流,对16条目标数据流中每个目标符号子集分别进行内码编码,其中内码编码信息位长度为120比特。具体地,内码编码器分别将目标数据流中每个目标符号子集总共120比特编码添加冗余,得到16条编码数据流。在一种可能的实施方式中,采用Hamming(128,120)进行内码编码,分别将每条目标数据流中连续的12个RS符号总共120比特添加8比特冗余得到128比特的码字。在另一种可能的实施方式中,采用BCH(136,120)进行内码编码,分别将每条目标数据流中连续的12个RS符号总共120比特添加16比特冗余得到136比特的码字。
经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。该数据处理可包括调制映射(mapping),信道交织(channel interleaving),偏振划分(polarizationdistribution),或DSP成帧处理(framing)等。比如内码编码数据流可通过交织,以提升系统抗突发错误的能力。
采用本实施例的数据交织编码方案,其KP4 RS(544,514)+Hamming(128,120)级联码在AWGN下,为了达到纠后误比特率BER为1E-15所对应的纠前BER约为4.5E-3,性能逼近该级联FEC方案的最优性能。
实施例2:对于所有业务采用统一交织,内码编码信息位长度为120比特,内码并行度32。
采用如图16(b)所示的卷积交织器分别对32条PCS通道数据流进行卷积交织处理得到32条第一数据流。参考图5到图9所示PCS/FEC通道数据流,不难理解,第一数据流最多包含Gmax=8个第一数据流子集,最少包含Gmin=2个第一数据流子集。为了对所有业务采用统一的交织方案,并降低卷积交织的延迟,第一数据流划分为K1=Gmax=8个第一数据流分组,每个第一数据流分组内任意2条数据流来自相同的RS码字,对应分组具体划分为第一数据流0-3为第一数据流分组0、第一数据流为4-7第一数据流分组1、第一数据流为8-11第一数据流分组2、第一数据流12-15为第一数据流分组3、第一数据流16-19为第一数据流分组4、第一数据流20-23为第一数据流分组5、第一数据流24-27为第一数据流分组6和第一数据流28-31为第一数据流分组7。从而本实施例采用图35所示的分组交织处理对应的参数为K=K1=8,T=32/K1=4,从每个第一数据流分组中各任取1条第一数据流作为分组交织i(0≤i<4)的8条输入数据流。
图39为分组交织的另一种实现方式示意图。如图39所示,分组交织i(0≤i<4)的8个输入数据流分别为第一数据流i,第一数据流i+4,第一数据流i+8,第一数据流i+12,第一数据流i+16,第一数据流i+20,第一数据流i+24,第一数据流i+28。从每个输入数据流各获取连续的12个RS符号,构成8行12列第一符号矩阵,其中每行的12个RS符号分别为图16(b)所示卷积交织器的延迟线0、延迟线1和延迟线2轮询R=2次连续输出的12个RS符号。结合图5到图9不难得出第一符号矩阵至少来自于12个不同RS码字,且最多R*K1/K2=8个RS符号属于同一个RS码字,进一步有第一符号矩阵第0行到第3行至少来自于6个不同RS码字,第4行到第7行至少来自于6个不同RS码字,且两者之间不来自于相同的RS码字,进一步有第一符号矩阵所有奇数列或者所有偶数列上RS码字分布是可能一致的;进一步有第一符号矩阵第0列到第3列的各列RS码字分布可能是一致的,第2列到第5列的各列上RS码字分布可能是一致的,第6列到第9列的各列上RS码字分布可能是一致的,第8列到第11列的各列上RS码字分布可能是一致的;进一步有第一符号矩阵的第j列、第j+1、第j+6列和第j+7列(j∈{0,2,4})的RS码字分布可能是一致的;因此可以从第一符号矩阵的每列各取一个符号共12个RS符号映射为第二符号矩阵的一行,以得到8行12列的第二符号矩阵,第二符号矩阵第t(0≤t<8)行的12个RS符号为分组交织i输出的目标数据流i*8+t中的连续12个RS符号,因此将第二符号矩阵一行定义为目标符号子集。为描述方便定义S(ix,jy),ix∈[0,7],jy∈[0,11]表示第一符号矩阵第ix行第jy列的符号。为使得目标符号子集的12个RS符号来自12个不同RS码字,此12个RS符号对应于第一符号矩阵中S(i0,0),S(i1,1),S(i2,2)…S(i10,10),S(i11,11),其中i0,i1,i2,i3之间互不相等,i2,i3,i4,i5之间互不相等,i6,i7,i8,i9之间互不相等,i8,i9,i10,i11之间互不相等,i0,i1,i6,i7互不相等,i2,i3,i8,i9互不相等,i4,i5,i11,i12互不相等,i0,i2,i4,i6,i8,i10之间互不相等,i1,i3,i5,i7,i9,i11之间互不相等,i0,i1,i2,i3,i4,i5,i6,i7,i8,i9,i10,i11∈[0,7],此等效于目标符号子集中的每1个符号来自于第一符号矩阵同一列;进一步目标符号子集中来自于第一符号矩阵的奇数列的6个符号位于第一符号矩阵的不同的行,来自于第一符号矩阵的偶数列的6个符号位于第一符号矩阵的不同的行;进一步目标符号子集来自于第一符号矩阵由延迟取值相同延迟线输出的符号位于第一符号矩阵不同的行;进一步目标符号子集中最少1个符号来自于第一符号矩阵的同一行,最多2个符号来自于第一符号矩阵的同一行,且来自于同一行的2个符号由卷积交织2个不同的延迟线输出,且此2个延迟线对应延迟差值大于等于2*d*Q=44个符号。由此规则第一符号矩阵到第二符号矩阵的具体映射有很多种,下面表5到表8给出了几种具体的映射关系,每个表第y行第z列的数字x表示第二符号矩阵第y行第z列的RS符号来自于第一符号矩阵的第x个RS符号,其中0≤y<8,0≤z<12,0≤x<96,第一符号矩阵的第x个RS符号表示第一符号矩阵第x%8行第列的符号。需要说明的是将表中进行任意行之间交换,或者任意列之间交换,或者任意行交换后在进行任意列交换,或者先任意列交换后在进行任意行交换都是一个合法的映射。
根据第一符号矩阵中RS码字分布规律,第一符号矩阵到目标符号子集的另外一种映射方式为:从第一符号矩阵第2*j列和第2*j+1列(j∈[0,5])中的任取一列总共6列,再从选取的6列中的各列取2个RS符号共12个RS符号映射为一个目标符号子集,对应取得的12个RS对应于第一符号矩阵的S(i0,j0),S(i1,j0),S(i2,j1),S(i3,j1),S(i4,j2),S(i5,j2),S(i6,j3),S(i7,j3),S(i8,j4),S(i9,j4),S(i10,j5),S(i11,j5);i0,i1,i2,i3互不相等,i2,i3,i4,i5互不相等,i6,i7,i8,i9互不相等,i8,i9,i10,i11互不相等,i0,i1,i6,i7互不相等,i2,i3,i8,i9互不相等,i4,i5,i10,i11互不相等,i0,i1,i2,i3,i4,i5,i6,i7,i8,i9,i10,i11,i12,i13,i14,i15∈[0,7],j0∈[0,1],j1∈[2,3],j2∈[4,5],j3∈[6,7],j4∈[8,9],j5∈[10,11],j6∈[12,13],j7∈[14,15];等效于目标符号子集中的每2个符号来自于第一符号矩阵同一列,且其中一个符号位于第一符号矩阵的第0行到第3行中的任意一行,另外一个符号位于第一符号矩阵的第4行到第7行中的任意一行;进一步目标符号子集中来自于第一符号矩阵的奇数列的6符号位于第一符号矩阵的不同的行,来自于第一符号矩阵的偶数列的6个符号位于第一符号矩阵的不同的行;进一步目标符号子集来自于第一符号矩阵由延迟取值相同延迟线输出的符号位于第一符号矩阵不同的行;进一步目标符号子集中最多2个符号来自于第一符号矩阵的同一行,且来自于同一行的2个符号由卷积交织2个不同的延迟线输出,且此2个延迟线对应延迟差值大于等于2*d*Q=44个符号。由此规则第一符号矩阵到第二符号矩阵的具体映射有很多种,表9到表12给出了几种具体的映射关系,每个表第y行第z列的数字x表示第二符号矩阵第y行第z列的RS符号来自于第一符号矩阵的第x个RS符号,其中0≤y<8,0≤z<12,0≤x<96,第一符号矩阵的第x个RS符号表示第一符号矩阵第x%8行第列的符号。需要说明的是将表中进行任意行之间交换,或者任意列之间交换,或者任意行交换后在进行任意列交换,或者先任意列交换后在进行任意行交换都是一个合法的映射。
根据第一符号矩阵与第一数据流的关系,第一数据流和通道数据流关系,不难得出每个目标符号子集的12个符号来自K1=8个通道数据流,此8个通道数据流可以表示为通道数据流j0,通道数据流j1,通道数据流j2,通道数据流j3,通道数据流j4,通道数据流j5,通道数据流j6,通道数据流j7,且x∈[0,7],表示对jx/4向下取整;进一步从其中4个通道数据流各获取一个符号,从剩下的4个通道数流各获取2个RS符号;进一步当从某通道数据流获取2个RS符号,此2个RS符号在对应通道数据流间隔大于等于a*N*K2/n,即大于等于2*544*2/32=68个RS符号;进一步最多2个RS符号来自2个不同通道数据流上对齐的2个RS符号。
表5
0 | 9 | 18 | 27 | 33 | 40 | 52 | 61 | 70 | 79 | 85 | 92 |
1 | 8 | 19 | 26 | 32 | 41 | 53 | 60 | 71 | 78 | 84 | 93 |
2 | 11 | 16 | 25 | 35 | 42 | 54 | 63 | 68 | 77 | 87 | 94 |
3 | 10 | 17 | 24 | 34 | 43 | 55 | 62 | 69 | 76 | 86 | 95 |
4 | 13 | 22 | 31 | 37 | 44 | 48 | 57 | 66 | 75 | 81 | 88 |
5 | 12 | 23 | 30 | 36 | 45 | 49 | 56 | 67 | 74 | 80 | 89 |
6 | 15 | 20 | 29 | 39 | 46 | 50 | 59 | 64 | 73 | 83 | 90 |
7 | 14 | 21 | 28 | 38 | 47 | 51 | 58 | 65 | 72 | 82 | 91 |
表6
0 | 9 | 18 | 27 | 33 | 40 | 52 | 61 | 70 | 79 | 85 | 92 |
1 | 8 | 19 | 26 | 32 | 41 | 53 | 60 | 71 | 78 | 84 | 93 |
2 | 11 | 17 | 24 | 35 | 42 | 54 | 63 | 69 | 76 | 87 | 94 |
3 | 10 | 16 | 25 | 34 | 43 | 55 | 62 | 68 | 77 | 86 | 95 |
4 | 13 | 22 | 31 | 37 | 44 | 48 | 57 | 66 | 75 | 81 | 88 |
5 | 12 | 23 | 30 | 36 | 45 | 49 | 56 | 67 | 74 | 80 | 89 |
6 | 15 | 21 | 28 | 39 | 46 | 50 | 59 | 65 | 72 | 83 | 90 |
7 | 14 | 20 | 29 | 38 | 47 | 51 | 58 | 64 | 73 | 82 | 91 |
表7
0 | 9 | 19 | 26 | 33 | 40 | 52 | 61 | 71 | 78 | 85 | 92 |
1 | 8 | 18 | 27 | 32 | 41 | 53 | 60 | 70 | 79 | 84 | 93 |
2 | 11 | 17 | 24 | 35 | 42 | 54 | 63 | 69 | 76 | 87 | 94 |
3 | 10 | 16 | 25 | 34 | 43 | 55 | 62 | 68 | 77 | 86 | 95 |
4 | 13 | 23 | 30 | 37 | 44 | 48 | 57 | 67 | 74 | 81 | 88 |
5 | 12 | 22 | 31 | 36 | 45 | 49 | 56 | 66 | 75 | 80 | 89 |
6 | 15 | 21 | 28 | 39 | 46 | 50 | 59 | 65 | 72 | 83 | 90 |
7 | 14 | 20 | 29 | 38 | 47 | 51 | 58 | 64 | 73 | 82 | 91 |
表8
0 | 9 | 19 | 26 | 33 | 40 | 52 | 61 | 71 | 78 | 85 | 92 |
1 | 8 | 18 | 27 | 32 | 41 | 53 | 60 | 70 | 79 | 84 | 93 |
2 | 11 | 16 | 25 | 35 | 42 | 54 | 63 | 68 | 77 | 87 | 94 |
3 | 10 | 17 | 24 | 34 | 43 | 55 | 62 | 69 | 76 | 86 | 95 |
4 | 13 | 23 | 30 | 37 | 44 | 48 | 57 | 67 | 74 | 81 | 88 |
5 | 12 | 22 | 31 | 36 | 45 | 49 | 56 | 66 | 75 | 80 | 89 |
6 | 15 | 20 | 29 | 39 | 46 | 50 | 59 | 64 | 73 | 83 | 90 |
7 | 14 | 21 | 28 | 38 | 47 | 51 | 58 | 65 | 72 | 82 | 91 |
表9
0 | 4 | 18 | 22 | 33 | 37 | 57 | 61 | 75 | 79 | 88 | 92 |
1 | 5 | 19 | 23 | 32 | 36 | 56 | 60 | 74 | 78 | 89 | 93 |
2 | 6 | 16 | 20 | 35 | 39 | 59 | 63 | 73 | 77 | 90 | 94 |
3 | 7 | 17 | 21 | 34 | 38 | 58 | 62 | 72 | 76 | 91 | 95 |
9 | 13 | 27 | 31 | 40 | 44 | 48 | 52 | 66 | 70 | 81 | 85 |
8 | 12 | 26 | 30 | 41 | 45 | 49 | 53 | 67 | 71 | 80 | 84 |
11 | 15 | 25 | 29 | 42 | 46 | 50 | 54 | 64 | 68 | 83 | 87 |
10 | 14 | 24 | 28 | 43 | 47 | 51 | 55 | 65 | 69 | 82 | 86 |
表10
0 | 4 | 18 | 22 | 33 | 37 | 57 | 61 | 75 | 79 | 88 | 92 |
1 | 5 | 19 | 23 | 32 | 36 | 56 | 60 | 74 | 78 | 89 | 93 |
2 | 6 | 17 | 21 | 35 | 39 | 59 | 63 | 72 | 76 | 90 | 94 |
3 | 7 | 16 | 20 | 34 | 38 | 58 | 62 | 73 | 77 | 91 | 95 |
9 | 13 | 27 | 31 | 40 | 44 | 48 | 52 | 66 | 70 | 81 | 85 |
8 | 12 | 26 | 30 | 41 | 45 | 49 | 53 | 67 | 71 | 80 | 84 |
11 | 15 | 24 | 28 | 42 | 46 | 50 | 54 | 65 | 69 | 83 | 87 |
10 | 14 | 25 | 29 | 43 | 47 | 51 | 55 | 64 | 68 | 82 | 86 |
表11
0 | 4 | 19 | 23 | 33 | 37 | 57 | 61 | 74 | 78 | 88 | 92 |
1 | 5 | 18 | 22 | 32 | 36 | 56 | 60 | 75 | 79 | 89 | 93 |
2 | 6 | 17 | 21 | 35 | 39 | 59 | 63 | 72 | 76 | 90 | 94 |
3 | 7 | 16 | 20 | 34 | 38 | 58 | 62 | 73 | 77 | 91 | 95 |
9 | 13 | 26 | 30 | 40 | 44 | 48 | 52 | 67 | 71 | 81 | 85 |
8 | 12 | 27 | 31 | 41 | 45 | 49 | 53 | 66 | 70 | 80 | 84 |
11 | 15 | 24 | 28 | 42 | 46 | 50 | 54 | 65 | 69 | 83 | 87 |
10 | 14 | 25 | 29 | 43 | 47 | 51 | 55 | 64 | 68 | 82 | 86 |
表12
0 | 4 | 19 | 23 | 33 | 37 | 57 | 61 | 74 | 78 | 88 | 92 |
1 | 5 | 18 | 22 | 32 | 36 | 56 | 60 | 75 | 79 | 89 | 93 |
2 | 6 | 16 | 20 | 35 | 39 | 59 | 63 | 73 | 77 | 90 | 94 |
3 | 7 | 17 | 21 | 34 | 38 | 58 | 62 | 72 | 76 | 91 | 95 |
9 | 13 | 26 | 30 | 40 | 44 | 48 | 52 | 67 | 71 | 81 | 85 |
8 | 12 | 27 | 31 | 41 | 45 | 49 | 53 | 66 | 70 | 80 | 84 |
11 | 15 | 25 | 29 | 42 | 46 | 50 | 54 | 64 | 68 | 83 | 87 |
10 | 14 | 24 | 28 | 43 | 47 | 51 | 55 | 65 | 69 | 82 | 86 |
经过分组交织生成32条目标数据流,对32条目标数据流中每个目标符号子集分别进行内码编码,其中内码编码信息位长度为120比特。具体地,内码编码器分别将目标数据流中每个目标符号子集总共120比特编码添加冗余,得到32条编码数据流。在一种可能的实施方式中,采用Hamming(128,120)进行内码编码,分别将每条目标数据流中连续的12个RS符号总共120比特添加8比特冗余得到128比特的码字。在另一种可能的实施方式中,采用BCH(136,120)进行内码编码,分别将每条目标数据流中连续的12个RS符号总共120比特添加16比特冗余得到136比特的码字。
经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。该数据处理可包括调制映射(mapping),信道交织(channel interleaving),偏振划分(polarizationdistribution),或DSP成帧处理(framing)等。比如内码编码数据流可通过交织,以提升系统抗突发错误的能力。
采用本实施例的数据交织编码方案,其KP4 RS(544,514)+Hamming(128,120)级联码在AWGN下,为了达到纠后误比特率BER为1E-15所对应的纠前BER约为4.5E-3,性能逼近该级联FEC方案的最优性能。
实施例3:对于所有业务采用统一交织,内码编码信息位长度为160比特,内码并行度16。
在本实施例中,卷积交织处理采用如图11所示的结构,分别对n=32条PCS通道数据流进行卷积交织得到n=32条第一数据流。其中卷积交织0、卷积交织1、卷积交织2、…、卷积交织31采用相同的交织结构。图18(a)给出了一种卷积交织器结构,其包含p=4条延迟线(delay line)。这4条延迟线分别包括3Q个存储单元、2Q个存储单元、Q个存储单元、0个存储单元,每个存储单元用于存储d=2个符号。也就是,延迟线0的延迟取值为6Q个符号,延迟线1的延迟取值为4Q个符号,延迟线2的延迟取值为2Q个符号,延迟线3的延迟取值为0个符号即无延迟。
如图18(a)所示的Cr(·)表示该通道数据流r(0≤r≤n-1)中一个RS符号。比如,Cr(8t),Cr(8t+1)表示通道数据流中当前输入给延迟线0的两个RS符号且Cr(8t-24Q),Cr(8t-24Q+1)为延迟线0输出的两个RS符号;Cr(8t+2),Cr(8t+3)表示通道数据流中接下来输入给延迟线1的两个RS符号且Cr(8t-16Q+2),Cr(8t-16Q+3)为延迟线1输出的两个RS符号;Cr(8t+4),Cr(8t+5)表示通道数据流中再接下来输入给延迟线2的两个RS符号且Cr(8t-8Q+4),Cr(8t-8Q+5)为延迟线2输出的两个RS符号;Cr(8t+6),Cr(8t+7)表示通道数据流中再随后输入给延迟线3的两个RS符号且Cr(8t+6),Cr(8t+7)为延迟线3输出的两个RS符号,依次类推。结合图5和图6,可以看出当8Q+2≥68即Q≥9时,卷积交织输出的Cr(8t-24Q),Cr(8t-24Q+1),Cr(8t-16Q+2),Cr(8t-16Q+3),Cr(8t-8Q+4),Cr(8t-8Q+5),Cr(8t+6),Cr(8t+7)总共8个RS符号来自8个不同的RS码字。再利用分组交织将2个第一数据流子集的数据汇聚可以使得目标数据流连续16个RS符号来自16个不同的RS码字。同理对于其他接入业务当Q≥9时,结合后续的分组交织可以使得目标数据流连续16个RS符号来自16个不同的RS码字。
在一种可能的实施方式中,选取Q=9,卷积交织器具体结构如图18(b)所示。其对应的交织时延约为27*2*4/2=108个RS符号。
采用如图18(b)所示的卷积交织器分别对32条PCS通道数据流进行卷积交织处理得到32条第一数据流。参考图5到图9所示PCS/FEC通道数据流,不难理解,第一数据流最多包含Gmax=8个第一数据流子集,最少包含Gmin=2个第一数据流子集。为了对所有业务采用统一的交织方案,并降低卷积交织的延迟,第一数据流划分为K1=Gmax=8个第一数据流分组,每个第一数据流分组内任意2条数据流来自相同的RS码字,对应分组具体划分为第一数据流0-3为第一数据流分组0、第一数据流4-7为第一数据流分组1、第一数据流8-11为第一数据流分组2、第一数据流12-15为第一数据流分组3、第一数据流16-19为第一数据流分组4、第一数据流20-23为第一数据流分组5、第一数据流24-27为第一数据流分组6和第一数据流28-31为第一数据流分组7。从而本实施例采用图35所示的分组交织处理对应的参数为K=K1=8,T=32/K1=4,从每个第一数据流分组中各任取1条第一数据流作为分组交织i(0≤i<4)的8条输入数据流。
图40为分组交织的另一种实现方式示意图。如图40所示,分组交织i(0≤i<4)的8个输入数据流分别为第一数据流i,第一数据流i+4,第一数据流i+8,第一数据流i+12,第一数据流i+16,第一数据流i+20,第一数据流i+24,第一数据流i+28;从每个输入数据流各获取连续的8个RS符号,构成8行8列第一符号矩阵,其中每行的8个RS符号分别为图18(b)所示卷积交织器的延迟线0、延迟线1、延迟线2和延迟线3轮询R=1次输出的8个RS符号。结合图5到图9不难得出第一符号矩阵来自于16个不同的RS码字且每4个RS符号属于同一个码字,进一步有第一符号矩阵第0行到第3行来自于8个不同RS码字,第4行到第7行来自于8个不同RS码字,且两者之间不来自于相同的RS码字,进一步有第一符号矩阵所有奇数列或者所有偶数列上RS码字分布可能是一致的;进一步有第一符号矩阵能第0列到3列上RS码字分布可能是一致的,第2列到第5列上RS码字分布可能是一致的,第4列到第7列上RS码字分布可能是一致的;因此可以从第一符号矩阵每列取2个RS符号,其中一个来自第0行到第3行中任意行,另外一个来自第4行到第7行中的任一行,共16个RS符号映射为第二符号矩阵的一行,得到4行16列的第二符号矩阵,第二符号矩阵第t(0≤t<4)行的16个RS符号为分组交织i输出的目标数据流i*4+t中的连续16个RS符号,因此将第二符号矩阵一行定义为目标符号子集。为描述方便定义S(ix,jy),ix∈[0,7],jy∈[0,7]表示第一符号矩阵第ix行第jy列的符号。为使得目标符号子集的16个RS符号来自16个不同RS码字,则从第一符号矩阵的第0行到第3行取的8个RS符号或者从第4行到第7行取的8个RS符号对应于第一符号矩阵中S(i0,0),S(i1,1),S(i2,2),S(i3,3),S(i4,4),S(i5,5),S(i6,6),S(i7,7)其中i0,i1,i2,i3之间互不相等,i2,i3,i4,i5之间互不相等,i4,i5,i6,i7之间互不相等,i0,i2,i4,i6之间互不相等,i1,i3,i5,i7之间互不相等,i0,i1,i2,i3,i4,i5,i6,i7∈[0,3]或者i0,i1,i2,i3,i4,i5,i6,i7∈[4,7],等效于目标符号子集中的每2个符号来自于第一符号矩阵的同一列,且其中一个符号位于第一符号矩阵的第0行到第3行中的任意一行,另外一个符号位于第一符号矩阵的第4行到第7行中的任意一行;进一步目标符号子集中来自于第一符号矩阵的奇数列的8个符号位于第一符号矩阵的不同的行,来自于第一符号矩阵的偶数列的8个符号位于第一符号矩阵的不同的行;进一步目标符号子集中每2个符号来自于第一符号矩阵的同一行,且来自于同一行的2个符号由卷积交织2个不同的延迟线输出,且此2个延迟线对应延迟差值大于等于2*d*Q=44个符号。由此规则第一符号矩阵到第二符号矩阵的具体映射有很多种,下面表13到表16给出了几种具体的映射关系,每个表第y行第z列的数字x表示第二符号矩阵第y行第z列的RS符号来自于第一符号矩阵的第x个RS符号,其中0≤y<4,0≤z<16,0≤x<64,第一符号矩阵的第x个RS符号表示第一符号矩阵第x%8行第列的符号。需要说明的是将表进行任意行之间交换,或者任意列之间交换,或者任意行交换后在进行任意列交换,或者先任意列交换后在进行任意行交换都是一个合法的映射。
根据第一符号矩阵与第一数据流的关系,第一数据流和通道数据流关系,不难得出每个目标符号子集的16个符号来自K1=8个通道数据流,此8个通道数据流可以表示为通道数据流j0,通道数据流j1,通道数据流j2,通道数据流j3,通道数据流j4,通道数据流j5,通道数据流j6,通道数据流j7,且x∈[0,7],表示对jx/4向下取整;进一步从每个通道数据流各获取2个符号,此2个RS符号在对应通道数据流间隔大于等于a*N*K2/n,即大于等于2*544*2/32=68个RS符号;进一步最多2个RS符号来自2个不同通道数据流上对其的2个RS符号。
表13
0 | 4 | 9 | 13 | 18 | 22 | 27 | 31 | 33 | 37 | 40 | 44 | 51 | 55 | 58 | 62 |
1 | 5 | 8 | 12 | 19 | 23 | 26 | 30 | 32 | 36 | 41 | 45 | 50 | 54 | 59 | 63 |
2 | 6 | 11 | 15 | 16 | 20 | 25 | 29 | 35 | 39 | 42 | 46 | 49 | 53 | 56 | 60 |
3 | 7 | 10 | 14 | 17 | 21 | 24 | 28 | 34 | 38 | 43 | 47 | 48 | 52 | 57 | 61 |
表14
0 | 4 | 9 | 13 | 18 | 22 | 27 | 31 | 33 | 37 | 40 | 44 | 51 | 55 | 58 | 62 |
1 | 5 | 8 | 12 | 19 | 23 | 26 | 30 | 32 | 36 | 41 | 45 | 50 | 54 | 59 | 63 |
2 | 6 | 11 | 15 | 17 | 21 | 24 | 28 | 35 | 39 | 42 | 46 | 48 | 52 | 57 | 61 |
3 | 7 | 10 | 14 | 16 | 20 | 25 | 29 | 34 | 38 | 43 | 47 | 49 | 53 | 56 | 60 |
表15
0 | 4 | 9 | 13 | 19 | 23 | 26 | 30 | 33 | 37 | 40 | 44 | 50 | 54 | 59 | 63 |
1 | 5 | 8 | 12 | 18 | 22 | 27 | 31 | 32 | 36 | 41 | 45 | 51 | 55 | 58 | 62 |
2 | 6 | 11 | 15 | 17 | 21 | 24 | 28 | 35 | 39 | 42 | 46 | 48 | 52 | 57 | 61 |
3 | 7 | 10 | 14 | 16 | 20 | 25 | 29 | 34 | 38 | 43 | 47 | 49 | 53 | 56 | 60 |
表16
0 | 4 | 9 | 13 | 19 | 23 | 26 | 30 | 33 | 37 | 40 | 44 | 50 | 54 | 59 | 63 |
1 | 5 | 8 | 12 | 18 | 22 | 27 | 31 | 32 | 36 | 41 | 45 | 51 | 55 | 58 | 62 |
2 | 6 | 11 | 15 | 16 | 20 | 25 | 29 | 35 | 39 | 42 | 46 | 49 | 53 | 56 | 60 |
3 | 7 | 10 | 14 | 17 | 21 | 24 | 28 | 34 | 38 | 43 | 47 | 48 | 52 | 57 | 61 |
经过分组交织生成16条目标数据流,对16条目标数据流中每个目标符号子集分别进行内码编码,其中内码编码信息位长度为160比特。具体地,内码编码器分别将目标数据流中每个目标符号子集总共160比特编码添加冗余,得到16条编码数据流。在一种可能的实施方式中,采用Hamming(170,160)进行内码编码,分别将每条目标数据流中连续的16个RS符号总共160比特添加10比特冗余得到170比特的码字。在另一种可能的实施方式中,采用BCH(176,160)进行内码编码,分别将每条目标数据流中连续的16个RS符号总共160比特添加16比特冗余得到176比特的码字。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。
经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。该数据处理可包括调制映射(mapping),信道交织(channel interleaving),偏振划分(polarizationdistribution),或DSP成帧处理(framing)等。比如内码编码数据流可通过交织,以提升系统抗突发错误的能力。
采用本实施例的数据交织编码方案,当内码采用Hamming(170,160)时,其KP4RS(544,514)+Hamming(170,160)级联码在AWGN下,为了达到纠后误比特率BER为1E-15所对应的纠前BER约为4.3E-3,性能逼近该级联FEC方案的最优性能。当内码采用BCH(176,160)时,其KP4 RS(544,514)+BCH(176,160)级联码在AWGN下,为了达到纠后误比特率BER为1E-15所对应的纠前BER约为8.3E-3,性能逼近该级联FEC方案的最优性能。
实施例4:对于所有业务采用统一交织,内码编码信息位长度为160比特,内码并行度32。
采用如图18(b)所示的卷积交织器分别对32条PCS通道数据流进行卷积交织处理得到32条第一数据流。参考图5到图9所示PCS/FEC通道数据流,不难理解,第一数据流最多包含Gmax=8个第一数据流子集,最少包含Gmin=2个第一数据流子集。为了对所有业务采用统一的交织方案,并降低卷积交织的延迟,第一数据流划分为K1=Gmax=8个第一数据流分组,每个第一数据流分组内任意2条数据流来自相同的RS码字,对应分组具体划分为第一数据流0-3为第一数据流分组0、第一数据流4-7为第一数据流分组1、第一数据流8-11为第一数据流分组2、第一数据流12-15为第一数据流分组3、第一数据流16-19为第一数据流分组4、第一数据流20-23为第一数据流分组5、第一数据流24-27为第一数据流分组6和第一数据流28-31为第一数据流分组7。从而本实施例采用图35所示的分组交织处理对应的参数为K=K1=8,T=32/K1=4从每个第一数据流分组中各任取1条第一数据流作为分组交织i(0≤i<4)的8条输入数据流。
图41为分组交织的另一种实现方式示意图。如图41所示,分组交织i(0≤i<4)的8个输入数据流分别为第一数据流i,第一数据流i+4,第一数据流i+8,第一数据流i+12,第一数据流i+16,第一数据流i+20,第一数据流i+24,第一数据流i+28;从每个输入数据流各获取连续的16个RS符号,构成8行16列第一符号矩阵,其中每行的16个RS符号分别为图18(b)所示卷积交织器的延迟线0、延迟线1、延迟线2和延迟线3轮询2次连续输出的16个RS符号。结合图5到图9不难得出第一符号矩阵来自于16个不同RS码字,且每8个RS符号属于同一个RS码字,进一步有第一符号矩阵第0行到第3行至少来自于8个不同RS码字,第4行到第7行至少来自于8个不同RS码字,且两者之间不来自于相同的RS码字,进一步有第一符号矩阵所有奇数列或者所有偶数列上RS码字分布可能是一致的;进一步有第一符号矩阵第0列到第3列的各列上RS码字分布可能是一致的,第2列到第5列的各列上RS码字分布可能是一致的,第4列到第7列的各列上RS码字分布可能是一致的,第一符号矩阵有可能第8列第11列的各列上RS码字分布可能是一致的,第10列到第13列的各列上RS码字分布可能是一致的,第12列到第15列的各列上RS码字分布可能是一致的;进一步有第一符号矩阵有可能第j列,第j+1列,第j+8列和第j+9列(j∈{0,2,4,6})的各列的RS码字分布是一致的;因此可以从第一符号矩阵的每列各取一个符号共16个RS符号映射为第二符号矩阵的一行,以得到8行16列的第二符号矩阵,第二符号矩阵第t(0≤t<8)行的16个RS符号为分组交织i输出的目标数据流i*8+t中的连续16个RS符号,因此将第二符号矩阵一行定义为目标符号子集。为描述方便定义S(ix,jy),ix∈[0,7],jy∈[0,15]表示第一符号矩阵第ix行第jy列的符号。为使得目标符号子集的16个RS符号来自16个不同RS码字,此16个RS符号对应于第一符号矩阵中S(i0,0),S(i1,1),S(i2,2)…S(i14,14),S(i15,15),其中i0,i1,i2,i3之间互不相等,i2,i3,i4,i5之间互不相等,i4,i5,i6,i7之间互不相等,i8,i9,i10,i11之间互不相等,i10,i11,i12,i13之间互不相等,i12,i13,i14,i15之间互不相等,i0,i1,i8,i9互不相等,i2,i3,i10,i11互不相等,i4,i5,i12,i13互不相等,i6,i7,i14,i15互不相等,i0,i2,i4,i6,i8,i10,i12,i14之间互不相等,i1,i3,i5,i7,i9,i11,i13,i15之间互不相等,i0,i1,i2,i3,i4,i5,i6,i7,i8,i9,i10,i11,i12,i13,i14,i15∈[0,7];等效于目标符号子集中的每1个符号来自于第一符号矩阵同一列,进一步目标符号子集中来自于第一符号矩阵的奇数列的8个符号位于第一符号矩阵的不同的行,来自于第一符号矩阵的偶数列的8个符号位于第一符号矩阵的不同的行;进一步目标符号子集来自于第一符号矩阵由延迟取值相同延迟线输出的符号位于第一符号矩阵不同的行;进一步目标符号子集中每2个符号来自于第一符号矩阵的同一行,且来自于同一行的2个符号由卷积交织2个不同的延迟线输出,且此2个延迟线对应延迟差值大于等于2*d*Q=44个符号。由此规则第一符号矩阵到第二符号矩阵的具体映射有很多种,下面表17到表20给出了几种具体的映射关系,每个表第y行第z列的数字x表示第二符号矩阵第y行第z列的RS符号来自于第一符号矩阵的第x个RS符号,其中0≤y<8,0≤z<16,0≤x<128,第一符号矩阵的第x个RS符号表示第一符号矩阵第x%8行第列的符号。需要说明的是将表中进行任意行之间交换,或者任意列之间交织,或者任意行交织后在进行任意列交换,或者先任意列交换后在进行任意行交换都是一个合法的映射。
根据第一符号矩阵中RS码字分布规律,第一符号矩阵到目标符号子集的另外一种映射方式为:从第一符号矩阵第2*j列和第2*j+1列(j∈[0,7])中的任取一列总共8列,再从选取的8列中的各列取2个RS符号共16个RS符号映射为一个目标符号子集,对应取得的16个RS对应于第一符号矩阵的S(i0,j0),S(i1,j0),S(i2,j1),S(i3,j1),S(i4,j2),S(i5,j2),S(i6,j3),S(i7,j3),S(i8,j4),S(i9,j4),S(i10,j5),S(i11,j5),S(i12,j6),S(i13,j6),S(i14,j7),S(i15,j7);i0,i1,i2,i3互不相等,i2,i3,i4,i5互不相等,i4,i5,i6,i7互不相等,i8,i9,i10,i11互不相等,i10,i11,i12,i13互不相等,i12,i13,i14,i15互不相等,i0,i1,i8,i9互不相等,i2,i3,i10,i11互不相等,i4,i5,i12,i13互不相等,i6,i7,i14,i15互不相等,i0,i1,i2,i3,i4,i5,i6,i7,i8,i9,i10,i11,i12,i13,i14,i15∈)0,7],j0∈[0,1],j1∈[2,3],j2∈[4,5],j3∈[6,7],j4∈[8,9],j5∈[10,11],j6∈[12,13],j7∈[14,15];等效于目标符号子集中的每2个符号来自于第一符号矩阵同一列,且其中一个符号位于第一符号矩阵的第0行到第3行中的任意一行,另外一个符号位于第一符号矩阵的第4行到第7行中的任意一行;进一步目标符号子集中来自于第一符号矩阵的奇数列的8个符号位于第一符号矩阵的不同的行,来自于第一符号矩阵的偶数列的8个符号位于第一符号矩阵的不同的行;进一步目标符号子集来自于第一符号矩阵由延迟取值相同延迟线输出的符号位于第一符号矩阵不同的行;进一步目标符号子集中每2个符号来自于第一符号矩阵的同一行,且来自于同一行的2个符号由卷积交织2个不同的延迟线输出,且此2个延迟线对应延迟差值大于等于2*d*Q=44个符号。由此规则第一符号矩阵到第二符号矩阵的具体映射有很多种,表21到表24给出了几种具体的映射关系,每个表第y行第z列的数字x表示第二符号矩阵第y行第z列的RS符号来自于第一符号矩阵的第x个RS符号,其中0≤y<8,0≤z<16,0≤x<128,第一符号矩阵的第x个RS符号表示第一符号矩阵第x%8行第列的符号。需要说明的是将表中进行任意行之间交换,或者任意列之间交织,或者任意行交织后在进行任意列交换,或者先任意列交换后在进行任意行交换都是一个合法的映射。
根据第一符号矩阵与第一数据流的关系,第一数据流和通道数据流关系,不难得出每个目标符号子集的16个符号来自K1=8个通道数据流,此8个通道数据流可以表示为通道数据流j0,通道数据流j1,通道数据流j2,通道数据流j3,通道数据流j4,通道数据流j5,通道数据流j6,通道数据流j7,且x∈[0,7],表示对jx/4向下取整;进一步从每个通道数据流各获取2个符号,此2个RS符号在对应通道数据流间隔大于等于a*N*K2/n,即大于等于2*544*2/32=68个RS符号;进一步最多2个RS符号来自2个不同通道数据流上对齐的2个RS符号。
表17
0 | 9 | 18 | 27 | 33 | 40 | 51 | 58 | 68 | 77 | 86 | 95 | 101 | 108 | 119 | 126 |
2 | 11 | 16 | 25 | 35 | 42 | 49 | 56 | 70 | 79 | 84 | 93 | 103 | 110 | 117 | 124 |
1 | 8 | 19 | 26 | 32 | 41 | 50 | 59 | 69 | 76 | 87 | 94 | 100 | 109 | 118 | 127 |
3 | 10 | 17 | 24 | 34 | 43 | 48 | 57 | 71 | 78 | 85 | 92 | 102 | 111 | 116 | 125 |
4 | 13 | 22 | 31 | 37 | 44 | 55 | 62 | 64 | 73 | 82 | 91 | 97 | 104 | 115 | 122 |
6 | 15 | 20 | 29 | 39 | 46 | 53 | 60 | 66 | 75 | 80 | 89 | 99 | 106 | 113 | 120 |
5 | 12 | 23 | 30 | 36 | 45 | 54 | 63 | 65 | 72 | 83 | 90 | 96 | 105 | 114 | 123 |
7 | 14 | 21 | 28 | 38 | 47 | 52 | 61 | 67 | 74 | 81 | 88 | 98 | 107 | 112 | 121 |
表18
0 | 9 | 18 | 27 | 33 | 40 | 51 | 58 | 68 | 77 | 86 | 95 | 101 | 108 | 119 | 126 |
2 | 11 | 17 | 24 | 35 | 42 | 48 | 57 | 70 | 79 | 85 | 92 | 103 | 110 | 116 | 125 |
1 | 8 | 19 | 26 | 32 | 41 | 50 | 59 | 69 | 76 | 87 | 94 | 100 | 109 | 118 | 127 |
3 | 10 | 16 | 25 | 34 | 43 | 49 | 56 | 71 | 78 | 84 | 93 | 102 | 111 | 117 | 124 |
4 | 13 | 22 | 31 | 37 | 44 | 55 | 62 | 64 | 73 | 82 | 91 | 97 | 104 | 115 | 122 |
6 | 15 | 21 | 28 | 39 | 46 | 52 | 61 | 66 | 75 | 81 | 88 | 99 | 106 | 112 | 121 |
5 | 12 | 23 | 30 | 36 | 45 | 54 | 63 | 65 | 72 | 83 | 90 | 96 | 105 | 114 | 123 |
7 | 14 | 20 | 29 | 38 | 47 | 53 | 60 | 67 | 74 | 80 | 89 | 98 | 107 | 113 | 120 |
表19
0 | 9 | 19 | 26 | 33 | 40 | 50 | 59 | 68 | 77 | 87 | 94 | 101 | 108 | 118 | 127 |
2 | 11 | 17 | 24 | 35 | 42 | 48 | 57 | 70 | 79 | 85 | 92 | 103 | 110 | 116 | 125 |
1 | 8 | 18 | 27 | 32 | 41 | 51 | 58 | 69 | 76 | 86 | 95 | 100 | 109 | 119 | 126 |
3 | 10 | 16 | 25 | 34 | 43 | 49 | 56 | 71 | 78 | 84 | 93 | 102 | 111 | 117 | 124 |
4 | 13 | 23 | 30 | 37 | 44 | 54 | 63 | 64 | 73 | 83 | 90 | 97 | 104 | 114 | 123 |
6 | 15 | 21 | 28 | 39 | 46 | 52 | 61 | 66 | 75 | 81 | 88 | 99 | 106 | 112 | 121 |
5 | 12 | 22 | 31 | 36 | 45 | 55 | 62 | 65 | 72 | 82 | 91 | 96 | 105 | 115 | 122 |
7 | 14 | 20 | 29 | 38 | 47 | 53 | 60 | 67 | 74 | 80 | 89 | 98 | 107 | 113 | 120 |
表20
0 | 9 | 19 | 26 | 33 | 40 | 50 | 59 | 68 | 77 | 87 | 94 | 101 | 108 | 118 | 127 |
2 | 11 | 16 | 25 | 35 | 42 | 49 | 56 | 70 | 79 | 84 | 93 | 103 | 110 | 117 | 124 |
1 | 8 | 18 | 27 | 32 | 41 | 51 | 58 | 69 | 76 | 86 | 95 | 100 | 109 | 119 | 126 |
3 | 10 | 17 | 24 | 34 | 43 | 48 | 57 | 71 | 78 | 85 | 92 | 102 | 111 | 116 | 125 |
4 | 13 | 23 | 30 | 37 | 44 | 54 | 63 | 64 | 73 | 83 | 90 | 97 | 104 | 114 | 123 |
6 | 15 | 20 | 29 | 39 | 46 | 53 | 60 | 66 | 75 | 80 | 89 | 99 | 106 | 113 | 120 |
5 | 12 | 22 | 31 | 36 | 45 | 55 | 62 | 65 | 72 | 82 | 91 | 96 | 105 | 115 | 122 |
7 | 14 | 21 | 28 | 38 | 47 | 52 | 61 | 67 | 74 | 81 | 88 | 98 | 107 | 112 | 121 |
表21
0 | 4 | 18 | 22 | 33 | 37 | 51 | 55 | 73 | 77 | 91 | 95 | 104 | 108 | 122 | 126 |
1 | 5 | 19 | 23 | 32 | 36 | 50 | 54 | 72 | 76 | 90 | 94 | 105 | 109 | 123 | 127 |
2 | 6 | 16 | 20 | 35 | 39 | 49 | 53 | 75 | 79 | 89 | 93 | 106 | 110 | 120 | 124 |
3 | 7 | 17 | 21 | 34 | 38 | 48 | 52 | 74 | 78 | 88 | 92 | 107 | 111 | 121 | 125 |
9 | 13 | 27 | 31 | 40 | 44 | 58 | 62 | 64 | 68 | 82 | 86 | 97 | 101 | 115 | 119 |
8 | 12 | 26 | 30 | 41 | 45 | 59 | 63 | 65 | 69 | 83 | 87 | 96 | 100 | 114 | 118 |
11 | 15 | 25 | 29 | 42 | 46 | 56 | 60 | 66 | 70 | 80 | 84 | 99 | 103 | 113 | 117 |
10 | 14 | 24 | 28 | 43 | 47 | 57 | 61 | 67 | 71 | 81 | 85 | 98 | 102 | 112 | 116 |
表22
0 | 4 | 18 | 22 | 33 | 37 | 51 | 55 | 73 | 77 | 91 | 95 | 104 | 108 | 122 | 126 |
1 | 5 | 19 | 23 | 32 | 36 | 50 | 54 | 72 | 76 | 90 | 94 | 105 | 109 | 123 | 127 |
2 | 6 | 17 | 21 | 35 | 39 | 48 | 52 | 75 | 79 | 88 | 92 | 106 | 110 | 121 | 125 |
3 | 7 | 16 | 20 | 34 | 38 | 49 | 53 | 74 | 78 | 89 | 93 | 107 | 111 | 120 | 124 |
9 | 13 | 27 | 31 | 40 | 44 | 58 | 62 | 64 | 68 | 82 | 86 | 97 | 101 | 115 | 119 |
8 | 12 | 26 | 30 | 41 | 45 | 59 | 63 | 65 | 69 | 83 | 87 | 96 | 100 | 114 | 118 |
11 | 15 | 24 | 28 | 42 | 46 | 57 | 61 | 66 | 70 | 81 | 85 | 99 | 103 | 112 | 116 |
10 | 14 | 25 | 29 | 43 | 47 | 56 | 60 | 67 | 71 | 80 | 84 | 98 | 102 | 113 | 117 |
表23
0 | 4 | 19 | 23 | 33 | 37 | 50 | 54 | 73 | 77 | 90 | 94 | 104 | 108 | 123 | 127 |
1 | 5 | 18 | 22 | 32 | 36 | 51 | 55 | 72 | 76 | 91 | 95 | 105 | 109 | 122 | 126 |
2 | 6 | 17 | 21 | 35 | 39 | 48 | 52 | 75 | 79 | 88 | 92 | 106 | 110 | 121 | 125 |
3 | 7 | 16 | 20 | 34 | 38 | 49 | 53 | 74 | 78 | 89 | 93 | 107 | 111 | 120 | 124 |
9 | 13 | 26 | 30 | 40 | 44 | 59 | 63 | 64 | 68 | 83 | 87 | 97 | 101 | 114 | 118 |
8 | 12 | 27 | 31 | 41 | 45 | 58 | 62 | 65 | 69 | 82 | 86 | 96 | 100 | 115 | 119 |
11 | 15 | 24 | 28 | 42 | 46 | 57 | 61 | 66 | 70 | 81 | 85 | 99 | 103 | 112 | 116 |
10 | 14 | 25 | 29 | 43 | 47 | 56 | 60 | 67 | 71 | 80 | 84 | 98 | 102 | 113 | 117 |
表24
0 | 4 | 19 | 23 | 33 | 37 | 50 | 54 | 73 | 77 | 90 | 94 | 104 | 108 | 123 | 127 |
1 | 5 | 18 | 22 | 32 | 36 | 51 | 55 | 72 | 76 | 91 | 95 | 105 | 109 | 122 | 126 |
2 | 6 | 16 | 20 | 35 | 39 | 49 | 53 | 75 | 79 | 89 | 93 | 106 | 110 | 120 | 124 |
3 | 7 | 17 | 21 | 34 | 38 | 48 | 52 | 74 | 78 | 88 | 92 | 107 | 111 | 121 | 125 |
9 | 13 | 26 | 30 | 40 | 44 | 59 | 63 | 64 | 68 | 83 | 87 | 97 | 101 | 114 | 118 |
8 | 12 | 27 | 31 | 41 | 45 | 58 | 62 | 65 | 69 | 82 | 86 | 96 | 100 | 115 | 119 |
11 | 15 | 25 | 29 | 42 | 46 | 56 | 60 | 66 | 70 | 80 | 84 | 99 | 103 | 113 | 117 |
10 | 14 | 24 | 28 | 43 | 47 | 57 | 61 | 67 | 71 | 81 | 85 | 98 | 102 | 112 | 116 |
经过分组交织生成32条目标数据流,对32条目标数据流中每个目标符号子集分别进行内码编码,其中内码编码信息位长度为160比特。具体地,内码编码器分别将目标数据流中每个目标符号子集总共160比特编码添加冗余,得到32条编码数据流。在一种可能的实施方式中,采用Hamming(170,160)进行内码编码,分别将每条目标数据流中连续的16个RS符号总共160比特添加10比特冗余得到170比特的码字。在另一种可能的实施方式中,采用BCH(176,160)进行内码编码,分别将每条目标数据流中连续的16个RS符号总共160比特添加16比特冗余得到176比特的码字。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。
经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。该数据处理可包括调制映射(mapping),信道交织(channel interleaving),偏振划分(polarizationdistribution),或DSP成帧处理(framing)等。比如内码编码数据流可通过交织,以提升系统抗突发错误的能力。
采用本实施例的数据交织编码方案,当内码采用Hamming(170,160)时,其KP4RS(544,514)+Hamming(170,160)级联码在AWGN下,为了达到纠后误比特率BER为1E-15所对应的纠前BER约为4.3E-3,性能逼近该级联FEC方案的最优性能。当内码采用BCH(176,160)时,其KP4 RS(544,514)+BCH(176,160)级联码在AWGN下,为了达到纠后误比特率BER为1E-15所对应的纠前BER约为8.3E-3,性能逼近该级联FEC方案的最优性能。
图42为本申请实施例提供的交织处理的另一种流程示意图。
4201、对n条通道数据流进行第一分组交织得到T条第一数据流。
本实施例中,经过第一分组交织后的每条第一数据流中连续的C个符号至少来自E个不同的码字,T=n/K1,C为a的倍数,E≥K2*a。下面介绍第一分组交织的一种具体实现方式。
图43为本申请实施例中进行第一分组交织的一种实现方式示意图。如图43所示,参与第一分组交织的n条通道数据流包括第三符号矩阵,第三符号矩阵包括n行A列个符号,第三符号矩阵中不同行的A个符号分别来自不同的通道数据流,A为a的倍数。经过第一分组交织后的T条第一数据流包括第四符号矩阵,所述第四符号矩阵包括T行C列个符号,第四符号矩阵中不同行的C个符号分别来自不同的第一数据流,T为n的约数,n*A=T*C。具体地,第三符号矩阵的一列中每连续T个符号为符号子矩阵,第四符号矩阵中每一列的T个符号分别与第三符号矩阵中每个符号子矩阵一一对应。
在一种可能的实施方式中,第三符号矩阵中的符号子矩阵按第一顺序排列,第三符号矩阵中每列的第1行到第n行包括按第一顺序排列的第1个符号子矩阵到第n/T个符号子矩阵,第三符号矩阵的相邻两列中前一列的第n/T个符号子矩阵到后一列的第1个符号子矩阵为按第一顺序排列的连续2个符号子矩阵,第四符号矩阵中第1列的T个符号来自第三符号矩阵中按第一顺序排列的第一个符号子矩阵,依次类推,直到第四符号矩阵中第C列的T个符号来自第三符号矩阵中按第一顺序排列的最后一个符号子矩阵。也就是说,第三符号矩阵按照每一列从上到下依次将从左到右每一列的符号子矩阵映射到第四符号矩阵中,即先从上到下后从左到右的顺序映射。
在另一种可能的实施方式中,第三符号矩阵中的符号子矩阵按第二顺序排列,第三符号矩阵中每T行的第1列到第A行包括按第二顺序排列的第1个符号子矩阵到第A个符号子矩阵,第三符号矩阵的相邻两个连续T行中前T行的第A个符号子矩阵到后T行的第1个符号子矩阵为按第二顺序排列的连续2个符号子矩阵,第四符号矩阵中第1列的T个符号来自第三符号矩阵中按第二顺序排列的第一个符号子矩阵,依次类推,直到第四符号矩阵中第C列的T个符号来自第三符号矩阵中按第二顺序排列的最后一个符号子矩阵。也就是说,第三符号矩阵按照同一行从左到右依次将从上到下共n/T行个符号子矩阵映射到第四符号矩阵中,即先从左到右后从上到下的顺序映射。
需要说明的是,在实际应用中,上述的第三符号矩阵和第四符号矩阵也可能不是以矩阵形式呈现的。例如,第三符号矩阵呈现为第三符号集合,第三符号集合包括n*A个符号子集,分别对应第三符号矩阵中的n行A列个符号。第四符号矩阵呈现为第四符号集合,第四符号集合包括T*C个符号子集,分别对应第四符号矩阵中的T行C列个符号。
4202、对T条第一数据流进行卷积交织得到T条第二数据流。
本实施例中,每条第二数据流中连续的H个符号来自至少F个不同码字,F≥E,每条第二数据流中连续的H个符号最多K1/K2个符号来自相同码字。
需要说明的是,本实施例中卷积交织的实现方式与上述图10所示实施例中介绍的卷积交织方式类似,此处不再赘述。一个区别在于,上述图10所示实施例中每个存储单元用于存储d个符号,本实施例中每个存储单元用于存储C个符号。在一种可能的实施方式中,若采用上述图12(a)所示的卷积交织器,则卷积交织器的参数应满足C(p*Q+1)≥a*N*K1/(n/k2),以使得卷积交织器输出的第一数据流中连续的H=p*C个符号至少来自F个不同的外码码字,其中,N为外码编码的码字长度。在另一种可能的实施方式中,若采用上述图12(b)所示的卷积交织器,则卷积交织器的参数应满足C(p*Q-1)≥a*N*K1/(n/k2),以使得卷积交织器输出的第一数据流中连续的H=p*C个符号至少来自F个不同的外码码字,其中,N为外码编码的码字长度。
4203、对T条第二数据流中每条第二数据流进行第二分组交织得到S条目标数据流,以得到共m条目标数据流。
本实施例中,m=T*S,S≥k1/K2。下面介绍第二分组交织的一种具体实现方式。图44(a)为本申请实施例中进行第二分组交织的一种实现方式示意图。如图44(a)所示,每个第二分组交织器对输入的第二数据流进行分组交织得到S条目标数据流,从而共产生m=T*S条目标数据流。
图44(b)为本申请实施例中进行第二分组交织的一种具体实现方式示意图。如图44(b)所示,每条第二数据流包括R个符号集合,每个符号集合包括p个符号子集,每个符号子集包括C个符号,p个符号子集分别由p条延迟线输出,每个符号集合中的符号来自至少F个不同码字,每条目标数据流包括F个符号,R*p*C=S*F,R为大于或等于的整数。也就是说,由卷积交织器p条延迟线轮询R次输出的R个符号集合进行第二分组交织得到S条目标数据流。应理解,一次分组交织操作只是得到目标数据流中F个连续的符号,连续不断的进行分组交织才是得到目标数据流,目标数据流中连续的F个符号表示为目标符号子集。目标数据流中每连续的F个符号来自至少个不同的符号子集,且个不同的符号子集中每个符号子集最多取K2*a个符号,表示对F/(K2*a)的商进行向上取整的整数。还应理解,每条目标数据流中每连续的F个符号最多有个符号来自相同的符号集合,表示对F/R的商进行向上取整的整数。
在一种可能的实施方式中,目标数据流中每连续的F个符号包括来自第一符号子集中的第一组符号和来自第二符号子集的第二组符号,第一符号子集和第二符号子集属于同一个符号集合。第一符号子集和第二符号子集分别由两条相邻的延迟线输出,第一符号子集中的符号和第二符号子集中的符号分别按次序排列,第一组符号在第一符号子集中的次序与第二组符号在第二符号子集中的次序不同。也就是说,第一组符号和第二组符号分别在各自符号子集中的位置不同。
在另一种可能的实施方式中,目标数据流每连续的F个符号包括来自第三符号子集中的第三组符号和来自第四符号子集的第四组符号,第三符号子集和第四符号子集属于不同的符号集合,第三符号子集和第四符号子集由同一条延迟线输出,第三符号子集中的符号和第四符号子集中的符号分别按次序排列,第三组符号在第三符号子集中的次序与第四组符号在第四符号子集中的次序不同。也就是说,第三组符号和第四组符号分别在各自符号子集中的位置不同。
本发明针对采用级联FEC的传输方案,设计一种包含第一分组交织、卷积交织、第二分组交织和编码的数据交织编码方法,可以对所有接入业务采用同样的交织方案,使得整体级联FEC方案性能较好且时延较低。使得该级联FEC传输方案能够应用于较多的传输场景,尤其适用于对需要较低传输时延的传输场景,如低时延数据中心互联场景。
下面结合一些具体的实施例对上述图42所描述的交织处理方法的流程进行进一步介绍。应理解,下述每个实施例中的内码并行度指的是目标数据流的数量,例如,内码并行度16表示目标数据流的数量是16。还应理解,下述各实施例中的目标符号子集均表示目标数据流中连续的F个符号。
实施例1:内码编码信息位长度为120比特,内码并行度16。
发端处理模块根据接入业务的类型,利用各业务PCS通道或者FEC通道已知的对齐标识(Alignment marker)进行通道数据流的标识锁定(alignment lock)。这里32个通道的已知对齐标识各不相同,且与接入的业务相关。发端处理模块接着对每个业务内的多个PCS通道或者FEC通道进行纠偏处理,纠偏处理后同一个业务内的多个PCS/FEC通道之间都是AM对齐,而业务之间的通道数据流仅需要满足RS符号对齐,即AM之间相差整数个RS符号。比如当接入业务为2*400GbE时,纠偏处理后32条通道数据流如图37所示,每个400GbE业务内16条PCS通道之间都为AM对齐,而2个业务之间的AM相差整数个RS符号。然后根据对齐标识对n=32条通道的数据进行通道重排序(lane reorder)处理,使得n=32条通道的数据能够按照指定的顺序排列。如当接入业务为1*800GbE,32条通道数据流如图5所示,如当接入业务为2*400GbE,32条通道数据流如图6所示,如当接入业务为4*200GbE,32条通道数据流如图7所示;如当接入业务为8*100GbE且为“100GRS-FEC-Int”模式,32条通道数据流如图8所示;如当接入业务为8*100GbE且为“100GRS-FEC”模式时,32条通道数据流如图9所示。
经通道重排序的n=32条通道数据流送入所设计的第一分组交织模块、卷积交织模块和第二分组交织模块进行相应处理后送入内码编码器进行内码编码;经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。该数据处理可包括调制映射(mapping),信道交织(channel interleaving),偏振划分(Polarization distribution),或DSP成帧处理(Framing)等。
在本实施例中,根据通道数据流中RS分布规律,将n个通道数据流划分为G个通道数据流子集,任意两个通道数据流子集来自不同的RS码字,因此根据接入的业务的不同,其通道数据流包含的通道数据流子集数目不同,结合如5到图9所示PCS/FEC通道数据流格式,如当接入业务为1*800GbE或者2*400GbE,32条通道数据流包含G=2个通道数据流子集,即通道数据流0到15为一个通道流子集,通道数据流16到31为一个通道流子集;如当接入业务为4*200GbE,32条通道数据流包含G=4个通道数据流子集;如当接入业务为1*800GbE,32条通道数据流包含G=8个通道数据流子集,则32条通道数据流最多包含Gmax=n/4=8个通道数据流子集,最少包含Gmin=n/16=2个通道数据流子集,要使得第一分组交织对接入业务不敏感且整体交织时延最短,则第一交织模块对应参数K1=Gmax=8,T=n/K1=4。
图45(a)为第一分组交织的一种实现方式示意图。如图45(a)所示,从每条通道数据流取连续A=2个符号,构成32行2列的第三符号矩阵,进行分组交织得到T=4行C=16列的第四符号矩阵,第四符号矩阵第t行的C=16个符号为第一数据流t上连续的16个符号,其中0≤t<3。第四符号矩阵第i行第j列的符号来自第三符号矩阵的第x行第y列,其中满足x=j*4%32+i,(0≤i<4,0≤j<16),其中表示为对j*4/32向下取整。定义第四符号矩阵一行为一个符号子集,并结合图5到图9所示PCS/FEC通道数据流格式,可以得到每个符号子集的符号来自于K1=8个不同的通道数据流,8个通道数据流可以表示为通道数据流j0,通道数据流j1,通道数据流j2,通道数据流j3,通道数据流j4,通道数据流j5,通道数据流j6,通道数据流j7,且x∈[0,7],表示对jx/4向下取整,每个符号子集至少来自于K2*a=4个不同RS码字,最多来自于K1*a=16个不同RS码字,其中K2=Gmin。
经过第一分组交织模块得到的4条第一数据流送入到卷积交织模块,得到4条第二数据流。卷积交织模块包含4个卷积交织器,分别表示为卷积交织0、卷积交织1、卷积交织2、卷积交织3,其采用相同的交织结构,每个交织交织对一条第一数据流进行交织处理得到一条第二数据流。
图45(b)为卷积交织的一种实现方式示意图。如图45(b)所示,其包含p=3条延迟线(delay line)。这p=3条延迟线分别包括2Q个存储单元、Q个存储单元、0个存储单元,每个存储单元为d=C=16个符号,即用于存储第一数据流中一个符号子集。也就是,延迟线0的延迟取值为32Q个符号,延迟线1的延迟取值为16Q个符号,延迟线1的延迟取值为0个符号即无延迟。
如图45(b)所示的Sr(·)表示第一数据流r(0≤r≤T-1)中一个符号子集,包含C=16个符号。比如Sr(3t)表示第一数据流r当前输入给延迟线0的一个符号子集,且Sr(3t-6Q)为延迟线0输出的一个符号子集;Sr(3t+1)表示第一数据流r当前输入给延迟线1的一个符号子集,且Sr(3t-3Q+1)为延迟线1输出的一个符号子集;Sr(3t+2)表示第一数据流r当前输入给延迟线2的一个符号子集,且Sr(3t+2)为延迟线2输出的一个符号子集;Sr(3t+3)表示第一数据流r当前输入给延迟线0的一个符号子集,且Sr(3t-6Q+4)为延迟线0输出的一个符号子集;依次类推。结合图5和6,可以得出当接入业务为1*800GbE或者2*400GbE的时候,C(p*Q+1)≥a*N*K1/b=544,即Q≥11时,卷积交织连续输出的Sr(3t-6Q),Sr(3t-3Q+1),Sr(3t+2)三个符号子集中包含12个不同的RS码字。结合图7和图9,可以看出当接入业务为4*200GbE或者8*100GbE且为“100G RS-FEC”模式的时候,C(p*2*Q+2)≥a*N*K1/b=1088,即Q≥11时,卷积交织连续输出的Sr(3t-6Q),Sr(3t-3Q+1),Sr(3t+2)三个符号子集中包含16个不同的RS码字。结合图8,可以看出当接入业务为8*100GbE且为“100G RS-FEC-int”模式的时候,Q≥0时,卷积交织连续输出的Sr(3t-6Q),Sr(3t-3Q+1),Sr(3t+2)三个符号子集中包含16个不同的RS码字;所以当Q>11得时候可以保证对所有业务接入保证了卷积交织连续输出的Sr(3t-6Q),Sr(3t-3Q+1),Sr(3t+2)三个符号子集中至少包含12个不同的RS码字。
图45(c)为卷积交织的另一种实现方式示意图。如图45(c)所示,在一种可能的实施方式中,选取Q=11,其对应的交织时延约为22*16*3/2=528个RS符号。
采用如图45(c)所示的卷积交织器分别对4条第四数据数据流进行卷积交织处理得到4条第二数据流。定义第二数据流中从卷积交织器的延迟线0,延迟线1、延迟线2分别输出的Sr(3t-6Q),Sr(3t-3Q+1),Sr(3t+2)三个符号子集为符号集合,其总共包含48个RS符号,每个符号子集中的16个符号依次表示为符号0到符号15。结合图5到图9中给出各种业务的PCS/FEC通道上RS码字的分布以及第一分组交织和卷积交织不难理解每个符号子集至少来自于4个不同的RS码字,且同一符号子集的符号0到符号3对应的RS码字与符号4到符号7对应的RS码字不同,同一符号子集的符号8到符号11对应的RS码字和符号12到符号15对应的RS码字不同,同一符号子集的符号0到符号7对应的RS码字与符号8到符号15对应的RS码字可能相同;进一步符号集合至少来自于12个不同RS码字,且符号集合中最多K1/K2=4个符号属于同一个RS码字;进一步任意2个符号子集的符号0到符号7各自对应的RS码字分布可能一致,任意2个符号子集的符号8到符号15各自对应的RS码字分布可能一致。
采用4个第二分组交织器分别对4条第二数据流进行交织得到m=S*T=16条目标数据流。图45(d)为第二分组交织的一种实现方式的示意图,如图45(d)所示,对于第二分组交织i(0≤i<4)从第二数据流i中获取一个符号集合,从每个符号子集各取4个RS符号共12个RS符号映射为一个目标符号子集,总共得到S=4个目标符号子集,每个目标符号子集中的12个符号来自于12个不同的RS码字,4个目标符号子集分别为分组交织器i输出的目标数据流i*S到目标数据流i*S+3上的连续12个RS符号。为表述方便定义R(x,y)为符号子集x的符号y(x∈[0,2],y∈[0,15]),对于来自于任意2个符号子集中的各自任一个符号R(x1,y1)和R(x2,y2),x1≠x2,如果y1≠y2,表示此2个符号位于符号子集的不同位置。为使得目标符号子集的12个RS符号来自于12个不同RS码字,则此12个RS符号对应于符号集合中的R(0,i0),R(0,i1),R(0,i2),R(0,i3),R(1,i4),R(1,i5),R(1,i6),R(1,i7),R(2,i8),R(2,i9),R(2,i10),R(2,i11);且满足i0,i4,i8互不相同,i1,i5,i9互不相同,i2,i6,i10互不相同,i3,i7,i11互不相同,i0,i2%8,i4,i6%8互不相同,i4,i6%8,i8,i12%8互不相同,i1,i3%8,i5,i7%8互不相同,i5,i7%8,i9,i11%8互不相同,i0,i4,i8∈[0,3],i1,i5,i9∈[4,7],i2,i6,i10∈[8,11],i3,i7,i11∈[12,15];此等效为目标符号子集中的12个RS符号来自3个符号子集不同位置的符号,且每4个RS符号来自同一个符号子集;进一步目标符号子集中来自同一个符号子集的4个符号分别为符号子集的符号0到符号3中的任一个,符号子集的符号4到符号7中的任一个,符号子集的符号8到符号11中的任一个,符号子集的符号12到符号15中的任一个;进一步目标符号子集中来自于由延迟取值差值为Q*C=176两个延迟线输出的符号子集的8个RS符号位于对应符号子集不同位置;进一步目标符号子集中最多有2个RS符号来自于同一个通道数据流,其通过第一分组交织映射到2个不同符号子集,且对应的2个符号子集由卷积交织器2个不同的延迟线输出,且对应2个延迟线的延迟差值大于等于2*Q*C=352个RS符号。
由此规则符号集合到目标符号子集的具体映射有很多种,表1-4给出了几种具体的映射关系,表1-4中每个表第y行第z列的数字x表示目标数据流y的中的第z个RS符号来自于符号子集的第x%16个RS符号,其中0≤y<4,0≤z<12,0≤x<48。需要说明的是将表中进行任意行之间交换,或者任意列之间交换,或者任意行交换后在进行任意列交换,或者先任意列交换后在进行任意行交换都是一个合法的映射。
根据每个符号子集与通道通道数据流的映射关系,以及符号集合中每个符号子集的时延关系,不难得出目标符号子集与通道数据流的关系为:目标符号子集的数据来源于K1=8个不同通道数据流,8个通道数据流可以表示为通道数据流j0,通道数据流j1,通道数据流j2,通道数据流j3,通道数据流j4,通道数据流j5,通道数据流j6,通道数据流j7,且x∈[0,7],表示对jx/4向下取整;进一步从其中4个通道数据流取1个RS符号,从剩下4个通道数据流取2个RS符号;进一步如果从某一个通道数据流取2个RS符号,这2个RS符号在对应通道数据流间隔的距离大于a*N*K2/n,即大于等于2*544*2/32=68个RS符号;进一步最多2个RS符号来自2个不同通道数据流上对齐的2个RS符号。
经过上述分组交织得到的16个目标数据流分别送入到内码编码器,每个目标符号子集作为一个内码编码的信息数据,通过内码编码器产生冗余数据,得到16条编码数据流。在一种可能的实施方式中,采用Hamming(128,120)进行内码编码,分别将目标数据流中的每个目标符号子集的12个RS符号总共120比特添加8比特冗余得到128比特的码字。在另一种可能的实施方式中,采用BCH(136,120)进行内码编码,分别将目标数据流中的每个目标符号子集的12个RS符号总共120比特添加16比特冗余得到136比特的码字。
经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。该数据处理可包括调制映射(mapping),信道交织(channel interleaving),偏振划分(polarizationdistribution),或DSP成帧处理(Framing)等。比如内码编码数据流可通过交织,以提升系统抗突发错误的能力。
采用本实施例的数据交织编码方案,其KP4 RS(544,514)+Hamming(128,120)级联码在AWGN下,为了达到纠后误比特率BER为1E-15所对应的纠前BER约为4.5E-3,性能逼近该级联FEC方案的最优性能。
实施例2:内码编码信息位长度为160比特,内码并行度16。
在本实施例中,采用实施例1中的第一分组交织方案对n个通道数据流进行第一分组交织处理,得到T=4条第一数据流,然后4个卷积交织器分别对4条第一数据流进行卷积交织得到4条第二数据流。其中卷积交织0、卷积交织1、卷积交织2、卷积交织3采用相同的交织结构。
图46(a)为卷积交织的另一种实现方式示意图。如图46(a)所示,其包含p=4条延迟线(delay line)。这4条延迟线分别包括3Q个存储单元、2Q个存储单元、Q个存储单元、0个存储单元,每个存储单元为d=C=16个符号,即用于存储第一数据流中一个符号子集。也就是,延迟线0的延迟取值为48Q个符号,延迟线1的延迟取值为32Q个符号,延迟线2的延迟取值为16Q个符号,延迟线3的延迟取值为0个符号即无延迟。
如图46(a)所示的Sr(·)表示第一数据流r(0≤r≤T-1)中一个符号子集。比如Sr(4t)表示第一数据流r当前输入给延迟线0的一个符号子集,且Sr(4t-12Q)为延迟线0输出的一个符号子集;Sr(4t+1)表示第一数据流r当前输入给延迟线1的一个符号子集,且Sr(4t-8Q+1)为延迟线1输出的一个符号子集;Sr(4t+2)表示第一数据流r当前输入给延迟线2的一个符号子集,且Sr(4t-4Q+2)为延迟线2输出的一个符号子集;Sr(4t+3)表示第一数据流r当前输入给延迟线3的一个符号子集,且Sr(4t+3)为延迟线3输出的一个符号子集;Sr(4t+4)表示第一数据流r当前输入给延迟线0的一个符号子集,且Sr(4t-12Q+4)为延迟线0输出的一个符号子集;依次类推。结合图5和图6,可以得出当接入业务为1*800GbE或者2*400GbE的时候,C(p*Q+1)≥544即Q≥9时,卷积交织连续输出的Sr(4t-12Q),Sr(4t-8Q+1),Sr(4t-4Q+2),Sr(4t+3)四个符号子集中包含16个不同的RS码字;结合图7和图9,可以看出当接入业务为4*200GbE或者8*100GbE且为“100G RS-FEC”模式的时候,C(p*2*Q+2)≥1088即Q≥9时,卷积交织连续输出的Sr(4t-12Q),Sr(4t-8Q+1),Sr(4t-4Q+2),Sr(4t+3)四个符号子集中包含16个不同的RS码字;结合图8,可以看出当接入业务为8*100GbE且为“100G RS-FEC-int”模式的时候,Q≥0时,卷积交织连续输出的Sr(4t-12Q),Sr(4t-8Q+1),Sr(4t-4Q+2),Sr(4t+3)四个符号子集中包含16个不同的RS码字;所以当Q≥9的时候可以保证对所有业务接入卷积交织连续输出的Sr(4t-12Q),Sr(4t-8Q+1),Sr(4t-4Q+2),Sr(4t+3)四个符号子集中包含16个不同的RS码字。
图46(b)为卷积交织的另一种实现方式示意图。如图46(b)所示,在一种可能的实施方式中,选取Q=9,其对应的交织时延约为27*16*3/2=648个RS符号。
采用4个如图46(b)所示的卷积交织器分别对4条第四数据数据流进行卷积交织处理得到4条第二数据流。定义第二数据流中从卷积交织器的延迟线0,延迟线1、延迟线2和延迟线3分别输出的Sr(4t-12Q),Sr(4t-8Q+1),Sr(4t-4Q+2),Sr(4t+3)四个符号子集为符号集合,其总共包含64个RS符号,每个符号子集中的16个符号依次表示为符号0到符号15。结合图5到图9中给出各种业务的PCS/FEC通道上RS码字的分布以及第一分组交织和卷积交织不难理解每个符号子集至少来自于4个不同的RS码字,且同一符号子集的符号0到符号3对应的RS码字与符号4到符号7对应的RS码字不同,同一符号子集的符号8到符号11对应的RS码字和符号12到符号15对应的RS码字不同,同一符号子集的符号0到符号7对应的RS码字与符号8到符号15对应的RS码字可能相同;进一步符号集合来自于16个不同RS码字,且符号集合中最多K1/K2=4个符号属于同一个RS码字;进一步任意2个符号子集的符号0到符号7各自对应的RS码字分布可能一致,任意2个符号子集的符号8到符号15各自对应的RS码字分布可能一致。
采用4个第二分组交织器分别对4条第二数据流进行交织得到m=S*T=16条目标数据流。图46(c)为第二分组交织的另一种实现方式示意图。如图46(c)所示,对于第二分组交织i(0≤i<4)从第二数据流i中获取一个符号集合,从每个符号子集各取4个RS符号共16个RS符号映射为一个目标符号子集,总共得到S=4个目标符号子集,每个目标符号子集中的16个符号来自于16个不同的RS码字,4个目标符号子集分别为分组交织器i输出的目标数据流i*S到目标数据流i*S+3上的连续16个RS符号。为表述方便定义R(x,y)为符号子集x的符号y(x∈[0,3],y∈[0,15])。为使得目标符号子集中的16个RS符号来自于16个不同RS码字,则此16个RS符号对应于符号集中的R(0,i0),R(0,i1),R(0,i2),R(0,i3),R(1,i4),R(1,i5)R(1,i6),R(1,i7),R(2,i8),R(2,i9),R(2,i10),R(2,i11),R(3,i12),R(3,i13),R(3,i14),R(3,i15);且满足i0,i4,i8,i12互不相同,i1,i5,i9,i13互不相同,i2,i6,i10,i14互不相同,i3,i7,i11,i15互不相同,i0,i2%8,i4,i6%8互不相同,i4,i6%8,i8,i12%8互不相同,i8,i12%8,i14,i16%8互不相同,i1,i3%8,i5,i7%8互不相同,i5,i7%8,i9,i11%8互不相同,i9,i11%8,i13,i15%8互不相同,i0,i4,i8,i12∈[0,3],i1,i5,i9,i13∈[4,7],i2,i6,i10,i14∈[8,11],i3,i7,i11,i15∈[12,15];此等效为目标符号子集中的16个RS符号来自4个符号子集不同位置的符号,且每4个RS符号来自同一个符号子集;进一步目标符号子集中来自同一个符号子集的4个符号分别为符号子集的符号0到符号3中的任一个,符号子集的符号4到符号7中的任一个,符号子集的符号8到符号11中的任一个,符号子集的符号12到符号15中的任一个;进一步目标符号子集中来自于由延迟取值差值为Q*C=144的两个延迟线输出的符号子集的8个RS符号位于对应符号子集不同位置;进一步目标符号子集中最多有2个RS符号来自于同一个通道数据流,其通过第一分组交织映射到2个不同符号子集,且对应的2个符号子集由卷积交织器2个不同的延迟线输出,且对应2个延迟线的延迟差值大于等于2*Q*C=288个RS符号。
由此规则符号集合到目标符号子集的具体映射有很多种,表13-16给出了几种具体的映射关系,每个表第y行第z列的数字x表示目标符号子集y的中的第z个RS符号来自于符号子集的第x%16个RS符号,其中0≤y<4,0≤z<16,0≤x<64。需要说明的是将表中进行任意行之间交换,或者任意列之间交换,或者任意行交换后在进行任意列交换,或者先任意列交换后在进行任意行交换都是一个合法的映射。
根据每个符号子集与通道通道数据流的映射关系,以及符号集合中每个符号子集的时延关系,不难得出目标符号子集的数据与通道数据流的关系为:目标符号子集的数据来源于K1=8个不同通道数据流,8个通道数据流可以表示为通道数据流j0,通道数据流j1,通道数据流j2,通道数据流j3,通道数据流j4,通道数据流j5,通道数据流j6,通道数据流j7,且 x∈[0,7],表示对jx/4向下取整;进一步从每个通道数据流取2个RS符号;此2个RS符号在对应通道数据流间隔的距离大于等于a*N*K2/n,即大于等于2*544*2/32=68个RS符号;进一步最多2个RS符号来自2个不同通道数据流上对齐的2个RS符号。
经过上述分组交织得到的16个目标数据流分别送入到内码编码器,每个目标符号子集作为一个内码编码的信息数据,通过内码编码器产生冗余数据,得到16条编码数据流。在一种可能的实施方式中,采用Hamming(170,160)进行内码编码,分别将每个目标符号子集的16个RS符号总共160比特添加10比特冗余得到170比特的码字。在另一种可能的实施方式中,采用BCH(176,160)进行内码编码,分别将每个目标符号子集的16个RS符号总共160比特添加16比特冗余得到176比特的码字。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。
采用本实施例的数据交织编码方案,当内码采用Hamming(170,160)时,其KP4RS(544,514)+Hamming(170,160)级联码在AWGN下,为了达到纠后误比特率BER为1E-15所对应的纠前BER约为4.3E-3,性能逼近该级联FEC方案的最优性能。当内码采用BCH(176,160)时,其KP4 RS(544,514)+BCH(176,160)级联码在AWGN下,为了达到纠后误比特率BER为1E-15所对应的纠前BER约为8.3E-3,性能逼近该级联FEC方案的最优性能。
实施例3:内码编码信息位长度为120比特,内码并行度32。
在本实施例中,采用实施例1中的第一分组交织方案对n个通道数据流进行第一分组交织处理,得到T=4条第一数据流,然后采用如图45(c)所示的卷积交织器分别对4条第一数据数据流进行卷积交织处理得到4条第二数据流。定义第二数据流中从卷积交织器的延迟线0,延迟线1、延迟线2分别输出的Sr(3t-6Q),Sr(3t-3Q+1),Sr(3t+2)三个符号子集为符号集合。从每个第二数据流中取连续Q=2个符号集合,标记为符号集合0和符号集合1,其总共包含6个符号子集,分别表示为符号子集0、符号子集1、符号子集2、符号子集3、符号子集4和符号子集5。第二分组交织i(0≤i<4)将第二数据流i中2个连续符号集合进行分组交织得到8个目标符号子集,每个目标符号子集包含12个RS符号,8个目标符号子集分别为分组交织器i输出目标数据流i*S到目标数据流i*S+7上的连续12个RS符号,且目标符号子集中的每个RS符号来自不同的RS码字。结合图5到图9中给出各种业务的PCS/FEC通道上RS码字的分布以及第一分组交织和卷积交织,不难理解每个符号子集至少来自于4个不同的RS码字,且同一符号子集的符号0到符号3对应的RS码字与符号4到符号7对应的RS码字不同,同一符号子集的符号8到符号11对应的RS码字和符号12到符号15对应的RS码字不同,同一符号子集的符号0到符号7对应的RS码字与符号8到符号15对应的RS码字可能相同;进一步任意2个符号子集的符号0到符号7对应RS码字分布可能一致,任意2个符号子集的符号8到符号15对应RS码字分布可能一致;进一步每个符号集合至少来自于12个不同RS码字,且符号集合中最多4个符号属于同一个RS码字,符号集合0和符号集合1中RS码字分布一致。
图47为第二分组交织的另一种实现方式示意图。如图47所示,从每个符号子集各取2个RS符号共12个RS符号映射为一个目标符号子集,总共得到8个目标符号子集。为表述方便定义R(x,y)为符号子集x的符号y(x∈[0,5],y∈[0,15])。为使得目标符号子集中的12个RS符号来自于12个不同RS码字,则此12个RS符号对应于2个符号集合中的R(0,i0),R(0,i1),R(1,i2),R(1,i3),R(2,i4),R(2,i5),R(3,i6),R(3,i7),R(4,i8),R(4,i9),R(5,i10),R(5,i11);且满足i0,i1,i2,i3,i4,i5,i6,i7,i8,i9,i10,i11互不相同,i0%8,i1%8,i2%8,i3%8互不相同,i2%8,i3%8,i4%8,i5%8互不相同,i6%8,i7%8,i8%8,i9%8互不相同,i8%8,i9%8,i10%8,i11%8互不相同,i0%8,i1%8,i6%8,i7%8互不相同,i2%8,i3%8,i8%8,i9%8互不相同,i4%8,i5%8,i10%8,i11%8互不相同,i0,i1,i2,i3,i4,i5,i6,i7,i8,i9,i10,i11∈[0,15];此等效为目标符号子集中的12个RS符号来自6个符号子集不同位置的符号,且每2个RS符号来自同一个符号子集;进一步目标符号子集中来自于由延迟取值差值为Q*C=176的两个延迟线输出的符号子集的4个RS符号位于对应符号子集不同位置;进一步目标符号子集中来自于卷积交织器同一延迟线输出的2个符号子集的4个RS符号位于对应符号子集不同位置;进一步目标符号子集中最多有2个RS符号来自于同一个通道数据流,其通过第一分组交织映射到2个不同符号子集,且对应的2个符号子集由卷积交织器2个不同的延迟线输出,且对应2个延迟线的延迟差值大于等于2*Q*C=352个RS符号。由此规则2个符号集合交织到8个目标符号子集的具体映射有很多种,表5-12给出了几种具体的映射关系,每个表第y行第z列的数字x表示目标符号子集y的中的第z个RS符号来自于符号子集的第x%16个RS符号,其中0≤y<8,0≤z<12,0≤x<96。需要说明的是将表中进行任意行之间交换,或者任意列之间交织,或者任意行交织后在进行任意列交换,或者先任意列交换后在进行任意行交换都是一个合法的映射。
根据每个符号子集与通道通道数据流的映射关系,以及符号集合中每个符号子集的时延关系,不难得出目标符号子集与通道数据流的关系为:目标符号子集的数据来源于K1=8个不同通道数据流,8个通道数据流可以表示为通道数据流j0,通道数据流j1,通道数据流j2,通道数据流j3,通道数据流j4,通道数据流j5,通道数据流j6,通道数据流j7,且x∈[0,7],表示对jx/4向下取整;进一步从其中4个通道数据流取1个RS符号,从剩下4个通道数据流取2个RS符号;进一步如果从某一个通道数据流取2个RS符号,这2个RS符号在对应通道数据流间隔的距离大于等于2*544*2/32=68个RS符号;进一步最多2个RS符号来自2个不同通道数据流上对齐的2个RS符号。
经过上述分组交织得到的32个目标符号子集分别送入到内码编码器,每个目标符号子集作为一个内码编码的信息数据,通过内码编码器产生冗余数据,得到32条编码数据流。在一种可能的实施方式中,采用Hamming(128,120)进行内码编码,分别将目标符号子集的12个RS符号总共120比特添加8比特冗余得到128比特的码字。在另一种可能的实施方式中,采用BCH(136,120)进行内码编码,分别将目标符号子集的12个RS符号总共120比特添加16比特冗余得到136比特的码字。
经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。该数据处理可包括调制映射(mapping),信道交织(channel interleaving),偏振划分(polarizationdistribution),或DSP成帧处理(Framing)等。比如内码编码数据流可通过交织,以提升系统抗突发错误的能力。
实施例4:内码编码信息位长度为160比特,内码并行度32。
采用实施例1中的第一分组交织方案对n个通道数据流进行第一分组交织处理,得到T=4条第一数据流,采用如图46(b)所示的卷积交织器分别对4条第四数据数据流进行卷积交织处理得到4条第二数据流。定义第二数据流中从卷积交织器的延迟线0,延迟线1、延迟线2和延迟线3分别输出的Sr(4t-12Q),Sr(4t-8Q+1),Sr(4t-4Q+2),Sr(4t+3)四个符号子集为符号集合,其总共包含64个RS符号。第二分组交织i(0≤i<4)将第二数据流i中2个连续符号集合进行分组交织得到8个目标符号子集,每个目标符号子集包含16个RS符号,8个目标符号子集分别为分组交织器i输出目标数据流i*S到目标数据流i*S+7上的连续16个RS符号,且目标符号子集中的每个RS符号来自不同的RS码字。结合图5到图9中给出各种业务的PCS/FEC通道上RS码字的分布以及第一分组交织和卷积交织,不难理解每个符号子集至少来自于4个不同的RS码字,且同一符号子集的符号0到符号3对应的RS码字与符号4到符号7对应的RS码字不同,同一符号子集的符号8到符号11对应的RS码字和符号12到符号15对应的RS码字不同,同一符号子集的符号0到符号7对应的RS码字与符号8到符号15对应的RS码字可能相同;进一步任意2个符号子集的符号0到符号7对应RS码字分布可能一致,任意2个符号子集的符号8到符号15对应RS码字分布可能一致;进一步每个符号集合至少来自于12个不同RS码字,且符号集合中最多4个符号属于同一个RS码字,符号集合0和符号集合1中RS码字分布一致。
图48为第二分组交织的另一种实现方式示意图。如图48所示,从每个符号子集各取2个RS符号共16个RS符号映射为一个目标符号子集,总共得到8个目标符号子集。为表述方便定义R(x,y)为符号子集x的符号y(x∈[0,7],y∈[0,15])。为使得目标符号子集中的16个RS符号来自于16个不同RS码字,则此16个RS符号对应于2个符号集合中的R(0,i0),R(0,i1),R(1,i2),R(1,i3),R(2,i4),R(2,i5),R(3,i6),R(3,i7),R(4,i8),R(4,i9),R(5,i10),R(5,i11),R(6,i12),R(6,i13),R(7,i14),R(7,i15);且i0,i1,i2,i3,i4,i5,i6,i7,i8,i9,i10,i11,i12,i13,i14,i15互不相同,i0%8,i1%8,i2%8,i3%8互不相同,i2%8,i3%8,i4%8,i5%8互不相同,i4%8,i5%8,i6%8,i7%8互不相同,i8%8,i9%8,i10%8,i11%8互不相同,i10%8,i11%8,i12%8,i13%8互不相同,i12%8,i13%8,i14%8,i15%8互不相同,i0%8,i1%8,i8%8,i9%8互不相同,i2%8,i3%8,i10%8,i11%8互不相同,i4%8,i5%8,i12%8,i13%8互不相同,i6%8,i7%8,i14%8,i15%8互不相同,i0,i1,i2,i3,i4,i5,i6,i7,i8,i9,i10,i11,i12,i13,i14,i15∈[0,15];此等效为目标符号子集中的16个RS符号来自8个符号子集不同位置的符号,且每2个RS符号来自同一个符号子集;进一步目标符号子集中来自于由延迟取值差值为Q*C=144的两个延迟线输出的符号子集的4个RS符号位于对应符号子集不同位置;进一步目标符号子集中来自于由卷积交织器同一延迟线输出的2个符号子集的4个RS符号位于对应符号子集不同位置;进一步目标符号子集中最多有2个RS符号来自于同一个通道数据流,其通过第一分组交织映射到2个不同符号子集,且对应的2个符号子集由卷积交织器2个不同的延迟线输出,且对应2个延迟线的延迟差值大于等于2*Q*C=288个RS符号。由此规则2个符号集合交织到8个目标符号子集的具体映射有很多种,表17-24给出了几种具体的映射关系,每个表第y行第z列的数字x表示目标符号子集y的中的第z个RS符号来自于符号子集的第x%16个RS符号,其中0≤y<8,0≤z<16,0≤x<128。需要说明的是将表中进行任意行之间交换,或者任意列之间交织,或者任意行交换后在进行任意列交换,或者先任意列交换后在进行任意行交换都是一个合法的映射。
根据每个符号子集与通道通道数据流的映射关系,以及符号集合中每个符号子集的时延关系,不难得出目标符号子集与通道数据流的关系为:目标符号子集的数据来源于K1=8个不同通道数据流,8个通道数据流可以表示为通道数据流j0,通道数据流j1,通道数据流j2,通道数据流j3,通道数据流j4,通道数据流j5,通道数据流j6,通道数据流j7,且x∈[0,7],表示对jx/4向下取整;进一步从每个通道数据流取2个RS符号;此2个RS符号在对应通道数据流间隔的距离大于等于a*N*K2/n,即大于等于2*544*2/32=68个RS符号;进一步最多2个RS符号来自2个不同通道数据流上对齐的2个RS符号。
经过上述分组交织得到的32个目标符号子集分别送入到32个内码编码器,每个目标符号子集作为一个内码编码的信息数据,通过内码编码器产生冗余数据,得到32条编码数据流。在一种可能的实施方式中,采用Hamming(170,160)进行内码编码,分别将目标符号子集的16个RS符号总共160比特添加10比特冗余得到170比特的码字。在另一种可能的实施方式中,采用BCH(176,160)进行内码编码,分别将目标符号子集的16个RS符号总共160比特添加16比特冗余得到176比特的码字。经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。
采用本实施例的数据交织编码方案,当内码采用Hamming(170,160)时,其KP4RS(544,514)+Hamming(170,160)级联码在AWGN下,为了达到纠后误比特率BER为1E-15所对应的纠前BER约为4.3E-3,性能逼近该级联FEC方案的最优性能。当内码采用BCH(176,160)时,其KP4 RS(544,514)+BCH(176,160)级联码在AWGN下,为了达到纠后误比特率BER为1E-15所对应的纠前BER约为8.3E-3,性能逼近该级联FEC方案的最优性能。
实施例5:内码编码信息位长度为120比特,内码并行度16。
应理解,实施例1-4中改变第一分组交织中第三符号矩阵和第四符号矩阵之间的映射关系,将会改变符号子集中RS码字符号分布规律,从而将会影响第二分组交织中符号集合和目标符号子集的关系。本实施例5给出一种新的第一分组交织方案和对应的第二分组交织具体的实现。
图49为第一分组交织的另一种实现方式示意图。如图49所示,第四符号矩阵第i行第j列的符号来自第三符号矩阵的第x行第y列,其中满足x=(j%2)*4+i,(0≤i<4,0≤j<)16),其中表示为对j/2向下取整。定义第四符号矩阵一行为一个符号子集,交织后得到的4个符号子集分别为第一分组交织输出T=4条第一数据流上连续16个RS符号,并结合图5到图9所示PCS/FEC通道数据流格式,可以得到每个符号子集的符号来自于8个不同的通道数据流,8个通道数据流可以表示为通道数据流j0,通道数据流j1,通道数据流j2,通道数据流j3,通道数据流j4,通道数据流j5,通道数据流j6,通道数据流j7,且x∈[0,7],表示对jx/4向下取整,至少来自于4个不同RS码字符号。
经过图49所示第一分组处理得到的4条第一数据流,再经过图45(c)所示的卷积交织处理得到4条第二数据流。定义第二数据流中从卷积交织器的延迟线0,延迟线1、延迟线2分别输出的Sr(3t-6Q),Sr(3t-3Q+1),Sr(3t+2)三个符号子集为符号集合,其总共包含48个RS符号。结合图5到图9中给出各种业务的PCS/FEC通道上RS码字的分布以及第一分组交织和卷积交织可以得到,不难理解每个符号子集至少来自于4个不同的RS码字,且同一符号子集的符号0到符号7对应的RS码字与符号8到符号15对应的RS码字不同;进一步任意2个符号子集的符号0到符号7对应的RS码字分布可能一致,任意2个符号子集的符号8到符号15对应的RS码字分布可能一致;进一步符号集合至少来自于12个不同RS码字,且符号集合中最多4个符号属于同一个RS码字。
因此可以采用如图45(d)所示的分组交织结构,从第二数据流中获取一个符号集合,从每个符号子集各取4个RS符号共12个RS符号映射为一个目标符号子集,总共得到4个目标符号子集,4个目标符号子集分别为分组交织器输出的4路目标符号子集上的连续12个RS符号,即等效为每个分组交织器输出S=4条目标符号子集。为表述方便定义R(x,y)为符号子集x的符号y(x∈[0,2],y∈[0,15])。为使得目标符号子集中的12个RS符号来自于12个不同RS码字,则此12个RS符号对应于符号集合中的R(0,i0),R(0,i1),R(0,i2),R(0,i3),R(1,i4),R(1,i5),R(1,i6),R(1,i7),R(2,i8),R(2,i9),R(2,i10),R(2,i11);且满足i0,i1,i4,i5,i8,i9互不相同,i2,i3,i6,i7,i10,i11互不相同,i0,i1,i4,i5,i8,i9∈[0,7],i2,i3,i6,i7,i10,i11∈[8,15];此等效为目标符号子集中的12个RS符号来自3个符号子集不同位置的符号,且每4个符号来自于同一个符号子集,且其中2个RS符号来自同一个符号子集的符号0到符号7,另外2个RS符号来自同一个符号子集的符号8到符号15;进一步目标符号子集中来自于由延迟取值差值为Q*d=176的两个延迟线输出的符号子集的8个RS符号位于对应符号子集不同位置;进一步目标符号子集中最多有2个RS符号来自于同一个通道数据流,其通过第一分组交织映射到2个不同符号子集,且对应的2个符号子集由2个卷积交织器2个不同的延迟线输出,且对应2个延迟线的延迟差值大于等于136个RS符号。由此规则符号集合到目标符号子集的具体映射有很多种,表25-28给出了几种具体的映射关系,表25-28中每个表第y行第z列的数字x表示目标符号子集y的中的第z个RS符号来自于符号子集的第x%16个RS符号,其中0≤y<4,0≤z<12,0≤x<48。需要说明的是将表中进行任意行之间交换,或者任意列之间交换,或者任意行交换后在进行任意列交换,或者先任意列交换后在进行任意行交换都是一个合法的映射。
根据每个符号子集与通道通道数据流的映射关系,以及符号集合中每个符号子集的时延关系,不难得出目标符号子集与通道数据流的关系为:目标符号子集的数据来源于K1=8个不同通道数据流,8个通道数据流可以表示为通道数据流j0,通道数据流j1,通道数据流j2,通道数据流j3,通道数据流j4,通道数据流j5,通道数据流j6,通道数据流j7,且x∈[0,7],表示对jx/4向下取整;进一步从其中4个通道数据流取1个RS符号,从剩下4个通道数据流取2个RS符号;进一步如果从某一个通道数据流取2个RS符号,这2个RS符号在对应通道数据流间隔的距离大于a*N*K2/n,即大于等于2*544*2/32=68个RS符号;进一步最多2个RS符号来自2个不同通道数据流上对齐的2个RS符号。
表25
表26
0 | 3 | 8 | 11 | 20 | 23 | 28 | 31 | 34 | 33 | 42 | 41 |
2 | 1 | 10 | 9 | 22 | 21 | 30 | 29 | 32 | 35 | 40 | 43 |
4 | 7 | 12 | 15 | 18 | 17 | 26 | 25 | 38 | 37 | 46 | 45 |
6 | 5 | 14 | 13 | 16 | 19 | 24 | 27 | 36 | 39 | 44 | 47 |
表27
0 | 3 | 8 | 11 | 22 | 21 | 30 | 29 | 34 | 33 | 42 | 41 |
2 | 1 | 10 | 9 | 20 | 23 | 28 | 31 | 32 | 35 | 40 | 43 |
4 | 7 | 12 | 15 | 18 | 17 | 26 | 25 | 38 | 37 | 46 | 45 |
6 | 5 | 14 | 13 | 16 | 19 | 24 | 27 | 36 | 39 | 44 | 47 |
表28
0 | 3 | 8 | 11 | 22 | 21 | 30 | 29 | 34 | 33 | 42 | 41 |
2 | 1 | 10 | 9 | 20 | 23 | 28 | 31 | 32 | 35 | 40 | 43 |
4 | 7 | 12 | 15 | 16 | 19 | 24 | 27 | 38 | 37 | 46 | 45 |
6 | 5 | 14 | 13 | 18 | 17 | 26 | 25 | 36 | 39 | 44 | 47 |
经过上述分组交织得到的16个目标数据流分别送入到内码编码器,每个目标符号子集作为一个内码编码的信息数据,通过内码编码器产生冗余数据,得到16条编码数据流。在一种可能的实施方式中,采用Hamming(128,120)进行内码编码,分别将目标数据流中的每个目标符号子集的12个RS符号总共120比特添加8比特冗余得到128比特的码字。在另一种可能的实施方式中,采用BCH(136,120)进行内码编码,分别将目标数据流中的每个目标符号子集的12个RS符号总共120比特添加16比特冗余得到136比特的码字。
经过内码编码的数据流进行数据处理后送入信道传输媒介进行传输。该数据处理可包括调制映射(mapping),信道交织(channel interleaving),偏振划分(polarizationdistribution),或DSP成帧处理(Framing)等。比如内码编码数据流可通过交织,以提升系统抗突发错误的能力。
采用本实施例的数据交织编码方案,其KP4 RS(544,514)+Hamming(128,120)级联码在AWGN下,为了达到纠后误比特率BER为1E-15所对应的纠前BER约为4.5E-3,性能逼近该级联FEC方案的最优性能。
图50(a)为本申请实施例中数据处理装置的另一种结构示意图。如图50(a)所示,该数据处理装置包括交织模块301和编码器302。交织模块301用于执行上述数据处理方法中对n条通道数据流进行交织处理得到m条目标数据流的操作。编码器302用于执行上述数据处理方法中对m条目标数据流分别进行第二FEC编码得到编码数据流的操作。具体地,交织模块301包括卷积交织器3011和分组交织器3012,卷积交织器3011用于执行上述图34所示实施例中的步骤3401,分组交织器3012用于执行上述图34所示实施例中的步骤3402。
图50(b)为本申请实施例中数据处理装置的另一种结构示意图。如图50(b)所示,该数据处理装置包括交织模块401和编码器402。交织模块401用于执行上述数据处理方法中对n条通道数据流进行交织处理得到m条目标数据流的操作。编码器402用于执行上述数据处理方法中对m条目标数据流分别进行第二FEC编码得到编码数据流的操作。具体地,交织模块401包括第一分组交织器4011、卷积交织器4012和第二分组交织器4013,第一分组交织器4011用于执行上述图42所示实施例中的步骤4201,卷积交织器4012用于执行上述图42所示实施例中的步骤4202,第二分组交织器4013用于执行上述图42所示实施例中的步骤4203。
应理解,本申请提供的装置也可以通过其他方式实现。例如,上述装置中的单元划分仅仅是一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如,多个单元或组件可以结合或可以集成到另一个系统。另外,本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个独立的物理单元,也可以是两个或两个以上个功能单元集成在一个处理单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
图51为本申请实施例中数据处理装置的另一种结构示意图。如图51所示,数据处理装置包括处理器201、存储器202和收发器203。该处理器201、存储器202和收发器203通过线路相互连接。其中,存储器202用于存储程序指令和数据。具体地,收发器203用于接收n条通道数据流。处理器201用于执行上述数据处理方法的操作。在一种可能的实施方式中,处理器201可以包括上述图33所示的卷积交织器101和复用器201。在另一种可能的实施方式中,处理器201可以包括上述图50(a)所示的交织模块301和编码器302。在又一种可能的实施方式中,处理器201可以包括上述图50(b)所示的交织模块401和编码器402。
需要说明的是,上述图51中所示的处理器可以采用通用的中央处理器(CentralProcessing Unit,CPU),通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。上述图51中所示的存储器可以存储操作系统和其他应用程序。在通过软件或者固件来实现本申请实施例提供的技术方案时,用于实现本申请实施例提供的技术方案的程序代码保存在存储器中,并由处理器来执行。在一实施例中,处理器内部可以包括存储器。在另一实施例中,处理器和存储器是两个独立的结构。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,随机接入存储器等。上述的这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
当使用软件实现时,上述实施例描述的方法步骤可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
Claims (74)
1.一种数据处理方法,其特征在于,包括:
对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流,所述n为大于1的整数,所述n条通道数据流都经过第一前向纠错FEC编码,所述第一FEC编码后的每a个码字分布在b条所述通道数据流中,所述a≤所述b≤所述n,所述n能被所述b整除,所述a为大于或等于1的整数,每条所述第一数据流中连续的z个符号来自z个不同的码字,所述z为大于1的整数;
对所述n条第一数据流中的每K条第一数据流进行复用得到1条第二数据流,以得到共m条所述第二数据流,其中,所述n条第一数据流包括G个第一数据流子集,不同第一数据流子集中的符号来自不同码字,m=n/K,所述K为大于1的整数,所述G为大于1的整数,每条所述第二数据流中连续的y个符号来自y个不同的码字,所述y>所述z;
若K≤G,则所述K条第一数据流分别来自K个第一数据流子集;
若K>G,则所述K条第一数据流包括每个第一数据流子集中的K/G条第一数据流。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对1条通道数据流进行卷积交织得到1条第一数据流包括:
根据p条延迟线对1条通道数据流进行延迟得到1条第一数据流,所述p为大于1的整数,每条延迟线包括的存储单元数量各不相同,存储单元数量最小的延迟线包括0个存储单元,每相邻两条延迟线的存储单元数量的差值为Q,每个存储单元用于存储d个符号,所述z=p*d,每条通道数据流中的符号按照所述p条延迟线的序号依次输入所述p条延迟线,每条延迟线单次输入d个符号且单次输出d个符号,1条所述第一数据流中连续的p*d个符号包括每条延迟线输出的d个符号,所述Q为大于或等于1的整数,所述d为大于或等于1的整数。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述p条延迟线中序号最大的延迟线包括0个存储单元,其中,d(p*Q+1)≥a*N/b,d≤a,所述N为所述码字的长度。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述p条延迟线中序号最小的延迟线包括0个存储单元,其中,d(p*Q-1)≥a*N/b,d≤a,所述N为所述码字的长度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,若K≤G,则y=K*z;若K>G,则y=G*z。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,每条所述第二数据流包括多个第二数据流符号子集,每个所述第二数据流符号子集包括K组符号,每组符号包括Δ个符号,其中,每个所述第二数据流符号子集中相邻两组符号来自不同的第一数据流子集;
若K≤G,则Δ为z的约数;若K>G,则Δ=z。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,每个所述第二数据流符号子集中第j组符号来自参与复用的K条第一数据流中第j条第一数据流,0≤j≤K-1。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,若K>G,参与复用的K条第一数据流中相邻的2条第一数据流来自不同的第一数据流子集。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法,其特征在于,若K>G,参与复用的每连续G条第一数据流分别来自不同的第一数据流子集。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法,其特征在于,所述n=32,所述K=2、4或8。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法,其特征在于,所述n=32,所述p=2、3、4、6或8,所述d=1或2。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法,其特征在于,所述a=1或2,所述b=4、8、16。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法,其特征在于,对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流之前,所述方法还包括:
对所述n条通道数据流进行通道重排序,以使得所述n条通道数据流按照预设顺序排列。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法,其特征在于,对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流之前,所述方法还包括:
对所述n条通道数据流进行通道纠偏。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的方法,其特征在于,对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流之前,所述方法还包括:
对所述n条通道数据流进行对齐,以使得n条通道数据流中的符号对齐。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法,其特征在于,得到共m条所述第二数据流之后,所述方法还包括:
对所述m条第二数据流分别进行第二FEC编码,所述第二FEC编码的信息位长度小于或等于y个符号。
17.一种数据处理装置,其特征在于,包括:卷积交织器和复用器;
所述卷积交织器用于:对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流,所述n为大于1的整数,所述n条通道数据流都经过第一前向纠错FEC编码,所述第一FEC编码后的每a个码字分布在b条所述通道数据流中,所述a≤所述b≤所述n,所述n能被所述b整除,所述a为大于或等于1的整数,每条所述第一数据流中连续的z个符号来自z个不同的码字,所述z为大于1的整数;
所述复用器用于:对所述n条第一数据流中的每K条第一数据流进行复用得到1条第二数据流,以得到共m条所述第二数据流,其中,所述n条第一数据流包括G个第一数据流子集,不同第一数据流子集中的符号来自不同码字,m=n/K,所述K为大于1的整数,所述G为大于1的整数,每条所述第二数据流中连续的y个符号来自y个不同的码字,所述y>所述z;
若K≤G,则所述K条第一数据流分别来自K个第一数据流子集;
若K>G,则所述K条第一数据流包括每个第一数据流子集中的K/G条第一数据流。
18.根据权利要求17所述的数据处理装置,其特征在于,所述卷积交织器具体用于:
根据p条延迟线对1条通道数据流进行延迟得到1条第一数据流,所述p为大于1的整数,每条延迟线包括的存储单元数量各不相同,存储单元数量最小的延迟线包括0个存储单元,每相邻两条延迟线的存储单元数量的差值为Q,每个存储单元用于存储d个符号,所述z=p*d,每条通道数据流中的符号按照所述p条延迟线的序号依次输入所述p条延迟线,每条延迟线单次输入d个符号且单次输出d个符号,1条所述第一数据流中连续的p*d个符号包括每条延迟线输出的d个符号,所述Q为大于或等于1的整数,所述d为大于或等于1的整数。
19.根据权利要求18所述的数据处理装置,其特征在于,所述p条延迟线中序号最大的延迟线包括0个存储单元,其中,d(p*Q+1)≥a*N/b,d≤a,所述N为所述码字的长度。
20.根据权利要求18所述的数据处理装置,其特征在于,所述p条延迟线中序号最小的延迟线包括0个存储单元,其中,d(p*Q-1)≥a*N/b,d≤a,所述N为所述码字的长度。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的数据处理装置,其特征在于,若K≤G,则y=K*z;若K>G,则y=G*z。
22.根据权利要求17至21中任一项所述的数据处理装置,其特征在于,每条所述第二数据流包括多个第二数据流符号子集,每个所述第二数据流符号子集包括K组符号,每组符号包括Δ个符号,其中,每个所述第二数据流符号子集中相邻两组符号来自不同的第一数据流子集;
若K≤G,则Δ为z的约数;若K>G,则Δ=z。
23.根据权利要求22所述的数据处理装置,其特征在于,每个所述第二数据流符号子集中第j组符号来自参与复用的K条第一数据流中第j条第一数据流,0≤j≤K-1。
24.根据权利要求22或23所述的数据处理装置,其特征在于,若K>G,参与复用的K条第一数据流中相邻的2条第一数据流来自不同的第一数据流子集。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的数据处理装置,其特征在于,若K>G,参与复用的每连续G条第一数据流分别来自不同的第一数据流子集。
26.根据权利要求17至25中任一项所述的数据处理装置,其特征在于,所述n=32,所述K=2、4或8。
27.根据权利要求17至26中任一项所述的数据处理装置,其特征在于,所述n=32,所述p=2、3、4、6或8,所述d=1或2。
28.根据权利要求17至27中任一项所述的数据处理装置,其特征在于,所述a=1或2,所述b=4、8、16。
29.根据权利要求17至28中任一项所述的数据处理装置,其特征在于,所述数据处理装置还包括通道重排序单元,对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流之前,所述通道重排序单元用于:
对所述n条通道数据流进行通道重排序,以使得所述n条通道数据流按照预设顺序排列。
30.根据权利要求17至29中任一项所述的数据处理装置,其特征在于,所述数据处理装置还包括通道数据对齐单元,对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流之前,所述通道数据对齐单元用于:
对所述n条通道数据流进行通道纠偏。
31.根据权利要求17至29中任一项所述的数据处理装置,其特征在于,所述数据处理装置还包括通道数据对齐单元,对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流之前,所述通道数据对齐单元用于:
对所述n条通道数据流进行对齐,以使得n条通道数据流中的符号对齐。
32.根据权利要求17至31中任一项所述的数据处理装置,其特征在于,所述数据处理装置还包括编码器,得到共m条所述第二数据流之后,所述编码器用于:
对所述m条第二数据流分别进行第二FEC编码,所述第二FEC编码的信息位长度小于或等于y个符号。
33.一种数据处理方法,其特征在于,包括:
对n条通道数据流进行交织处理得到m条目标数据流,所述n为4的倍数,所述n条通道数据流都经过第一前向纠错FEC编码,所述第一FEC编码后的每a个码字分布在b条所述通道数据流中,a≤b≤n,所述n能被所述b整除,每条所述目标数据流中连续的F个符号来自F个不同的码字,所述F>所述a,每条所述目标数据流中连续的F个符号至少来自K1条不同的通道数据流,每条所述目标数据流中连续的F个符号来自所述n条通道数据流对齐的n个符号中最多K2个符号,所述K1和所述K2为所述n的约数,所述K2为所述K1的约数,每条所述目标数据流中连续的F个符号中最多有K3个符号来自相同的通道数据流,所述表示对F/K1的商进行向上取整的整数,所述K3个符号中任意两个符号在同一通道数据流上相隔最少K4个符号,所述K4≥a*N*K2/n,所述N为所述码字长度。
34.根据权利要求33所述的方法,其特征在于,K1=n/4,K2=n/16。
35.根据权利要求33或34所述的方法,其特征在于,对n条通道数据流进行交织处理得到m条目标数据流包括:
对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流,每条所述第一数据流中连续的z个符号来自至少e个不同的码字,所述z为大于1的整数,a≤e≤F,e*k2≥F,每条所述第一数据流中连续的z个符号中最多k1/k2个符号来自同一个所述码字;
对所述n条第一数据流中的每K1条第一数据流进行分组交织得到S条所述目标数据流,以得到共m条所述目标数据流,其中,所述S为大于或等于1的整数,m=S*n/K1,S≥k1/k2,所述n条第一数据流包括K1个第一数据流分组,同一第一数据流分组中每两条第一数据流的符号来自相同的码字,所述K1条第一数据流分别来自K1个第一数据流分组。
36.根据权利要求35所述的方法,其特征在于,对1条通道数据流进行卷积交织得到1条第一数据流包括:
根据p条延迟线对1条通道数据流进行延迟得到1条第一数据流,所述p为大于1的整数,p*a≥F/k2,每条延迟线包括的存储单元数量各不相同,存储单元数量最小的延迟线包括0个存储单元,每相邻两条延迟线的存储单元数量的差值为Q,每个存储单元用于存储d个符号,所述z=p*d,每条通道数据流中的符号按照所述p条延迟线的序号依次输入所述p条延迟线,每条延迟线单次输入d个符号且单次输出d个符号,1条所述第一数据流中连续的p*d个符号包括每条延迟线输出的d个符号,所述Q为大于或等于1的整数,所述d为大于或等于1的整数,d≤a。
37.根据权利要求36所述的方法,其特征在于,所述p条延迟线中序号最大的延迟线包括0个存储单元,其中,d(p*Q+1)≥K4。
38.根据权利要求36所述的方法,其特征在于,所述p条延迟线中序号最小的延迟线包括0个存储单元,其中,d(p*Q-1)≥K4。
39.根据权利要求36至38中任一项所述的方法,其特征在于,参与分组交织的K条第一数据流包括第一符号矩阵,所述第一符号矩阵包括K行B列个符号,B=R*p*d,所述R为大于或等于1的整数,经过分组交织后的S条目标数据流包括第二符号矩阵,所述第二符号矩阵包括S行F列个符号,K*B=S*F;
所述第一符号矩阵中的符号至少来自F个不同码字,且所述第一符号矩阵中最多有R*K1/K2个符号来自相同的码字。
40.根据权利要求39所述的方法,其特征在于,所述第二符号矩阵中每行的F个符号来自所述第一符号矩阵中至少列,且所述列中每列最多取K2个符号,所述表示对F/K2的商进行向上取整的整数;
所述第二符号矩阵中每行的F个符号包括所述第一符号矩阵中每行的至少个符号,所述表示对F/K1的商进行向下取整的整数,且所述第二符号矩阵中每行的F个符号包括所述第一符号矩阵中每行的最多个符号,所述表示对F/K的商进行向上取整的整数。
41.根据权利要求39或40所述的方法,其特征在于,所述第二符号矩阵的每一行中来自所述第一符号矩阵奇数列的符号分别位于所述第一符号矩阵的不同行,所述第二符号矩阵的每一行中来自所述第一符号矩阵偶数列的符号位于所述第一符号矩阵的不同行。
42.根据权利要求39至41中任一项所述的方法,其特征在于,所述第二符号矩阵的每一行中由延迟取值相同的延迟线输出的符号来自所述第一符号矩阵的不同行。
43.根据权利要求39至42中任一项所述的方法,其特征在于,所述第二符号矩阵的每一行的最多K3个符号来自所述第一符号矩阵的同一行,所述K3个符号中任意两个符号分别由延迟差值大于或等于2*Q*d的2条延迟线输出。
44.根据权利要求33或34所述的方法,其特征在于,对n条通道数据流进行交织处理得到m条目标数据流包括:
对n条通道数据流进行第一分组交织得到T条第一数据流,每条所述第一数据流中连续的C个符号至少来自E个不同的码字,T=n/K1,所述C为所述a的倍数,E≥K2*a;
对所述T条第一数据流进行卷积交织得到T条第二数据流,每条所述第二数据流中连续的H个符号来自至少F个不同码字,F≥E,每条所述第二数据流中连续的H个符号最多K1/K2个符号来自相同码字;
对所述T条第二数据流中每条第二数据流进行第二分组交织得到S条目标数据流,以得到共m条目标数据流,m=T*S,S≥k1/K2。
45.根据权利要求44所述的方法,其特征在于,参与第一分组交织的n条通道数据流包括第三符号矩阵,所述第三符号矩阵包括n行A列个符号,所述A为所述a的倍数,经过第一分组交织后的T条第一数据流包括第四符号矩阵,所述第四符号矩阵包括T行C列个符号,所述T为所述n的约数,n*A=T*C;
所述第三符号矩阵的一列中每连续T个符号为符号子矩阵,所述第四符号矩阵中每一列的T个符号分别与所述第三符号矩阵中每个符号子矩阵一一对应。
46.根据权利要求45所述的方法,其特征在于,所述第三符号矩阵中的符号子矩阵按第一顺序排列,所述第三符号矩阵中每列的第1行到第n行包括按所述第一顺序排列的第1个符号子矩阵到第n/T个符号子矩阵,所述第三符号矩阵的相邻两列中前一列的第n/T个符号子矩阵到后一列的第1个符号子矩阵为按所述第一顺序排列的连续2个符号子矩阵,所述第四符号矩阵中第1列的T个符号来自所述第三符号矩阵中按所述第一顺序排列的第一个符号子矩阵,依次类推,直到所述第四符号矩阵中第C列的T个符号来自所述第三符号矩阵中按所述第一顺序排列的最后一个符号子矩阵;
或者,
所述第三符号矩阵中的符号子矩阵按第二顺序排列,所述第三符号矩阵中每T行的第1列到第A行包括按所述第二顺序排列的第1个符号子矩阵到第A个符号子矩阵,所述第三符号矩阵的相邻两个连续T行中前T行的第A个符号子矩阵到后T行的第1个符号子矩阵为按所述第二顺序排列的连续2个符号子矩阵,所述第四符号矩阵中第1列的T个符号来自所述第三符号矩阵中按所述第二顺序排列的第一个符号子矩阵,依次类推,直到所述第四符号矩阵中第C列的T个符号来自所述第三符号矩阵中按所述第二顺序排列的最后一个符号子矩阵。
47.根据权利要求44至46中任一项所述的方法,其特征在于,对1条第一数据流进行卷积交织得到1条第二数据流包括:
根据p条延迟线对1条第一数据流进行延迟得到1条第二数据流,所述p为大于1的整数,p*E≥F,每条延迟线包括的存储单元数量各不相同,存储单元数量最小的延迟线包括0个存储单元,每相邻两条延迟线的存储单元数量的差值为Q,每个存储单元用于存储C个符号,p*C=H,每条第一数据流中的符号按照所述p条延迟线的序号依次输入所述p条延迟线,每条延迟线单次输入C个符号且单次输出C个符号,1条所述第二数据流中连续的p*C个符号包括每条延迟线输出的C个符号,所述Q为大于或等于1的整数。
48.根据权利要求47所述的方法,其特征在于,所述p条延迟线中序号最大的延迟线包括0个存储单元,其中,C(p*Q+1)≥K1*K4。
49.根据权利要求47所述的方法,其特征在于,所述p条延迟线中序号最小的延迟线包括0个存储单元,其中,C(p*Q-1)≥K1*K4。
50.根据权利要求47至49中任一项所述的方法,其特征在于,每条所述第二数据流包括R个符号集合,每个所述符号集合包括p个符号子集,每个所述符号子集包括C个符号,p个符号子集分别由所述p条延迟线输出,每个符号集合中的符号来自至少F个不同码字,每条所述目标数据流包括F个符号,R*p*C=S*F,所述R为大于或等于的整数;
所述目标数据流中F个符号来自至少个不同的符号子集,且所述个不同的符号子集中每个符号子集最多取K2*a个符号,所述表示对F/(K2*a)的商进行向上取整的整数。
51.根据权利要求50所述的方法,其特征在于,所述目标数据流中F个符号包括来自第一符号子集中的第一组符号和来自第二符号子集的第二组符号,所述第一符号子集和所述第二符号子集属于同一个符号集合,所述第一符号子集和所述第二符号子集分别由两条相邻的延迟线输出,所述第一符号子集中的符号和所述第二符号子集中的符号分别按次序排列,所述第一组符号在所述第一符号子集中的次序与所述第二组符号在所述第二符号子集中的次序不同;
所述目标数据流中F个符号包括来自第三符号子集中的第三组符号和来自第四符号子集的第四组符号,所述第三符号子集和所述第四符号子集属于不同的符号集合,所述第三符号子集和所述第四符号子集由同一条延迟线输出,所述第三符号子集中的符号和所述第四符号子集中的符号分别按次序排列,所述第三组符号在所述第三符号子集中的次序与所述第四组符号在所述第四符号子集中的次序不同。
52.根据权利要求50或51所述的方法,其特征在于,每条所述目标数据流中F个符号中最多有个符号来自相同的符号集合,所述表示对F/R的商进行向上取整的整数。
53.根据权利要求33至52中任一项所述的方法,其特征在于,得到共m条所述目标数据流之后,所述方法还包括:
对所述m条目标数据流分别进行第二FEC编码,所述第二FEC编码的信息位长度等于F个符号。
54.一种数据处理装置,其特征在于,包括:交织模块;
所述交织模块用于:对n条通道数据流进行交织处理得到m条目标数据流,所述n为4的倍数,所述n条通道数据流都经过第一前向纠错FEC编码,所述第一FEC编码后的每a个码字分布在b条所述通道数据流中,a≤b≤n,所述n能被所述b整除,每条所述目标数据流中连续的F个符号来自F个不同的码字,所述F>所述a,每条所述目标数据流中连续的F个符号至少来自K1条不同的通道数据流,每条所述目标数据流中连续的F个符号来自所述n条通道数据流对齐的n个符号中最多K2个符号,所述K1和所述K2为所述n的约数,所述K2为所述K1的约数,每条所述目标数据流中连续的F个符号中最多有K3个符号来自相同的通道数据流,所述表示对F/K1的商进行向上取整的整数,所述K3个符号中任意两个符号在同一通道数据流上相隔最少K4个符号,所述K4≥a*N*K2/n,N为所述码字长度。
55.根据权利要求54所述的数据处理装置,其特征在于,K1=n/4,K2=n/16。
56.根据权利要求54或55所述的数据处理装置,其特征在于,所述交织模块包括卷积交织器和分组交织器;
所述卷积交织器用于:对n条通道数据流分别进行卷积交织得到n条第一数据流,每条所述第一数据流中连续的z个符号来自至少e个不同的码字,所述z为大于1的整数,a≤e≤F,e*k2≥F,每条所述第一数据流中连续的z个符号中最多k1/k2个符号来自同一个所述码字;
所述分组交织器用于:对所述n条第一数据流中的每K1条第一数据流进行分组交织得到S条所述目标数据流,以得到共m条所述目标数据流,其中,所述S为大于或等于1的整数,m=S*n/K1,S≥k1/k2,所述n条第一数据流包括K1个第一数据流分组,同一第一数据流分组中每两条第一数据流的符号来自相同的码字,所述K1条第一数据流分别来自K1个第一数据流分组。
57.根据权利要求56所述的数据处理装置,其特征在于,所述卷积交织器具体用于:
根据p条延迟线对1条通道数据流进行延迟得到1条第一数据流,所述p为大于1的整数,p*a≥F/k2,每条延迟线包括的存储单元数量各不相同,存储单元数量最小的延迟线包括0个存储单元,每相邻两条延迟线的存储单元数量的差值为Q,每个存储单元用于存储d个符号,所述z=p*d,每条通道数据流中的符号按照所述p条延迟线的序号依次输入所述p条延迟线,每条延迟线单次输入d个符号且单次输出d个符号,1条所述第一数据流中连续的p*d个符号包括每条延迟线输出的d个符号,所述Q为大于或等于1的整数,所述d为大于或等于1的整数,d≤a。
58.根据权利要求57所述的数据处理装置,其特征在于,所述p条延迟线中序号最大的延迟线包括0个存储单元,其中,d(p*Q+1)≥K4。
59.根据权利要求57所述的数据处理装置,其特征在于,所述p条延迟线中序号最小的延迟线包括0个存储单元,其中,d(p*Q-1)≥K4。
60.根据权利要求57至59中任一项所述的数据处理装置,其特征在于,参与分组交织的K条第一数据流包括第一符号矩阵,所述第一符号矩阵包括K行B列个符号,B=R*p*d,所述R为大于或等于1的整数,经过分组交织后的S条目标数据流包括第二符号矩阵,所述第二符号矩阵包括S行F列个符号,K*B=S*F;
所述第一符号矩阵中的符号至少来自F个不同码字,且所述第一符号矩阵中最多有R*K1/K2个符号来自相同的码字。
61.根据权利要求60所述的数据处理装置,其特征在于,所述第二符号矩阵中每行的F个符号来自所述第一符号矩阵中至少列,且所述列中每列最多取K2个符号,所述表示对F/K2的商进行向上取整的整数;
所述第二符号矩阵中每行的F个符号包括所述第一符号矩阵中每行的至少个符号,所述表示对F/K1的商进行向下取整的整数,且所述第二符号矩阵中每行的F个符号包括所述第一符号矩阵中每行的最多个符号,所述表示对F/K的商进行向上取整的整数。
62.根据权利要求60或61所述的数据处理装置,其特征在于,所述第二符号矩阵的每一行中来自所述第一符号矩阵奇数列的符号分别位于所述第一符号矩阵的不同行,所述第二符号矩阵的每一行中来自所述第一符号矩阵偶数列的符号位于所述第一符号矩阵的不同行。
63.根据权利要求60至62中任一项所述的数据处理装置,其特征在于,所述第二符号矩阵的每一行中由延迟取值相同的延迟线输出的符号来自所述第一符号矩阵的不同行。
64.根据权利要求60至63中任一项所述的数据处理装置,其特征在于,所述第二符号矩阵的每一行的最多K3个符号来自所述第一符号矩阵的同一行,所述K3个符号中任意2个符号分别由延迟差值大于或等于2*Q*d的2条延迟线输出。
65.根据权利要求54或55所述的数据处理装置,其特征在于,所述卷积交织模块包括第一分组交织器、卷积交织器和第二分组交织器;
所述第一分组交织器用于:对n条通道数据流进行第一分组交织得到T条第一数据流,每条所述第一数据流中连续的C个符号至少来自E个不同的码字,T=n/K1,所述C为所述a的倍数,E≥K2*a;
所述卷积交织器用于:对所述T条第一数据流进行卷积交织得到T条第二数据流,每条所述第二数据流中连续的H个符号来自至少F个不同码字,F≥E,每条所述第二数据流中连续的H个符号最多K1/K2个符号来自相同码字;
所述第二分组交织器用于:对所述T条第二数据流中每条第二数据流进行第二分组交织得到S条目标数据流,以得到共m条目标数据流,m=T*S,S≥k1/K2。
66.根据权利要求65所述的数据处理装置,其特征在于,参与第一分组交织的n条通道数据流包括第三符号矩阵,所述第三符号矩阵包括n行A列个符号,所述A为所述a的倍数,经过第一分组交织后的T条第一数据流包括第四符号矩阵,所述第四符号矩阵包括T行C列个符号,所述T为所述n的约数,n*A=T*C;
所述第三符号矩阵的一列中每连续T个符号为符号子矩阵,所述第四符号矩阵中每一列的T个符号分别与所述第三符号矩阵中每个符号子矩阵一一对应。
67.根据权利要求66所述的数据处理装置,其特征在于,所述第三符号矩阵中的符号子矩阵按第一顺序排列,所述第三符号矩阵中每列的第1行到第n行包括按所述第一顺序排列的第1个符号子矩阵到第n/T个符号子矩阵,所述第三符号矩阵的相邻两列中前一列的第n/T个符号子矩阵到后一列的第1个符号子矩阵为按所述第一顺序排列的连续2个符号子矩阵,所述第四符号矩阵中第1列的T个符号来自所述第三符号矩阵中按所述第一顺序排列的第一个符号子矩阵,依次类推,直到所述第四符号矩阵中第C列的T个符号来自所述第三符号矩阵中按所述第一顺序排列的最后一个符号子矩阵;
或者,
所述第三符号矩阵中的符号子矩阵按第二顺序排列,所述第三符号矩阵中每T行的第1列到第A行包括按所述第二顺序排列的第1个符号子矩阵到第A个符号子矩阵,所述第三符号矩阵的相邻两个连续T行中前T行的第A个符号子矩阵到后T行的第1个符号子矩阵为按所述第二顺序排列的连续2个符号子矩阵,所述第四符号矩阵中第1列的T个符号来自所述第三符号矩阵中按所述第二顺序排列的第一个符号子矩阵,依次类推,直到所述第四符号矩阵中第C列的T个符号来自所述第三符号矩阵中按所述第二顺序排列的最后一个符号子矩阵。
68.根据权利要求65至67中任一项所述的数据处理装置,其特征在于,所述卷积交织器具体用于:
根据p条延迟线对1条第一数据流进行延迟得到1条第二数据流,所述p为大于1的整数,p*E≥F,每条延迟线包括的存储单元数量各不相同,存储单元数量最小的延迟线包括0个存储单元,每相邻两条延迟线的存储单元数量的差值为Q,每个存储单元用于存储C个符号,p*C=H,每条第一数据流中的符号按照所述p条延迟线的序号依次输入所述p条延迟线,每条延迟线单次输入C个符号且单次输出C个符号,1条所述第二数据流中连续的p*C个符号包括每条延迟线输出的C个符号,所述Q为大于或等于1的整数。
69.根据权利要求68所述的数据处理装置,其特征在于,所述p条延迟线中序号最大的延迟线包括0个存储单元,其中,C(p*Q+1)≥K1*K4。
70.根据权利要求68所述的数据处理装置,其特征在于,所述p条延迟线中序号最小的延迟线包括0个存储单元,其中,C(p*Q-1)≥K1*K4。
71.根据权利要求68至70中任一项所述的数据处理装置,其特征在于,每条所述第二数据流包括R个符号集合,每个所述符号集合包括p个符号子集,每个所述符号子集包括C个符号,p个符号子集分别由所述p条延迟线输出,每个符号集合中的符号来自至少F个不同码字,每条所述目标数据流包括F个符号,R*p*C=S*F,所述R为大于或等于的整数;
所述目标数据流中F个符号来自至少个不同的符号子集,且所述个不同的符号子集中每个符号子集最多取K2*a个符号,所述表示对F/(K2*a)的商进行向上取整的整数。
72.根据权利要求71所述的数据处理装置,其特征在于,所述目标数据流中F个符号包括来自第一符号子集中的第一组符号和来自第二符号子集的第二组符号,所述第一符号子集和所述第二符号子集属于同一个符号集合,所述第一符号子集和所述第二符号子集分别由两条相邻的延迟线输出,所述第一符号子集中的符号和所述第二符号子集中的符号分别按次序排列,所述第一组符号在所述第一符号子集中的次序与所述第二组符号在所述第二符号子集中的次序不同;
所述目标数据流中F个符号包括来自第三符号子集中的第三组符号和来自第四符号子集的第四组符号,所述第三符号子集和所述第四符号子集属于不同的符号集合,所述第三符号子集和所述第四符号子集由同一条延迟线输出,所述第三符号子集中的符号和所述第四符号子集中的符号分别按次序排列,所述第三组符号在所述第三符号子集中的次序与所述第四组符号在所述第四符号子集中的次序不同。
73.根据权利要求71或72所述的数据处理装置,其特征在于,每条所述目标数据流中F个符号最多有个符号来自相同的符号集合,所述表示对F/R的商进行向上取整的整数。
74.根据权利要求54至73中任一项所述的数据处理装置,其特征在于,所述数据处理装置还包括编码器,得到共m条所述目标数据流之后,所述编码器用于:
对所述m条目标数据流分别进行第二FEC编码,所述第二FEC编码的信息位长度等于F个符号。
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PB01 | Publication | ||
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