發(fā)布時間：2021-01-31 00:57

　　在超100 G光網絡中,由于光信噪比惡化導致了誤碼嚴重等問題,因此在光網絡中普遍使用前向糾錯編碼。傳統(tǒng)的RS編碼器時延大,不能滿足目前高速光網絡的需求,且高速編碼器相關的研究也非常少;RS譯碼器的研究大多集中在關鍵方程求解算法,針對降低時延方法的研究也較少。另一方面,近些年提出的極化碼在理論上可以達到信道容量的極限,因而得到了廣泛的關注,并有很大發(fā)展,是下一代前向糾錯編碼的熱門研究內容。針對這些問題,本文做了以下幾方面的研究:（1）針對目前100GE和400GE以太網接口中使用的前向糾錯編碼——里德-所羅門（544,514）碼,提出了遞推并行的編、譯碼結構,并通過FPGA實現,單個編碼器模塊的吞吐量超過36 Gbit/s,計算校驗位的延時約0.14,譯碼器單模塊吞吐量超過66Gbit/s,延時約0.17,完全滿足當下高速光網絡需要。（2）研究了極化碼的編譯碼方法,并針對將來的靈活光網絡,提出三種極化碼與里德-所羅門碼級聯(lián)的方案:兩種固定速率的級聯(lián)碼和一種二維幀結構的級聯(lián)碼型。前兩種碼型適用于低信噪比時,誤碼較高的場景;二維幀結構的級聯(lián)碼則可以靈活改變信息速率和開銷比,能滿足各種信噪比條... 

【文章來源】：武漢郵電科學研究院湖北省

【文章頁數】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

RS(544,514)編碼器

武漢郵電科學研究院碩士學位論文13特別地，當<4時有3(4)=(4)[3000230012300123](4)2(4)=(4)[g2000g1g200g0g1g200g0g1g2](4)1(4)=(4)[1000010000100001](4)0(4)=(4)[0000000000000000](4)觀察式(2-13)可以發(fā)現，其中的常數部分可以定義為一個列向量(4)=[000100210321](4)=[0()1()2()3()](2-14)其中0()~3()對于特定的寄存器而言，是4個常系數，于是有(4)=4(0)+(4)(4)(2-15)同樣地，約定若下標出現負值，則該項為0，舍去。由式(2-15)可以方便地得到每個(4)的邏輯電路圖，乘法器均為常系數乘法器，圖2-3所示為(4)的邏輯電路圖。圖2-2(4)的邏輯電路圖

武漢郵電科學研究院碩士學位論文14觀察以上(2-13)~(2-15)式可以發(fā)現，式(2-15)分成了變量和常數兩部分，其中第4個寄存器的值4(0)和行向量(4)為變量，列向量(4)為常數。因此，可以提前使用Matlab軟件等工具計算出(4)的值來，最終實現的乘法操作只需要4*30=120個10比特常數GF乘法器，節(jié)省了資源，同時將結構扁平化。信號輸入采用40bit位寬，并在最初的輸入前面補上兩個0碼元，因此，516個碼元4倍并行編碼需要129個周期，此外再加上1個周期用來初始化各寄存器的值，每個工作循環(huán)需要130個時鐘周期，4倍并行編碼器的整體框圖如圖2-3所示，對于本文中討論的KP4-FEC，即RS(544,514)有2=30，4倍并行故取4。如圖2-3中的30個~模塊即為圖2-2中虛線框內的電路。圖2-34倍并行編碼器的整體框圖在=8時，也可以推出類似的8并行編碼方式，兩種方式計算出的各項乘法系數見表2-1、表2-2。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種100 Gbit/s/400 Gbit/s光網絡低時延FEC編譯碼的FPGA實現[J]. 施泓昊,呂建新.  光通信研究. 2019(06)

碩士論文
[1]速率兼容的極化碼編譯碼算法研究[D]. 王莎.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]極化碼簡化編譯碼算法及其在MIMO系統(tǒng)的應用[D]. 馮博文.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[3]高效Reed-Solomon碼硬判決譯碼器的研究與設計[D]. 彭星入.天津大學 2016
[4]基于FPGA的RS（255，223）編解碼器的高速并行實現[D]. 劉文國.電子科技大學 2009



本文編號：3009911