1.本发明涉及通信系统及方法。
背景技术：2.互联网和移动应用现在需要大量的带宽来传送照片、视频、音乐和其他多媒体文件。为了满足带宽和容量需求，部署了高速数据通信系统。已经做出研究和开发努力来改进通信系统的带宽。多年来已经开发了各种类型的错误校正机制。
3.不幸的是，常规的系统和方法是不够的。期待改进的通信技术。
技术实现要素：4.本发明涉及通信系统和方法。在特定实施例中，本发明提供了一种包括错误校正模块的接收机。可以使用基于接收到的信号而计算的校正子值来启用错误校正模块。错误校正模块包括错误生成器、奈奎斯特(nyquist)错误估计器和解码器。解码器使用由nyquist错误估计器生成的错误估计来对解码数据进行校正。还有其他实施例。
5.根据一个实施例，本发明提供了一种接收机装置，该接收机装置包括均衡器，该均衡器被配置为基于接收到的信号来提供均衡化信号。该装置也包括检测器，该检测器被配置为基于均衡化信号生成第一决策。该装置也包括解映射器，该解映射器被配置为至少基于第一决策生成第一输出。该装置还包括错误校正模块，该错误校正模块被配置为至少基于该第一决策和错误指示符生成第二输出的。错误校正模块可以包括nyquist错误估计器，该nyquist错误估计器用于至少基于均衡化信号和第一决策生成错误指示符。该装置还包括校正子计算器，该校正子计算器被配置为基于第一输出来计算校正子值。该装置还包括选择器，该选择器被配置为至少基于校正子值来在第一输出和第二输出之间进行选择。
6.根据另一个实施例，本发明提供了一种错误校正装置，该错误校正装置包括错误生成器，该错误生成器被配置为至少基于输入信号和第一决策生成中间信号。第一决策基于输入信号。该装置还包括nyquist错误估计器，该nyquist错误估计器被配置为至少使用中间信号和第一决策生成错误指示符。该装置还包括解码器，该解码器被配置为至少基于错误指示符和第一决策生成输出。nyquist错误估计器对具有列表对的错误事件网格(trellis)进行操作，并且它递归地更新该列表对。
7.根据又一个实施例，本发明提供了一种用于处理接收到的数据的方法。该方法包括接收输入信号。该方法也包括使输入信号均衡化以提供均衡化信号。该方法也包括基于均衡化信号生成第一决策。该方法还包括对第一决策解映射以生成第一输出。该方法也包括确定与第一输出相关联的校正子值。该方法也包括如果校正子值为非零，则使用错误校正过程来生成第二输出。该错误校正过程包括nyquist错误估计过程。该方法还包括使用校正子值在第一输出和第二输出之间进行选择。
8.根据再一个实施例，本发明提供了一种包括rs符号交织器的发射机装置，该rs符号交织器被配置为从rs码字生成rs符号。该装置还包括第一pam-n映射器，该第一pam-n映
射器被配置为基于rs符号生成第一pam-n符号的集合。该装置还包括位选择器模块，该位选择器模块被配置为从第一pam-n符号的集合中选择位的子集。该装置还包括奇偶校验生成器，该奇偶校验生成器被配置为使用位的子集生成奇偶校验位。该装置还包括第二pam-n映射器，该第二pam-n映射器被配置为使用奇偶校验位来获得第二pam-n符号的集合。该装置还包括级联模块，该级联模块被配置为对第一pam-n符号的集合和第二pam-n符号的集合进行级联，以生成级联数据流。该装置还包括导频符号插入模块，该导频符号插入模块被配置为将导频符号插入到级联数据流。
9.应当理解，本发明的实施例提供了优于常规技术的许多优点。其中，根据本发明的实施例的错误检测和校正机制提供了有意义和有效的性能提升。在各种实施方式中，控制逻辑仅在需要时激活错误校正机制，由此节省了功率。
10.本发明的实施例可以结合现有系统和过程来实施。例如，错误校正技术可以结合现有系统来实施。在各种实施例中，可以在使用现有制造工艺和技术制造的装置上配置错误校正技术，并且因此可以方便地实施错误校正技术。也存在其他益处。
11.本发明在已知技术的背景下实现了这些和其他益处。然而，通过参考说明书和附图的随后部分可以对本发明的性质和优点的进一步理解。
附图说明
12.下面的图仅仅是示例，不应不适当地限制本文权利要求的范围。本领域普通技术人员将认识到许多其他变化形式、修改形式和替代形式。也应当理解，本文所述的示例和实施例仅用于说明性目的，并且根据其的各种修改形式或改变形式将被建议给本领域技术人员，并且将被包括在该过程的精神和权限以及所附权利要求的范围内。
13.图1a是示出根据本发明的实施例的编码器100的简化框图。
14.图1b是示出根据本发明的实施例的编码器110的简化框图。
15.图2是示出根据本发明的实施例的接收机200的简化框图。
16.图3是示出根据本发明的实施例的nyquist错误估计器的网格300的简化图。
17.图4a-图4c是示出使用根据本发明的实施例的复用器的列表计算的简化图。
18.图5a-图5c是示出根据本发明的实施例的使用多路复用器的相关计算的简化图。
19.图6a-图6e是示出在不同设置下nyquist错误估计器的性能的曲线图。
具体实施方式
20.本发明涉及通信系统和方法。在特定实施例中，本发明提供了一种包括错误校正模块的接收机。可以使用基于接收到的信号计算的校正子值来启用错误校正模块。错误校正模块包括错误生成器，nyquist错误估计器和解码器。解码器使用由nyquist错误估计器生成的错误估计来对解码数据进行校正。还有其他实施例。
21.呈现以下描述以使本领域的技术人员能够制作和使用本发明，并且以将其并入到具体应用的上下文中。各种修改形式以及在不同应用中的各种用途对于本领域技术人员而言将是显而易见的，并且本文所定义的一般原理可以被应用于宽范围的实施例。因此，本发明并不打算限于所呈现的实施例，而是应符合与本文所公开的原理和新颖性特征一致的最广范围。
22.在下面的具体实施方式中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的更彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以在不必限于这些具体细节的情况下实践。在其他实例中，以框图而非细节的方式示出了公知的结构和装置，以避免使本发明难以理解。
23.读者的注意力指向与本说明书同时提交的、并且与本说明书一起对公众查阅开放的所有论文和文献，并且所有这样的论文和文献的内容通过引用并入本文。除非另有明确说明，否则本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征可以由用于相同、等效或类似目的的替代性特征代替。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每个特征仅是一般系列的等效或类似特征的一个示例。
24.此外，权利要求中没有明确指出执行特定功能的“用于
…
的装置”或执行特定功能的“用于
…
的步骤”的任何要素都不应被解释为35u.s.c.
§
112第6段中规定的“装置”或“步骤”条款。具体地，在权利要求中使用的“步骤”或“行为”不打算援引35u.s.c.
§
112第6段的规定。
25.请注意，如果使用的话，标记左、右、前、后、顶、底、前、后、顺时针和逆时针仅用于方便的目的，并不旨在暗示任何具体的固定的方向。相反，它们用于反映物体的各个部分之间的相对位置和/或方向。
26.在各种应用中，两个实体之间的通信(即，发射机和接收机经由通信链路彼此连接)被进行fec编码。例如，可以使用脉冲振幅调制(pam)。例如，由接收机接收的输入业务可以用级联fec方案进行编码。例如，可以首先由里德所罗门(rs)编码器对该业务进行编码，并且由第二块fec编码器对适当交织的rs符号集进行编码。取决于实施方式，也可以使用其他编码方案。为了平衡性能和功耗，可以使用易于用基于nyquist错误的解码度量进行软解码的简单块码，例如汉明码或bch码。例如，图1a和图1b示出了适合于受nyquist错误事件损害的系统的两种示例性fec编码机制。在这两种机制中，假设第一rs符号交织块从不同的rs码字生成m个rs符号的有效载荷u，随后是生成第一pam-n符号di的集合的第一pam-n映射器。
27.图1a是示出根据本发明的实施例的编码器100的简化框图。该图仅仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域普通技术人员将认识到许多变化形式、替代形式和修改形式。在各种实施例中，rs符号交织块101从不同的rs码字生成m个rs符号的有效载荷u，随后是生成第一pam-n符号di的集合的pam-n映射器102。基于di，块103选择位的子集(从pam-n位标记)，从该位的子集计算fec奇偶校验位。例如，如果pam-n映射器102实施二进制映射，则子集选择器103可以选择每个pam-n符号的最低有效位。基于位子集选择器的输出，奇偶校验生成器104(例如，系统线性块编码器)生成奇偶校验位p。奇偶校验位p由pam-n映射器105进行映射。应当注意，pam-n映射器105可以实施与pam-n映射器102不同的映射方案。例如，pam-n映射器105可以实施格雷映射。在块106处提供级联，块106对来自块102的di和来自块105的d
p
进行级联。在信道上传输之前，在框107处处理级联数据[di，d
p
]。例如，块107包括1/(1
⊕
d)模n预编码器，取决于实施方式，其可以是可选的。
[0028]
为了简化序列检测和估计块的实施，可以在fec块码字边界处(或者，对于n个小正整数，在每第n个码字之后，)插入导频符号。在高速并行实施方式中，由导频符号提供的网格终止显著地减少了否则在序列检测器的并行实施方式之间需要的重叠。作为示例，块120
提供导频符号插入。例如，导频符号独特地标识fec编码方案，并允许网格(如接收机所使用的)在1个或多个fec码字的跨度上以已知的状态起始和结束。
[0029]
图1b是示出根据本发明的实施例的编码器110的简化框图。该图仅仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域普通技术人员将认识到许多变化形式、替代形式和修改形式。在各种实施例中，rs符号交织块111从不同的rs码字生成m个rs符号的有效载荷u，随后是生成第一pam-n符号di的集合的pam-n映射器112。块113被配置为特别是对nyquist错误事件进行寻址。由于nyquist错误事件的性质，经由(1
⊕
d)模n对nyquist错误事件进行滤波将突发(burst)减小为错误符号对，这对于为被传输的pam-n信息符号di的(1
⊕
d)模n滤波版本生成奇偶性可能是有益的。在各种实施例中，在位子集选择器114之前配置具有(1
⊕
d)模n滤波器的块113。基于位子集选择器114的输出，奇偶校验生成器115生成奇偶校验位。在pam-n映射器116之后配置块117(例如，具有1/(1
⊕
d)模n预编码器)，并且其状态(针对第一pam-n奇偶校验符号而初始化的)基于di中的最后符号。在框118处，将所得到的预编码的pam-n符号d
p
与di进行级联以用于传输。块121配置在块118之后并提供导频符号插入。例如，导频符号独特地标识fec编码方案，并允许网格(如接收机所使用的)在1个或多个fec码字的跨度上以已知的状态起始和结束。
[0030]
图2是示出根据本发明的实施例的接收机200的简化框图。该图仅仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域普通技术人员将认识到许多变化形式、替代形式和修改形式。应当理解，接收机200包括图2中未示出的其他组件(例如，光接口、输入电路、时钟恢复电路等)。在各种实施例中，块201被配置为在从输入电路接收到输入信号之后并且执行均衡化。可以理解，块201可以使用各种包括前馈均衡器(ffe)的类型的均衡器来配置。在块201的输出，接收到的信号被均衡化为形式为1+αd的部分响应，其中0≤α≤1是第一后标(post-cursor)符号间干扰(isi)的幅度。对于已知的发射序列dk，ffe输出处的信号xk在以下等式1中定义：等式1：xk＝dk+αd
k-1
+nk，
[0031]
其中nk是加性高斯白噪声。
[0032]
检测器202生成第一决策的集合。例如，检测器202可以是决策反馈均衡器(dfe)、最大似然性序列检测器(mlsd)、或多种检测器类型的混合。作为示例，错误事件mlsd(ee-mlsd)是一种混合方式-基于网格的nyquist错误校正方案对ffe和dfe输出进行后处理，以对mlsd接收机进行近似，这在美国专利no.10,637,512和美国专利no.10,404,289中进行了描述，这两个专利都是被共同拥有的，并通过引用并入此处。在这些检测器中，假设它们的输出由nyquist错误事件支配。例如，nyquist错误事件是指一系列连续的决策错误(即，对于k的连续值的范围，其中决策错误的极性交替(例如，+-+-+-)。
[0033]
解映射器203对发射机中所施加的映射进行反转(invert)，以便从恢复发射的fec码字位的第一估计在各种实施例中，解映射器203可以包括逆预编码器。
[0034]
块204计算的校正子。如果校正子被满足(即，全零)，则来自码字的有效负载位被直接映射到输出uk(注意，只要检测器提供与最大似然性序列相对应的决策，这不会对性能造成任何损失)。当校正子不满足(即，其具有非零元素)时，启用块210，块210包括基于nyquist错误的序列估计和对应的基于nyquist错误的软决策解码器。例如，块210可以被称为错误校正电路，其包括错误生成器211、nyquist错误估计器212和软fec解码器213。如图
所示，在各种实施例中，错误生成器211基于信号xk和生成中间信号yk。nyquist错误估计器212被配置为使用其输入yk和生成错误估计。解码器213被配置为通过用由nyquist错误估计器212计算的错误估计更新决策来生成输出uk。选择器205(例如，用多路复用器实施)基于由块204执行的校正子计算来选择输出。
[0035]
应当理解，所示的接收机200在功率消耗方面提供了显著的优点，因为启用基于nyquist错误的估计和解码的频率实际上是四分之一或更小，而不会降低性能。下面的详细描述提供了基于nyquist错误的序列估计和用于利用基于nyquist错误的最大似然性码字度量来执行软决策解码的架构。
[0036]
取决于实施方式，用于部分响应信道的软决策估计和解码系统可以包括码字交织器，该码字交织器被配置为跨多个码字扩展突发错误事件。反过来，如果交织深度足够，则软决策解码器可以假设输入错误是独立的。根据某些实施例，至少出于两个原因，不使用码字上的交织。第一，仅当第一校正子计算不满足时(例如，块204的输出用作启用信号)，才需要启用软决策估计和解码系统。第二，块213使用对相关的nyquist错误事件进行显式建模的软决策解码算法。第一个优点是，它降低了接收机中的功耗，而第二个优点是，当解码算法对错误的相关性进行精确地建模时，可以实现优越的性能。
[0037]
为了简化序列检测和估计块的实施方式，可以在fec块码字边界处(或者，对于n个小的正整数，在每第n个码字之后)插入导频符号。在高速并行实施方式中，由导频符号提供的网格终止显著地减少了否则在序列检测器的并行实施方式之间需要的重叠。
[0038]
在各种实施例中，接收机200采用混合ee-mlsd方案，ee-mlsd方案被配置作为更强大的nyquist错误后处理方案的特殊情况，其可适用于检测(即，硬)和估计(即，软)两者。可以使用该方案的不同变体来执行检测器的作用(在ffe输出处)和/或nyquist错误估计器的作用(以实施基于软nyquist错误事件的fec解码)。
[0039]
也可以同时执行检测和估计块的功能，并且这可以通过本公开的各种实施例容易地实施。为了最小化接收机的功耗，分离它们的实施可能是值得的，尤其是当估计块能够以降低的频率被启用时(例如，仅当检测器的输出不能满足校正子检查器时)。
[0040]
如图2所示，具有错误生成器211、nyquist错误估计器212和软解码器213的错误校正块210使用来自ffe201和检测器202的输出。在各种实施方式中，错误信号ek在以下等式2中定义：
[0041]
等式2：
[0042]
其中，并且对于pam-n，dk∈-(n-1)+2i，0≤i＜n。
[0043]
对于由nyquist错误事件主导的系统，假设∈k∈{0，+1，-1}。另外，只要k和k-1落在nyquist错误事件的跨度内，则∈k＝-∈
k-1
。
[0044]
为了量化一系列nyquist错误事件的似然性，度量m在以下等式3中定义：
[0045]
等式3:m＝∑k(y
k-(∈k+α∈
k-1
))2，其中
[0046]
当执行序列检测器的功能时，我们希望找到使m最小化的错误序列∈k，约束条件
为应当注意，错误序列∈k可能由多个不重叠的nyquist错误事件组成。应当注意，检测公式在ffe输出处是合适的，以便在生成硬决策的集合时使符号错误的概率最小化。
[0047]
为了确定每个检测器决策的可靠性(例如，为了启用fec码的软决策解码)，需要计算来提供这样的序列(及其相关联的度量)的列表，该序列(及其相关联的度量)的列表可以提供第二最佳、第三最佳(等等)度量。取决于软解码器实施方式，可以将错误序列列表转换成每个ui的可靠性措施。在各种实施例中，使用网格来确定nyquist错误估计。
[0048]
图3是示出根据本发明的实施例的nyquist错误估计器的网格300的简化图。该图仅仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域普通技术人员将认识到许多变化形式、替代形式和修改形式。按照nyquist错误事件的定义，检测和估计方案可以被解释为在具有三个状态的网格300上操作。“0”状态是nyquist错误事件开始/终止的状态。在任何固定时刻k，可能存在从时刻k-1的“0”(节点302)转变为时刻k的“+1”(节点304)、或从“0”(节点302)转变为
“‑
1”(节点306)、或两者都不转变的有效错误序列。在任何固定时刻k，存在来自“+1”(节点301)的终止于状态“0”(节点305)的有效错误序列。类似地，存在来自
“‑
1”(节点303)的终止于状态“0”(节点306)的有效错误序列。
[0049]
作为示例，基于nyquist错误的检测和估计方案按照列表对,和来描述，并且在每个时刻递归地更新。该列表由元素组成。中的每个都是3元的(i
j,k
,s
j,k
,m
j,k
)，其中i
j,k
是与nyquist错误事件的起始相关联的时刻索引，s
j,k
是在时刻i
j,k
的相关联错误符号，并且m
j，k
是路径度量。
[0050]
例如，作出下列注释：
[0051]
并且
[0052]
元素按以下顺序排序：
[0053]
若则m
m,k
≤m
n,k
。
[0054]
类比地，列表由具有相同性质和的定义的元素组成。在下文中，假设是常数。
[0055]
在下面的公式中，我们将∧运算符解释为表示逻辑与(and)，将
║
运算符解释为表示逻辑或(or)，将运算符解释为表示逻辑否定。存在其值可以从输入yk和直接计算的变量，这被称为“自(independent)”计算，因为它们不取决于状态度量。实际上，这意味着它们可以被预先计算，这将它们从关键路径中去除。
[0056]
除非状态度量是已知的，否则还存在无法确定的因(independent)变量；它们被称为由使用状态度量的“因”计算确定的“因”变量。变量包括：
[0057]
b＝1-2|yk|
[0058]a+
＝(1-α)2+2(1-α)yk[0059]
a-＝(1-α)
2-2(1-α)yk[0060]c+
＝α
2-2αyk[0061]
c-＝α2+2αyk[0062][0063][0064][0065][0066][0067][0068][0069][0070][0071][0072]
d＝min{0，d-，d
+
}
[0073][0074]
为了优化功耗和实施的面积，因为所需的计算量与和的长度之和成线性比例，所以我们希望使列表和的长度之和最小化。另一方面，对于固定的列表长度的和l，该计算确保在列表对中枚举l个最似然的“未终止”的错误事件。使用动态列表长度的概念：在每个单位间隔(ui)k，列表长度被调整并受到约束应当注意，由于在固定时刻k仅可以开始一个新的错误事件，所以列表的长度每单位时刻仅可以改变至多一个元素。为了控制是否启用动态列表长度，使用布尔变量(boolean variable)ld：
[0075]
当为真时，动态地调整列表长度；
[0076]
当为假时，
[0077]
图4a-图4c是示出根据本发明的实施例使用复用器更新网格度量的简化图。该图仅仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域普通技术人员将认识到许多变化形式、替代形式和修改形式。如图4a所示，使用多路复用(mux)选择器411、412和413来导航网格路径(例如，网格300)，mux选择器411、412和413的选择基于yk》0的操作结果。如图所示，操作器414和415将这些选择器的输出进行组合。符号算子416和417的输出分别是变量a0和a1。如图4b所示，变量a0和a1用于更新列表和使用变量a0和a1分别计算变量和两者，并且和被用作mux选择器421和422的输出和的条件。类似地，如图4b所示，变量a0和a1用于更新列表和使用变量a0和a1分别计算变量和两者，并且和被用作mux选择器431和432的输出和的条件。
[0078]
作为例子，以下是网格结构输出
[0079][0080][0081][0082][0083]
在各种实施方式中，ee缓冲器(ee-buffer)被配置为软解码器(例如，图2中的解码器213)的一部分。例如，软解码器被配置为执行以下步骤：
[0084]
1.找到具有最小度量的ee-buffer中的l个元素，并用ε表示这些元素；
[0085]
2.对于ε中的l个元素中的每一个，翻转(flip)对应的pam符号并计算校正子。如果校正子为零，则检查相关联的度量是否优于当前的最佳度量；
[0086]
3.对于ε中的每个元素对，翻转对应的pam符号并计算校正子。如果校正子为零并且错误事件是非重叠的，则检查相关联的度量(即，来自每个元素对的度量之和)是否优于当前最佳度量；以及
[0087]
4.输出与具有最佳度量的有效码字相关联的位。如果没有确定有效码字，则从解映射器203输出硬决策。
[0088]
应当理解，如下面进一步详细描述的，软解码器可以以各种方式实施。
[0089]
作为示例，使用以下过程来确定更新列表长度的过程：
[0090][0091]
作为示例，上述更新列表长度的过程由图5a中的模块500执行，其中mux选择器503基于实施“if”条件的变量w0w1来选择其输出。
[0092]
可以用图5b和图5c中所示的mux选择器实施的列表更新等式可以用于更新网格的列表对。例如，在每个时刻步骤k，更新列表和直观地，该过程起始于比较在时刻k开始的错误事件是否比在时刻k-1枚举的竞争错误事件更可能延续。当动态地计算列表长度(即，ld＝1)时，下一步骤是确保被删除的列表元素是具有最大度量的元素(来自任一列表)。当确定要添加在时刻k开始的错误事件时，将其插入到相关列表的适当位置中；这确保列表总是相对于它们的度量保持排序。
[0093]
作为示例，可使用以下过程(例如，以伪代码的形式)来更新列表该过程可以使用图5b所示的mux选择器521和522来实施。
[0094][0095]
类似地，可以使用以下过程(例如，以伪代码的形式)来更新列表该过程可以使用图5c中所示的mux选择器531和532来实施：
[0096][0097]
存在各种实施方式考虑。例如，d在列表更新等式中的出现源于这样的事实：当确
定了合并到具有负度量的“0”状态中的路径时，从“0”状态出现的未来错误事件相对于没有通过相同“0”状态的任何存留错误事件需要是优选的。
[0098]
当输入决策是最大似然性决策时，则d＝0(所有错误事件将具有非负度量)。这减少了基于估计的应用中的列表更新等式的关键路径，其中第一检测器生成mlsd决策。在这种情况下，关键路径然后可以由q的计算支配，这仅在计算动态列表长度(即，ld＝1)时才需要。
[0099]
在每个时刻k，在时刻k-1未终止的l条路径中的每一条可以合并到无错误状态中；对应的nyquist错误事件在时刻k终止。可以以各种方式计算与错误事件终止相关联的路径度量。例如，对于中的每个元素，在时刻k终止的路径的度量在以下等式4中描述：等式4：
[0100]
类似地，对于中的每个元素，在时刻k终止的路径的度量在以下等式5中描述：
[0101]
等式5：
[0102]
原则上，可以对于每个时刻k，储存由在时刻k终止的路径的某个子集组成的列表ek。ek的每个元素包括起始索引、nyquist错误的起始符号、和路径终止的度量；暗示了nyquist错误事件的终止索引。注意，ek中的元素数目不必等于l。使复杂度最小化的方法之一是将来自从“+1”或
“‑
1”错误状态(而非两者)发出的路径的元素添加到ek。可以通过比较来自每个状态的最似然的错误事件的度量来确定要添加哪个路径的集合的选择。
[0103]
所提出的基于nyquist错误的软决策fec解码器(例如，图2中的解码器213)仅要求确定fec码字的跨度上的n个最似然的nyquist错误事件。这可以通过在fec码字边界的跨度中对于k跟踪ek，并储存具有最小度量的n个错误事件的列表来实现。实际上，这包括合并在每个k的排序的列表，丢弃在每个k的除了n个最似然的之外的所有列表。应当注意，网格输出的计算(和任何后处理)与列表更新等式是不耦合的，并且因此对它们的关键路径没有贡献。
[0104]
存在上述的nyquist估计过程的某些特殊实施方式。首先，当l＝1且ld＝1时，实施方式复杂度最小，但是对于α接近于1，性能降低。当l＝2且ld＝0时，消除了性能的降低。然而，注意，由于更新等式中d的出现，得到的实施方式的关键路径可能增加，这继而暗示必须计算路径度量的差。在l＝1且ld＝1的特殊情况下，路径度量的差减小到零(因为它是唯一列出的度量与其自身的差)，并且因此关键路径更短。实际上，由于强制d＝0而导致的性能下降可能很小，在这种情况下可以避免关键路径的增加。在这两种情况下，可以使用网格追溯方案来生成最似然的错误序列。
[0105]
在某些实施方式中，最大序列似然性或最大符号似然性可以由后处理ε来执行。在最大符号似然性的情况下，如果输入决策的索引落在度量为负的nyquist错误事件的跨度内，则翻转该输入决策如果它落在具有负度量的多个nyquist错误事件的跨度内，则它应该基于具有最小度量的错误事件而被翻转。在最大序列似然性的情况下，对ε进行后处理以确定非重叠的nyquist错误事件的集合(具有负度量)，所述非重叠nyquist错误事件的
集合的度量总和为最小度量。所得到的错误事件的集合用于翻转的对应值。贪婪算法(非常接近最佳后处理器)包括从与最似然的nyquist错误事件相交的任何nyquist错误事件中清除ε，并且然后对第二最似然的剩余路径进行类似的清除，等等。
[0106]
应当理解，基于nyquist错误的软决策fec解码器仅需要确定n个最似然的nyquist错误事件(在fec码字的跨度上)(即，上述列表ε)。更一般地，网格输出ek(或ε列表ε)可用于直接计算每个符号的最大后验概率(map)的近似值。在时刻k的发射码元的map估计(以对数似然性形式)可以在以下等式6中表示：
[0107]
等式6：
[0108]
等式6的近似值在以下等式7中表示：
[0109]
等式7：
[0110]
其中是在ffe输出处来自检测器的决策序列，x是ffe输出的序列，且e是所有nyquist错误事件的集合。由于与和x之间的平方欧几里德距离成比例，因此map估计器可以由跨越k的最似然的nyquist错误事件的度量来近似。
[0111]
在各种实施例中实施的nyquist错误估计技术可以推广到具有非线性的应用；为应用对描述分支度量(即，a
+
、a-、b、c
+
、c-)的等式和错误生成块进行建模。例如，下面的等式8描述了广义的信道模型：
[0112]
等式8：xk＝dk+αd
k-1
+g(d
k，dk-1
)+nk[0113]
其中g(dk，d
k-i
)表示非线性码间干扰。
[0114]
在各种实施方式中，对使用pam进行通信的系统实施nyquist错误估计。尽管该方法适用于任何pam-n，但是为了简化描述，假设系统实施pam-4。区分两种类型的非线性是有用的。首先，我们假设以下：
[0115]dk
∈{-3，-1+δ0，1+δ1，3}
[0116]
其中δ0和δ1模拟pam-4级的非均匀间隔。这是一种无记忆的非线性。其次，g(dk，d
k-1
)表示具有记忆的非线性(例如，形式为βdk，d
k-1
的项)。应当注意，原则上，两种形式的非线性可以被吸收到g(dk，d
k-1
)的定义中，但是出于实施方式的原因，优选地分别考虑它们。由于pam-4级的非均匀间隔，其定义在以下等式9中描述：
[0117]
等式9：∈k＝sk·
(1+γ
a(k)
)
[0118]
其中sk∈
±
1是错误符号，a(k)表示对应于的子眼索引，并且γ说明了pam-4级的非均匀间隔。
[0119]
对于pam-4，a(k)＝0当或且yk＜0时；a(k)＝1且yk＞0时，或且yk＜0时；当且yk＞0时，或当时，a(k)＝2。类比地，γ0＝δ0/2，γ1＝(δ
1-δ0)/2，andγ1＝-δ1/2。错误信号可以在以下等式10中描述：
[0120]
等式10：
[0121][0122]
得到的“自”计算的广义形式如下：
[0123]
b＝1-2|yk|-2(yk|-1)β+β2；sk＝sign(yk)
[0124]a+
＝(1-α)2+2(1-α)y
k-2(yk+1-α)β+β2[0125]
a-＝(1-α)
2-2(1-α)y
k-2(yk+α-1)β+β2[0126]c+
＝α
2-2αy
k-2(y
k-α)β+β2；
[0127]
c-＝α2+2αy
k-2(yk+α)β+β2；
[0128]
在各种实施方式中，可以应用近似值来简化变量β的计算。
[0129]
如上所述，软决策fec解码器(例如，图2中的解码器213)处理检测器输出决策dk、n个最似然错误事件的列表ε，并且可选地处理错误生成器输出。列表ε的每个元素提供起始索引、结束索引、起始错误的极性和nyquist错误事件的度量。
[0130]
在精神上类似于经典追赶型(chase)解码器，基于nyquist错误的软决策解码器生成候选解码器输入的集合，并且每个候选者由硬决策解码器进行解码。对于每个候选者，通过确定检测器输出决策和被解码的码字决策之间的差值来计算被解码的码字的可靠性。具体地，根据一个或多个nyquist错误事件来表示该差值，并且可以使用分析表达式来计算所得到的解码器度量。基于nyquist错误的软决策fec解码器的输出是具有最小度量的码字。
[0131]
基于在ε中枚举的n个nyquist错误事件，可以通过翻转对应于错误事件的不同组合的检测器输出决策(并且相应地对所得到的决策执行接收机解映射)，来生成硬决策解码器输入候选者的集合。例如，可以生成均对应于ε中的单个错误事件的n个候选码字。类似地，可以生成n(n-1)/2个候选码字，每个候选码字对应于ε中唯一的错误事件对，并且依此类推，每个码字对应三个或更多个错误事件。还可以考虑从错误事件的任何子集翻转各个位(例如，在错误事件的起始或结束处的错误)。
[0132]
基于每个候选者的解码器输出，有必要确定码字度量。首先，检测器输出决策和解码的码字决策之间的差必须用nyquist错误事件的集合来表示(即，对于每个事件，起始ks和结束ke的索引)。然后，候选码字度量是其组成nyquist错误事件的度量之和。注意，nyquist错误事件仅在所得到的输出决策导致有效的pam-n序列时才有效，并且任何无效的错误事件导致候选码字的拒绝。每个“有效”nyquist错误事件具有使用以下等式11计算的度量m：
[0133]
等式11：
[0134][0135]
即使当fec解码器仅用于执行错误检测(即，不利用fec解码器的错误校正能力)时，也可以获得极好的性能。在这种情况下，chase解码器还被限制为仅翻转非重叠的nyquist错误事件，即，与更一般的情况不同，它不考虑仅翻转nyquist错误事件中的第一位置或仅翻转nyquist错误事件中的最后位置。
[0136]
除了仅执行校正子计算所固有的节省之外，另一显著优点是码字度量的计算(当满足校正子时)仅是相关联的nyquist错误事件的度量的总和(即，不需要计算错误事件度量)，并且一旦计算了nyquist错误事件列表，便可丢弃错误生成器输出。
[0137]
图6a-图6e是示出对于α的范围，使用具有(68；60)延伸的汉明码(用于奇偶校验生成)并且禁用预解码的第一编码方案，在不同设置下的nyquist错误估计器的性能的曲线图。对于检测器，基于nyquist错误的序列检测器(具有l＝2且ld＝0)用于后处理决策反馈均衡器的输出。对于基于nyquist错误的序列估计器，图6a-图6e示出了l和ld的不同设置的性能。更具体地，图6a中的曲线601对应于α＝0.5的pam4设置；图6b中的曲线602对应于α＝0.625的pam4设置；图6c中的曲线603对应于α＝0.75的pam4设置；图6d中的曲线604对应于α＝0.875的pam4设置；并且图6e中的曲线605对应于α＝1的pam4设置。考虑码字跨度内1或2个错误事件的所有可能性，基于nyquist错误的软决策fec解码器以仅错误检测模式操作，并且处理n＝12个nyquist错误事件的输入列表。
[0138]
虽然以上内容是对特定实施例的完整描述，但是可以使用各种修改形式、替代构造和等效物。因此，上述描述和说明不应当被认为是对由所附权利要求限定的本发明的范围的限制。
技术特征：1.一种接收机装置，包括：均衡器，被配置为基于接收到的信号来提供均衡化信号；检测器，被配置为基于所述均衡化信号生成第一决策；解映射器，被配置为至少基于所述第一决策生成第一输出；错误校正模块，被配置为至少基于所述第一决策和错误指示符生成第二输出，所述错误校正模块包括奈奎斯特错误估计器，所述奈奎斯特错误估计器用于至少基于所述均衡化信号和所述第一决策生成所述错误指示符；以及校正子计算器，被配置为基于所述第一输出计算校正子值；以及选择器，被配置为至少基于所述校正子值来在所述第一输出和所述第二输出之间进行选择。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述均衡器包括前馈均衡器。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述错误校正模块由非零校正子值激活。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述错误校正模块还包括：错误生成器，被配置为至少基于所述均衡化信号和所述第一决策生成中间值；以及解码器，被配置为至少基于所述错误指示符和所述第一决策生成所述第二输出；其中所述奈奎斯特错误估计器被配置为在生成所述错误指示符中使用所述中间值。5.根据权利要求4所述的装置，其中所述解码器被配置为执行解映射功能。6.根据权利要求4所述的装置，其中所述奈奎斯特错误估计器是基于错误事件列表网格的处理器。7.根据权利要求1所述的装置，其中所述检测器包括最大似然性序列检测器。8.根据权利要求1所述的装置，其中所述检测器包括决策反馈均衡器。9.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一决策与fec码字相关联。10.根据权利要求1所述的装置，其中所述解映射器包括逆预编码器。11.一种错误校正装置，包括：错误生成器，被配置为至少基于输入信号和第一决策生成中间信号，所述第一决策基于所述输入信号；奈奎斯特错误估计器，被配置为至少使用所述中间信号和所述第一决策生成错误指示符；以及解码器，被配置至少基于所述错误指示符和所述第一决策生成输出；其中所述奈奎斯特错误估计器是基于错误事件列表网格的处理器，并且所述奈奎斯特错误估计器递归地更新列表的集合。12.根据权利要求11所述的装置，其中所述解码器包括解映射器。13.根据权利要求11所述的装置，其中所述列表的集合包括第一列表，所述第一列表包括时刻索引、错误符号和路径度量。14.根据权利要求13所述的装置，其中所述第一列表与动态列表长度相关联。15.根据权利要求11所述的装置，其中所述奈奎斯特错误估计器包括用于实施所述网格的复用器。16.一种用于处理接收到的数据的方法，包括：接收输入信号；
使所述输入信号均衡化以提供均衡化信号；基于所述均衡化信号生成第一决策；对所述第一决策进行解映射以生成第一输出；确定与所述第一输出相关联的校正子值；如果所述校正子值为非零，则使用错误校正过程生成第二输出，所述错误校正过程包括奈奎斯特错误估计过程；以及使用所述校正子值在所述第一输出与所述第二输出之间进行选择。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述错误校正过程包括使用所述均衡化信号和所述第一决策生成中间错误值。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述奈奎斯特错误估计过程包括使用列表的集合遍历错误事件网格。19.根据权利要求18所述的方法，还包括生成所述列表的集合，所述列表的集合与动态列表长度相关联。20.根据权利要求16所述的方法，还包括使用所述奈奎斯特错误估计过程的结果和所述第一决策来执行软解码。21.一种发射机装置，包括：rs符号交织器，被配置为从rs码字生成rs符号；第一pam-n映射器，被配置为基于所述rs符号生成第一pam-n符号的集合；位选择器模块，被配置为从所述第一pam-n符号的集合中选择位的子集；奇偶校验生成器，被配置为使用所述位的子集生成奇偶校验位；第二pam-n映射器，被配置为使用所述奇偶校验位获得第二pam-n符号的集合；级联模块，被配置为对所述第一pam-n符号的集合和所述第二pam-n符号的集合进行级联，以生成级联数据流；以及导频符号插入模块，被配置为将导频符号插入到所述级联数据流。22.根据权利要求21所述的发射机装置，还包括被配置为处理所述级联数据流的模n预编码器。23.根据权利要求21所述的发射机装置，还包括被配置为处理所述第一pam-n符号的集合的模n预编码器。24.根据权利要求21所述的发射机装置，其中所述导频码元指示网格过程的起始和结束。
技术总结本发明涉及用于奈奎斯特错误校正的系统和方法。本发明涉及通信系统和方法。在特定实施例中，本发明提供了一种包括错误校正模块的接收机。基于接收到的信号计算的校正子值可用于启用错误校正模块。错误校正模块包括错误生成器、Nyquist错误估计器和解码器。解码器使用由Nyquist错误估计器生成的错误估计来校正解码数据。还有其他实施例。码数据。还有其他实施例。码数据。还有其他实施例。
技术研发人员：B
受保护的技术使用者：马维尔亚洲私人有限公司
技术研发日：2022.04.29
技术公布日：2022/11/1
