前向纠错编、解码方法、装置及系统的制作方法

专利名称：前向纠错编、解码方法、装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，特别涉及一种前向纠错编、解码方法、装置及系统。
背景技术：
随着高速光传输系统的发展,对FEC (Forward Error Correction,前向纠错)技术提出了更高的要求。LDPC(Low Density Parity Check,低密度奇偶校验)码作为ー类具有可逼近香农限的増益特性的FEC码字，成为了 FEC技术中普遍应用的ー种编解码方式。在采用LDPC码实现FEC时，现有技术ー采用LDPC分组码来对抗高速相干光传输系统中的噪声；现有技术ニ则使用时不变LDPC卷积码作为FEC纠错方式；现有技术三采用时变周期LDPC卷积码来对无线LAN (Local Area Network,无线局域网)中的数据进行FEC保护。 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下缺点现有技术ー采用的LDPC分组码需要很长的码长才能获得满意的性能，而实现很长的LDPC分组码的复杂度会很高；现有技术ニ采用的时不变LDPC卷积码的性能会稍差，而且纠后出现错误平层风险很高，同时，其校验矩阵结构难以实现高并行度译码，呑吐量低，不适用光传输；现有技术三通过截止将LDPC卷积码当作分组码来用，这种方式一是降低了传输效率，ニ是不适合在光传输系统中使用，同时，其校验矩阵难以实现高吞吐量。

发明内容
为了提供ー种既适用于高速光传输系统，又可满足高増益性能和高呑吐量的要求的FEC方式，本发明实施例提供了一种前向纠错编、解码方法、装置及系统。所述技术方案如下—方面，提供了ー种前向纠错编码方法，所述方法包括根据传输系统性能、复杂度及码字同步对齐方式确定时变周期低密度奇偶校验LDPC卷积码的校验矩阵參数；根据确定的所述校验矩阵參数构造准循环低密度奇偶校验QC-LDPC校验矩阵，并根据所述QC-LDPC校验矩阵得到时变周期LDPC卷积码的校验矩阵Hc ；将待编码数据按照所述H。的要求进行分块，井根据所述H。对每个分块数据进行编码，得到多个LDPC卷积码码字；将所述多个LDPC卷积码码字添加在数据帧中发送。另ー方面，还提供了另ー种前向纠错解码方法，所述方法包括接收包含多个低密度奇偶校验LDPC卷积码码字的数据帧，所述多个LDPC卷积码码字根据时变周期LDPC卷积码的校验矩阵H。编码得到，所述H。根据准循环低密度奇偶校验QC-LDPC校验矩阵得到；获取编码得到所述多个LDPC卷积码码字时使用的所述H。，并确定所述多个LDPC卷积码码字与所述Hc的对应关系，根据所述对应关系对所述多个LDPC卷积码码字进行解码。再一方面，提供了ー种前向纠错编码装置，所述装置包括确定模块，用于根据传输系统性能、复杂度及码字同步对齐方式确定时变周期低密度奇偶校验LDPC卷积码的校验矩阵參数；构造模块，用于根据所述确定模块确定的所述校验矩阵參数构造准循环低密度奇偶校验QC-LDPC校验矩阵，并根据所述QC-LDPC校验矩阵得到时变周期LDPC卷积码的校验矩阵Hc ；编码模块，用于将待编码数据按照所述构造模块得到的H。的要求进行分块，井根据所述H。对每个分块数据进行编码，得到多个LDPC卷积码码字；发送模块，用于将所述编码模块编码得到的多个LDPC卷积码码字添加在数据帧中发送。
个LDPC卷积码码字根据时变周期LDPC卷积码的校验矩阵H。编码得到，所述H。根据准循环低密度奇偶校验QC-LDPC校验矩阵得到；获取模块，用于获取编码得到所述多个LDPC卷积码码字时使用的所述H。；确定模块，用于确定所述接收模块接收到的数据帧中的多个LDPC卷积码码字与所述获取模块获取到的H。的对应关系；解码模块，用于根据所述确定模块确定的对应关系对所述多个LDPC卷积码码字进行解码。还提供了ー种前向纠错系统，所述系统包括前向纠错编码装置和前向纠错解码
装置；所述前向纠错编码装置如上述前向纠错编码装置；所述前向纠错解码装置如上述前向纠错解码装置。本发明实施例提供的技术方案的有益效果是由于QC-LDPC的校验矩阵由循环移位矩阵组成，而循环移位的校验特性又可大大降低校验的实现复杂度，且LDPC卷积码的性能优于LDPC分组码，而时变LDPC卷积码的性能又优于时不变LDPC卷积码，因此，通过采用具有QC-LDPC结构的时变周期LDPC卷积码进行前向纠错，不仅可以适用于高速光传输系统，还可满足高増益性能和高呑吐量的要求。


为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本发明实施例一提供的ー种前向纠错编码方法流程图；图2是本发明实施例一提供的码字与校验矩阵H。的对应关系示意图；图3是本发明实施例一提供的QC-LDPC分组码矩阵示意图；图4是本发明实施例一提供的一种时变周期LDPC卷积码的校验矩阵H。示意图5是本发明实施例一提供的另ー种时变周期LDPC卷积码的校验矩阵H。示意图；图6是本发明实施例一提供的数据帧结构示意图；图7是本发明实施例一提供的数据流结构示意图；图8是本发明实施例一提供的另ー种数据流结构示意图；图9是本发明实施例ニ提供的ー种前向纠错解码方法流程图；图10是本发明实施例三提供的光传输系统结构示意图；图11是本发明实施例三提供的ー种前向纠错解码方法流程图；图12是本发明实施例三提供的码字与校验矩阵H。的对应关系示意图； 图13是本发明实施例四提供的光传输系统结构示意图；图14是本发明实施例四提供的ー种前向纠错解码方法流程图；图15是本发明实施例四提供的码字与校验矩阵HC的对应关系示意图；图16是本发明实施例五提供的光传输系统结构示意图；图17是本发明实施例五提供的ー种前向纠错解码方法流程图；图18是本发明实施例五提供的码字与校验矩阵HC的对应关系示意图；图19是本发明实施例六提供的光传输系统结构示意图；图20是本发明实施例六提供的ー种前向纠错解码方法流程图；图21是本发明实施例六提供的码字与校验矩阵HC的对应关系示意图；图22是本发明实施例七提供的ー种前向纠错编码装置的结构示意图；图23是本发明实施例七提供的确定模块的结构示意图；图24是本发明实施例七提供的构造模块的结构示意图；图25是本发明实施例七提供的另ー种前向纠错编码装置的结构示意图；图26是本发明实施例八提供的ー种前向纠错解码装置的结构示意图；图27是本发明实施例八提供的确定模块结构示意图；图28是本发明实施例八提供的另ー种确定模块结构示意图；图29是本发明实施例九提供的ー种前向纠错系统的结构示意图；图30是本发明实施例九提供的光传输系统结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进ー步地详细描述。实施例一本实施例提供了ー种前向纠错编码方法，为了适用于高速光传输系统，且满足高増益性能及高呑吐量的要求，本实施例提供的方法在编码过程中采用了时变周期LDPC卷积码，并在其校验矩阵H。中引入了 QC-LDPC校验矩阵的结构特征。为了便于说明，本实施例以光传输系统中的发送端发送编码后的数据为例，对本实施例提供的前向纠错编码方法进行举例说明。參见图1，本实施例提供的方法流程具体如下101 :根据传输系统性能、复杂度及码字同步对齐方式确定时变周期LDPC卷积码的校验矩阵參数，根据确定的校验矩阵參数构造QC-LDPC校验矩阵，并根据QC-LDPC校验矩阵得到时变周期LDPC卷积码的校验矩阵H。；针对该步骤，本实施例不对构造校验矩阵Hc的实现方式进行限定，在对其构造方式进行具体描述之前，本实施例先以图2所示的码字与校验矩阵Hc的对应关系为例，对H。进行详细说明。如图2所示，Hc的周期是T(即每隔T层的子矩阵就重复)，每层子矩阵是由Ms个P*C的矩阵块Hi_j组成，Hi_j是由若干个循环移位矩阵构成的。换句话说，周期是T的校验矩阵H。，每层的子矩阵都是ー个QC-LDPC分组码的校验矩阵。每层的QC-LDPC校验矩阵形式的子矩阵，设其列重是k，行重是λ。可以看出，在矩阵Hc中，共有MS*T个Hi_j矩阵块，因此，如果要构造H。，关键是确定每ー个Hi_j。为了实现简单，一般取k = 1，即P*C的Hi_j是由C/P个P*P的单位循环移位矩阵组成的，因此，C需为P的整数倍。在图2中，Ms = 5，T = 4，Ms和T不相等。也就是说，本实施例编码后的LDPC卷积码码字Ci，依次和它前后相邻或按一定规律间隔的(Ms-I)个码字，组合起来构成Ms个QC-LDPC分组码码字；这Ms个QC-LDPC分组码码字分别满足Hc中的ー层校验关系。举例如图2中，设当前码字为C2，它和前面的码字C3，C4，C5，C6组合起来构成ー个QC-LDPC分组码码字，满足Hc的Hl层QC-LDPC校验矩阵；同时，(C3，C4，C5， C6，C7)也组合成ー个QC-LDPC分组码码字，满足H2层的QC-LDPC校验关系；同样的，(C4，C5，C6，C7，C8)也是ー个QC-LDPC分组码码字，满足下一层QC-LDPC校验关系；依次类推，T个时刻后(T = 4为例)，(C6，C7，C8，C9，C10)满足的校验关系又是Hl这ー层。针对图2所示的码字与校验矩阵H。的对应关系，对于时变周期LDPC卷积码，R (Rate，码率)和相关參数的关系为R = (C-P)/C = U_Ms*k)A，C为编码产生的码字长度，当前时刻输入的(C-P)个bit (比特)，与前面的(Ms-I)个码字组合起来形成信息位，利用当前对应的T层矩阵中的某一层矩阵编码产生P个bit的校验位。P bit的校验位和(C-P)bit的信息位组合成ー个长度为C的码字块进行发送。Ms个长度为C的码字块组合起来共同满足ー层的QC-LDPC形式的校验关系，所以称该时变周期LDPC卷积码的约束长度(,constraint IengtfU 为 C氺Mso综上所述，根据传输系统性能、复杂度及码字同步对齐方式确定时变周期LDPC卷积码的校验矩阵參数时，该校验矩阵參数包括但不限于码率R、时变周期T、H。中每个T内的子矩阵个数Ms，以及校验位长度P，这些參数的具体确定方式可通过如下步骤得到I. 11、根据传输系统性能及复杂度确定R、T和Ms ;I. 12、根据码字同步对齐方式确定每个码字块的长度C ；I. 13、根据R和C确定校验位长度P。确定上述校验矩阵參数之后，根据确定的校验矩阵參数可通过如下步骤构造QC-LDPC校验矩阵，并根据QC-LDPC校验矩阵得到Hc I. 21、根据T、Ms、C和P构造预设围长的QC-LDPC校验矩阵；I. 22、将QC-LDPC校验矩阵按列分割成Ms个子矩阵，按行分割成T个子矩阵，得到MS*T个子矩阵；I. 23、将MS*T个子矩阵按预设顺序填充到每个周期的MS*T个位置中，得到Hc。由于T = Ms = 4可以保证在实现100G吞吐量的同时，有低于le_15的错误平层(error floor),因此,本实施例以T = Ms = 4为例,对构造Hc的过程进行举例说明。首先，本实施例不对确定R、T和Ms的方式进行限定，实际应用中，可结合具体的传输系统性能及复杂度确定；对于校验矩阵參数中的另外一个參数C，其可通过码字同步对齐方式来确定，具体可详见后续步骤103中添加标识信号方式的描述，此处先暂不赘述；在确定每个码字块的长度C之后，根据R、C和P间的关系，确定參数P。其中，R、C和P之间的关系如上述分析，为R = (C-P) /C=O -Ms*k) / λ。其次，由于构造H。共需要MS*T个大小为P*C的矩阵块，因此，本实施例采取了通过随机构造法构造ー个girth (围长)> 6的QC-LDPC校验矩阵Hb的方式，该Hb具体可如图3所示。当然，构造预设围长的QC-LDPC校验矩阵时，除了采用随机构造法，还可以采用几何构造法、代数构造法等其他通用的构造法，本实施例不对构造预设围长的QC-LDPC校验矩阵的方式进行限定，此处仅以采取通过随机构造法构造ー个girth(围长)> 6的QC-LDPC校验矩阵Hb为例。得到图3所示的QC-LDPC校验矩阵Hb之后，沿着循环移位阵的边界，按列向分割为Ms个子矩阵，按行向分割为T个子矩阵，由此，Hb共可以提供MS*T个子矩阵。最后，将坞打个分割好的小矩阵块，按照一定的顺序填充(也可以随机填充)到时变周期LDPC卷积码的校验矩阵Hc的每个周期的MS*T个位置中。如图4所示，利用现有的16个小矩阵块构成H。，T = Ms = 4 ;对于T和Ms不等同的情况，其构造方式相同，如图5 所示，当T = 4，Ms = 7时，在特定的位置填入全零矩阵，即图5中的第I列第3、4、6行，第2列第4、6、7行，第3列第5、7、8行，第4列第6、8、9行，第5列第7、9、10行，第6列第8、10、11行，第7列第9、11、12行，第8列第10、12、13行，第9列第11、13、14行对应的位置均填入全零矩阵，仍然可以通过使用16个小矩阵块填充构成H。。102 :将待编码数据按照Hc的要求进行分块，并根据Hc对每个分块数据进行编码，得到多个LDPC卷积码码字；其中，本实施例不对具体的待编码数据进行限定，在光传输系统中，待编码数据可以为OTU (Optical channel Transport Unit,光通道传送单兀)Framer (0TU成巾贞模块)输出的数据，在确定Hc之后，根据Hc对每个分块数据进行编码的方式可參考现有的LDPC编码方式，本实施例对此不作具体限定。103 :将多个LDPC卷积码码字添加在数据帧中发送。针对该步骤，本实施例不对将多个LDPC卷积码码字添加在数据帧中的方式进行限定。由于是通过光传输系统发送编码数据，因此，本实施例提供的方法同样支持对编码数据进行交织，并通过高阶调制器调制等操作。由于LDPC卷积码的时变周期性，接收端接收到编码数据后，可根据时变周期LDPC卷积码本身所满足的校验关系确定多个LDPC码码字与Hc的对应关系，从而根据该对应关系进行判决，进而实现解码。当然，如果在发送编码数据时，采用了交织和调制等操作，则在接收端同样需要先对接收到的数据进行解调制和解交织。优选地，为了便于后续接收端确定多个LDPC码码字与H。的对应关系，即确定码字同步对齐方式，以正确解码，本实施例提供的方法在将多个LDPC卷积码码字添加在数据帧中发送之前，还包括在数据帧中添加标识信号，该标识信号用于标识多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，使接收端根据标识信号识别多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，并根据H。对多个LDCP卷积码码字进行译码。其中，本实施例不对多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系进行具体限定，可以包括但不限于数据帧中码字起始位置、对应H。矩阵的层数以及编码数据流的路数等。对于添加标识信号的方式，本实施例同样不做具体限定，包括但不限于如下三种方式第一种方式将数据巾贞的巾贞头FAS (Frame Alignment Signal,巾贞同步信号)作为标识信号添加在数据帧中；针对该种方式，由于0TU-4的巾贞头FAS是姆巾贞ー块,所以为了利用FAS作为标识信号，本实施例提供的方法需要在ー个0TU-4帧中放T的整数个LDPC卷积码码字，如图6所示。图6中，左侧较宽的方格Cl至C32为0UT-4净荷数据，对应码字的信息位，而右侧较窄的方格为LDPC码的校验位。另外，由于OTU帧的大小是确定的，也就是说FAS的位置间隔是确定的，因此，针对利用OTU帧头FAS进行码字同步的方式，C的值由OTU帧的大小決定。第二种方式将传输数据帧时使用的训练序列作为标识信号添加在数据帧中；

针对该种利用相干光传输系统中的Equalizer (数字均衡器)模块所使用的训练序列(Training Squence)作为标识信号的实现方式，设使用训练序列进行均衡的数据流结构如图7所示，TS为主动训练序列，黒色的块表示被动训练序列，两个主动训练序列间的间隔为ー个训练序列周期，每ー个训练序列周期的数据块DATA长2528bit。在每个周期内，去掉训练周期的数据bit总计有2528bit，也就是说，每个训练序列周期的数据块中数据长2528bit，其中不包含训练序列TS。由于Equalizer是独立于FEC的模块，它所用的训练序列周期是早已设计好的，因此，针对使用训练序列作为标识信号进行码字同步的方式，C的大小取决于TS的间隔周期，C的值与TS周期之间的关系可以是正有理数倍数关系(比如整数倍或者分数倍)。第三种方式在数据帧中码字起始位置插入码字与H。的对应关系标识，将插入的对应关系标识作为添加的标识信号。针对该种方式，在LDPC卷积码编码后，在每间隔C*T的码字起始位置插入额外的bit进行对应关系的标识，即在满足相同He层校验关系的码字前面加入标识ID，从而使接收端通过检测标识信号来确定码字块的起始位，以及校验矩阵He的对应层，该种方式对应的数据流结构如图8所示。该种码字同步对齐方式，C的大小可以由系统的复杂度及性能来灵活决定。该种方式与不添加标识信号的方式之间的类似之处在于，对LDPC卷积码校验矩阵He，标识信号都不会产生约束条件。不添加标识信号的方式是直接利用LDPC卷积码的校验关系进行盲同步，而该方式是在LDPC卷积码编码之后，才在相应码字起始位置插入标识信号。需要说明的是，在根据本实施例提供的方法进行前向纠错时，无需毎次都要构造He，也就是说，在第一次执行上述步骤101得到He之后，如果下次再进行前向纠错，可直接使用已经构造好的He来进行编码，从而提高编码效率。本实施例提供的方法，通过采用具有QC-LDPC结构的时变周期LDPC卷积码进行前向纠错，由于QC-LDPC的校验矩阵由循环移位矩阵组成，而循环移位的校验特性又可大大降低校验的实现复杂度，且LDPC卷积码的性能优于LDPC分组码，而时变LDPC卷积码的性能又优于时不变LDPC卷积码，因此，本实施例提供的方法不仅可以适用于高速光传输系统，还可满足高増益性能和高呑吐量的要求。
实施例ニ针对经上述实施例一提供的前向纠错编码方法进行编码的数据，本实施例提供了ー种前向纠错解码方法，该方法通过确定编码后的数据中的多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系(即码字同步对齐方式)，井根据确定的对应关系对其进行解码，从而以光传输系统中的接收端接收编码后的数据的角度，描述了前向纠错解码方法。參见图9，本实施例提供的方法流程具体如下901 :接收包含多个LDPC卷积码码字的数据帧，多个LDPC卷积码码字根据时变周期LDPC卷积码的校验矩阵H。编码得到，Hc根据QC-LDPC校验矩阵得到；902 :获取编码得到多个LDPC卷积码码字时使用的H。，并确定多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，根据该对应关系对多个LDPC卷积码码字进行解码。其中，H。是在编码之前通过如下方式得到根据传输系统性能及复杂度确定R、T和Ms，R为码率，T为时变周期，Ms为H。中每 个T内的子矩阵个数；根据码字同步对齐方式确定每个码字块的长度C，并根据R和C确定校验位长度P ;根据T、Ms、C和P构造预设围长的准循环QC-LDPC校验矩阵；将QC-LDPC校验矩阵按列分割成Ms个子矩阵，按行分割成T个子矩阵，得到MS*T个子矩阵；将MS*T个子矩阵按预设顺序填充到每个周期的MS*T个位置中，得到Hc。需要说明的是，根据上述步骤获取Hc的过程，可參见上述实施例一中构造Hc的描述，此处不再赘述。进ー步地，确定多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，包括对多个LDPC卷积码码字进行移位，每移位一次计算一次伴随式S = γ*ΗΛ直至满足校验关系的个数最多时，得到多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，r为包含多个LDPC卷积码码字的码流。优选地，数据帧中添加了用于标识多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系的标识
信号;确定多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，包括识别数据帧中添加的标识信号，根据标识信号确定多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系。具体地，标识信号为数据帧的帧头FAS，识别数据帧中添加的标识信号，根据标识信号确定多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，包括识别数据帧的帧头FAS，根据数据帧的帧头FAS确定多个LDPC卷积码码字与Hc的对应关系；或者，标识信号为传输数据帧时使用的训练序列，识别数据帧中添加的标识信号，根据标识信号确定多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，包括识别传输数据帧时使用的训练序列，根据训练序列识别多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系；
或者，标识信号为在数据帧中码字起始位置插入的码字与H。的对应关系标识，识别数据帧中添加的标识信号，根据标识信号确定多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，包括识别码字与H。的对应关系标识，根据对应关系标识确定多个LDPC卷积码码字与Hc的对应关系。本实施例提供的方法，通过确定编码数据中码字与校验矩阵的对应关系，并根据确定的对应关系对接收到的编码数据进行解码，不仅可以适用于高速光传输系统，还可满足高増益性能和高呑吐量的要求。为了更加清楚地阐述上述实施例ニ提供的前向纠错解码方法，接下来，结合上述实施例ニ的内容，以如下实施例三至实施例六为例，对实施例ニ提供的前向纠错解码方法进行详细的举例说明，详见如下实施例三至实施例六

实施例三针对上述实施例一提供的方法未添加标识信号的情況，结合上述实施例ニ中的内容，本实施例提供了ー种前向纠错解码方法，该方法通过利用时变周期LDPC卷积码本身所满足的校验关系，确定码字同步对齐方式，以实现对接收到的编码数据进行解码，该种情况下的光传输系统结构如图10所示，从OTU成帧模块输出的数据经过LDPC-CC(Convolutional Code，卷积码)编码模块编码、交织器交织和光调制器调制后，传输进入DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing,密集型光波复用)光纤传输网络。參见图11，本实施例提供的方法流程具体如下1101 :接收包含多个LDPC卷积码码字的数据帧，多个LDPC卷积码码字根据时变周期LDPC卷积码的校验矩阵H。编码得到，Hc根据QC-LDPC校验矩阵得到；其中，本实施例不对接收到的具体数据帧的内容进行限定，该数据帧中的LDPC卷积码码字可通过上述实施例一中的方法编码得到，即根据时变周期LDPC卷积码的校验矩阵H。编码得到，而H。则又是根据QC-LDPC校验矩阵得到，构造H。的过程详见上述实施例一的描述。1102 :获取编码得到多个LDPC卷积码码字时使用的H。，并对多个LDPC卷积码码字进行移位，每移位一次计算一次伴随式S = 1·*ΗΛ直至满足校验关系的个数最多时，得到多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，r为包含多个LDPC卷积码码字的码流；针对该步骤，由于完全利用码字自身信息，不需要额外的标识信号，因此，LDPC卷积码的约束长度C*MS也就不由标识功能所決定。获取到的H。为上述实施例一中编码时所采用的氏，Hc是在编码之前构造得到的，其具体构造方式可參照上述实施例一中的相关描述，此处暂不赘述。设接收到的数据流为r= (C1，C2，C3，……)，对接收到的数据流r进行bit移位,如图12所示，共移动O到(c*T-l)bit,姆移Ibit就计算一次伴随式s =
当满足校验关系的个数最多吋，即伴随式s中的O的个数最多，表明码字数据流和H。的校验层关系已完全对应，对应之结果如图12黒色箭头下方的码字流所示。1103 :根据得到的多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，对多个LDPC卷积码码字进行解码。具体地，本实施例不对具体的解码过程进行限定，实际应用中，在上述步骤1102确定多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系之后，该步骤即可根据得到的多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，将前后码字组成约束码字的长度，然后按照对应的H。层数的校验关系进行软判决解码，例如，如图 12 所示，(C8，C7，C6，C5)*HC4 = 0，(C9，C8，C7，C6)*HC3 =O, (CIO, C9，C8，C7)*Hc2 = 0，(Cll，CIO, C9，C8) *^1 = 0。进ー步地，结合图 10 所示的光传输系统结构示意图，作为光传输系统中接收编码数据的接收端，对接收到的编码数据进行解码之前，还包括对接收到的数据进行模数转换，数字均衡，解交织等过程，解码之后，还可以将解码后的数据输出给OTU解帧模块。本实施例提供的方法，通过利用时变周期LDPC卷积码本身所满足的校验关系，确定码字与校验矩阵的对应关系，井根据确定的对应关系对接收到的编码数据进行解码，不仅可以适用于高速光传输系统，还可满足高増益性能及高呑吐量的要求。实施例四针对上述实施例一提供的方法将数据帧的帧头FAS作为标识信号添加在数据帧中的情况，结合上述实施例ニ中的内容，本实施例提供了ー种前向纠错解码方法，该方法通过识别数据帧的帧头FAS来确定码字与校验矩阵Hc的对应关系，即码字对齐方式，以实现对接收到的编码数据进行解码，该种情况下的光传输系统结构如图13所示，标识信号添加 在OTU Framer中，数据经过编码、交织以及光调制后，传输进入DWDM光纤传输网络中。參见图14，本实施例提供的方法流程具体如下1401 :接收包含多个LDPC卷积码码字的数据帧，多个LDPC卷积码码字根据时变周期LDPC卷积码的校验矩阵H。编码得到，H。根据QC-LDPC校验矩阵得到，数据帧中添加了用于标识多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系的数据帧的帧头FAS ；具体地，本实施例不对接收到的具体数据帧的内容进行限定，该数据帧中的LDPC卷积码码字可通过上述实施例一中的方法编码得到，即根据时变周期LDPC卷积码的校验矩阵H。编码得到，而H。则又是根据QC-LDPC校验矩阵得到，构造H。的过程详见上述实施例一的描述。由于LDPC卷积码的时变周期性，接收到的数据帧中添加了用于标识多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系的数据帧的帧头FAS，后续步骤通过对该数据帧的帧头FAS的识别，来实现解码。1402 :获取编码得到多个LDPC卷积码码字时使用的H。，并识别数据帧的帧头FAS，根据数据帧的帧头FAS确定多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系；针对该步骤，本实施例不对识别数据帧的帧头FAS的方式进行限定，结合图6所示的数据帧结构，由于上述实施例一在添加标识信号时，在ー个0TU-4帧中放T的整数个LDPC卷积码码字，根据标识信号的约束，并结合复杂度等其他因素，选取LDPC卷积码的约束长度OT = 18360，即C = 4590。选取开销为20%，则求得C/P = 6 ；P = 765，从而可构造得到周期是4的时变LDPC卷积码校验矩阵氏。编码时的校验关系如图15所示，接收到数据流r时，通过识别出包含OTU帧头FAS的码字Cl，可以知道Cl和前面的三个码字CO，C-I，C-2组合起来满足He3的校验。后续码字和H。的校验层数对应关系也就顺序对应获得。1403 :根据确定的多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，对多个LDPC卷积码码
字进行解码。具体地，本实施例不对具体的解码过程进行限定，实际应用中，在上述步骤1402确定多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系之后，该步骤即可根据得到的多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，将前后码字组成约束码字的长度，然后按照对应的H。层数的校验关系进行软判决解码，例如，如图 15 所示，(C8，C7，C6，C5)*HC4 = 0，(C9，C8，C7，C6)*HC3 =O, (CIO, C9, C8, C7)*Hc2 = 0，(Cll, CIO, C9, C8)*Hcl = 0。进ー步地，结合图 13 所示的传输系统结构示意图，作为光传输系统中接收编码数据的接收端，对接收到的编码数据进行解码之前，还包括模数转换，数字均衡以及解交织的过程，并在解码之后，还可以将解码后的数据输出给OTU解帧模块。本实施例提供的方法，通过识别数据帧的帧头FAS来确定码字与校验矩阵H。的对应关系，以实现对接收到的编码数据进行解码，不仅可以适用于高速光传输系统，还可满足高增益性能及高吞吐量的要求。实施例五针对上述实施例一提供的方法将传输数据帧时使用的训练序列作为标识信号添加在数据帧中的情况，结合上述实施例ニ中的内容，本实施例提供了ー种前向纠错解码方法，该方法通过识别数据帧中添加的传输数据帧时使用的训练序列来确定码字与校验矩阵 Hc的对应关系，以实现对接收到的编码数据进行解码，该种情况下的光传输系统结构如图16所示，从OTU成帧模块输出的数据经过编码、交织、TS加载及调制后，传输进入DWDM光纤传输网络。其中，训练序列米用 PDM-QPSK(Polarization Division Multiplexed QPSK,偏振复用QPSK调制格式)，X偏振支路和I偏振支路分别采用训练序列TSx、TSy。标识ID信号的加载功能融合在插入训练序列的模块中。參见图17，本实施例提供的方法流程具体如下1701 :接收包含多个LDPC卷积码码字的数据帧，多个LDPC卷积码码字根据时变周期LDPC卷积码的校验矩阵H。编码得到，H。根据QC-LDPC校验矩阵得到，数据帧中添加了用于标识多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系的训练序列，该训练序列为传输数据帧时使用的训练序列；具体地，本实施例不对接收到的具体数据帧的内容进行限定，该数据帧中的LDPC卷积码码字可通过上述实施例一中的方法编码得到，即根据时变周期LDPC卷积码的校验矩阵H。编码得到，而H。则又是根据QC-LDPC校验矩阵得到，构造H。的过程详见上述实施例一的描述。由于LDPC卷积码的时变周期性，接收到的数据帧中添加了用于标识多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系的训练序列，如图7所示，该训练序列为传输数据帧时使用的训练序列，从而后续步骤通过对该训练序列的识别，来实现解码。1702 :获取编码得到多个LDPC卷积码码字时使用的H。，并识别传输数据帧时使用的训练序列，根据该训练序列确定多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系；针对该步骤,结合上述实施例一中添加训练序列的描述，在參数T = Ms = 4,C/P =6确定的情况下，为保证C能被6整除，兼顾性能与复杂度因素，可选取C = 2532来构造校验矩阵H。，其构造过程同上述实施例一中对H。构造过程的描述。P = C/6 = 422，首先构造ー个24*4个小矩阵组成的QC-LDPC分组码校验矩阵Hb，每个小矩阵是422*422的单位循环矩阵；然后沿Hb的小矩阵边界进行分割、移位、拉伸，形成阶梯形式的LDPC卷积码校验矩阵He，码字和He的对应关系如图18所示。如果收发端没有使用交织器，则XI路的训练序列周期内放置对应Hc4层的码，如C4码，它和前面的C3，C2，Cl组合起来满足Hc4层的校验关系；XQ路放对应Hc3层的码；依此类推，如下面表I中虚箭头所示对应关系，接收端根据训练序列的位置确定码字起始位置，同时按照XI、XQ、YI、YQ分别对应不同层的码字，组合起来即可解码。如果收发端使用交织器，则在检测到训练序列位置后，还需要结合交织关系来确定He每ー层所对应的码字块位置，即先解交织再确定码字块位置，从而完成标识信号的检测，对应关系如下面表I中的虚框所示表I
\rnmn I四路i周制I交织对应关系\ 对应He层数TSxXl .. I_____________4- - Hc4TSxXQ -- i-------------4. >. Hc3
TSyYl:: Hc2
TSy YQ Hc1 __-十::::::::ニ::·H _1703 :根据确定的多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，对多个LDPC卷积码码
字进行解码。具体地，本实施例不对具体的解码过程进行限定，实际应用中，在上述步骤1402确定多个LDPC卷积码码字与He的对应关系之后，该步骤即可根据得到的多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，将前后码字组成约束码字的长度，然后按照对应的H。层数的校验关系进行软判决解码，例如，如图 18 所示，(C8，C7，C6，C5)*Hc4 = O, (C9，C8，C7，C6)*Hc3 =O, (CIO, C9，C8，C7)*Hc2 = 0，(Cll, CIO, C9，C8) *^1 = 0。进ー步地，结合图 16 所示的光传输系统结构示意图，作为光传输系统中接收编码数据的接收端，对接收到的编码数据进行解码之前，还包括模数转换、数字均衡以及解交织的过程，解码之后，还可以将解码后的数据输出给OTU解帧模块。本实施例提供的方法，通过识别数据帧中添加的传输数据帧时使用的训练序列来确定码字与校验矩阵H。的对应关系，以实现对接收到的编码数据进行解码，不仅可以适用于高速光传输系统，还可满足高増益性能和高呑吐量的要求。实施例六针对上述实施例一提供的方法在数据帧码字起始位置插入码字与H。的对应关系标识的情况，结合上述实施例ニ中的内容，本实施例提供了ー种前向纠错解码方法，该方法通过识别数据帧中插入的码字与Hc的对应关系标识来确定码字与校验矩阵H。的对应关系，以实现对接收到的编码数据进行解码，该种情况下的光传输系统结构如图19所示，从OTU成帧模块输出的数据经过编码、标识信号加载、交织以及光调制后，传输进入DWDM光纤传输网络。參见图20，本实施例提供的前向纠错解码方法流程具体如下2001 :接收包含多个LDPC卷积码码字的数据帧，多个LDPC卷积码码字根据时变周期LDPC卷积码的校验矩阵H。编码得到，Hc根据QC-LDPC校验矩阵得到，其中，数据帧码字起始位置插入了码字与H。的对应关系标识；具体地，本实施例不对接收到的具体数据帧的内容进行限定，该数据帧中的LDPC卷积码码字可通过上述实施例一中的方法编码得到，即根据时变周期LDPC卷积码的校验矩阵H。编码得到，而H。则又是根据QC-LDPC校验矩阵得到，构造H。的过程详见上述实施例一的描述。由于LDPC卷积码的时变周期性，接收到的数据帧中，在数据帧码字起始位置插入了码字与H。的对应关系标识，如图8所示，后续步骤通过对该对应关系标识的识别，来实现解码。2002 :获取编码得到多个LDPC卷积码码字时使用的H。，并识别码字与H。的对应关系标识，根据该对应关系标识确定多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系；针对该步骤，本实施例不对识别码字与He的对应关系标识的方式进行限定，在根据对应关系标识确定多个LDPC卷积码码字与Hc的对应关系吋，同样是在根据实现复杂度等因素确定C之后，通过对所得到的ー个Girth > 6的QC-LDPC分组码校验矩阵Hb进行沿每层矩阵的边界分割，再移位、拉伸得到H。，码字与He之间校验对应关系如图21所示。2003 :根据确定的多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，对多个LDPC卷积码码字进行解码。具体地，本实施例不对具体的解码过程进行限定，实际应用中，在上述步骤2002 确定多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系之后，该步骤即可根据得到的多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，将前后码字组成约束码字的长度，然后按照对应的H。层数的校验关系进行软判决解码，例如，如图 21 所示，(C8，C7，C6，C5)*HC4 = 0，(C9，C8，C7，C6)*HC3 =O, (CIO, C9，C8，C7)*Hc2 = 0，(Cll, CIO, C9，C8) *^1 = 0。进ー步地，结合图 19 所示的光传输系统结构示意图，作为光传输系统中接收编码数据的接收端，对接收到的编码数据进行解码之前，还包括模数转换、数字均衡和解交织过程，解码之后，还可以将解码后的数据输出给OTU解帧模块。本实施例提供的方法，通过识别数据帧中插入的码字与H。的对应关系标识来确定码字与校验矩阵Hc的对应关系，以实现对接收到的编码数据进行解码，不仅可以适用于高速光传输系统，还可满足高増益性能及高呑吐量的要求。实施例七本实施例提供了ー种前向纠错编码装置，该装置用于执行上述实施例一提供的前向纠错编码方法，參见图22，该装置包括确定模块2201，用于根据传输系统性能、复杂度及码字同步对齐方式确定时变周期LDPC卷积码的校验矩阵參数；构造模块2202，用于根据确定模块2201确定的校验矩阵參数构造QC-LDPC校验矩阵，并根据QC-LDPC校验矩阵得到时变周期LDPC卷积码的校验矩阵Hc ；编码模块2203，用于将待编码数据按照构造模块2202得到的H。的要求进行分块，并根据H。对每个分块数据进行编码，得到多个LDPC卷积码码字；发送模块2204，用于将编码模块2203编码得到的多个LDPC卷积码码字添加在数据帧中发送。需要说明的是，在根据本实施例提供的装置进行前向纠错编码时，无需毎次都需要通过确定模块2201和构造模块2202来构造He，也就是说，在第一次通过确定模块2201和构造模块2202得到He之后，如果下次再进行前向纠错，可直接使用已经构造好的He来进行编码，从而提高编码效率。另外，编码模块2203和发送模块2204还可置于光传输系统的发送端。进ー步地，參见图23，确定模块2201，具体包括
第一确定单元2201a，用于根据传输系统性能及复杂度确定R、T和Ms，R为码率，T为时变周期，Ms为H。中每个T内的子矩阵个数；第二确定单元2201b，用于根据码字同步对齐方式确定每个码字块的长度C ；第三确定单元2201c，用于根据第一确定单元2201a确定的R和第二确定单元2201b确定的C确定校验位长度P ；參见图24，构造模块2202，具体包括构造单元2202a，用于根据确定模块2201确定的T、Ms、C和P构造预设围长的准循环QC-LDPC校验矩阵；分割单元2202b，用于将构造单元2202a构造的QC-LDPC校验矩阵按列分割成Ms个子矩阵，按行分割成T个子矩阵，得到MS*T个子矩阵；

填充单元2202c，用于将分割単元2202b分割的MS*T个子矩阵按预设顺序填充到每个周期的MS*T个位置中，得到Hc。关于确定模块2201确定校验矩阵參数和构造模块2202得到H。的具体过程详见上述实施例一中步骤101的相关描述，此处不再赘述。优选地，为了使编码数据的接收端能够明确码字与校验矩阵的对应关系，从而进行正确解码，參见图25,该装置还包括添加模块2205，用于在发送模块2204发送的数据帧中添加标识信号，标识信号用于标识多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，使接收端根据标识信号识别多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，并根据HC对多个LDCP卷积码码字进行译码。进ー步地，添加模块2205，具体用于将数据帧的帧头FAS作为标识信号添加在数据帧中；或者，将传输数据帧时使用的训练序列作为标识信号添加在数据帧中；或者，在数据帧中码字起始位置插入码字与Hc的对应关系标识，将插入的对应关系标识作为添加的标识信号。其中，添加模块2205添加标识信号的具体方式详见上述实施例一中步骤101的相关描述，此处不再赘述。由于QC-LDPC的校验矩阵由循环移位矩阵组成，而循环移位的校验特性又可大大降低校验的实现复杂度，且LDPC卷积码的性能优于LDPC分组码，而时变LDPC卷积码的性能又优于时不变LDPC卷积码，因此，本实施例提供的装置，通过采用具有QC-LDPC结构的时变周期LDPC卷积码进行前向纠错，不仅可以适用于高速光传输系统，还可满足高増益性能及高吞吐量的要求。实施例八本实施例提供了ー种前向纠错解码装置，该装置用于执行上述实施例ニ至实施例六提供的前向纠错解码方法，可置于光传输系统中的接收端，參见图26，该装置包括接收模块2601，用于接收包含多个LDPC卷积码码字的数据帧，多个LDPC卷积码码字根据校验矩阵H。编码得到；获取模块2602，用于获取编码得到多个LDPC卷积码码字时使用的Hc ；确定模块2603，用于确定接收模块2601接收到的数据帧中的多个LDPC卷积码码字与获取模块2602获取到的H。的对应关系；解码模块2604，用于根据确定模块2603确定的对应关系对多个LDPC卷积码码字进行解码。进ー步地，获取模块2602获取到的H。是在编码之前通过如下方式得到根据传输系统性能及复杂度确定R、T和Ms，R为码率，T为时变周期，Ms为H。中每个T内的子矩阵个数；根据码字同步对齐方式确定每个码字块的长度C，并根据R和C确定校验位长度P ;根据T、Ms、C和P构造预设围长的准循环QC-LDPC校验矩阵；将QC-LDPC校验矩阵按列分割成Ms个子矩阵，按行分割成T个子矩阵，得到MS*T个子矩阵；将MS*T个子矩阵按预设顺序填充到每个周期的MS*T个位置中，得到Hc。 參见图27，确定模块2603，包括移位単元2603a，用于对多个LDPC卷积码码字进行移位；计算单元2603b,用于移位单元2603a姆移位一次计算一次伴随式S = ;τ*Η^,直至满足校验关系的个数最多时，得到多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系，r为包含多个LDPC卷积码码字的码流。针对图27所示的确定模块2603，其确定码字与校验矩阵对应关系的具体过程详见上述实施例三中步骤1102的相关描述，此处不再赘述。可选地，接收模块2601接收到的数据帧中添加了标识信号，标识信号用于多个LDPC卷积码码字与Hc的对应关系；參见图28，确定模块2603，包括识别单元2603c，用于识别接收模块2601接收到的数据帧中添加的标识信号；确定单元2603d，用于根据识别单元2603c识别出的标识信号确定多个LDPC卷积
码码字与H。的对应关系。进ー步地，标识信号为数据帧的帧头FAS，识别单元2603c，用于识别数据帧的帧头FAS ;确定单元2603d，用于根据识别单元2603c识别出的数据帧的帧头FAS确定多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系；具体过程详见上述实施例四中步骤1402的相关描述，此处不再赘述。或者，标识信号为传输数据帧时使用的训练序列，识别单元2603c，用于识别传输数据帧时使用的训练序列；确定单元2603d，用于根据识别单元2603c识别出的训练序列识别多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系；具体过程详见上述实施例五中步骤1702的相关描述，此处不再赘述。或者，标识信号为在数据帧中码字起始位置插入的码字与H。的对应关系标识，识别单元2603c，用于识别码字与H。的对应关系标识；确定单元2603d，用于根据识别单元2603c识别出的对应关系标识确定多个LDPC卷积码码字与H。的对应关系；具体过程详见上述实施例六中步骤2002的相关描述，此处不再赘述。本实施例提供的装置，通过确定编码数据中码字与校验矩阵的对应关系，并根据确定的对应关系对接收到的编码数据进行解码，不仅可以适用于高速光传输系统，还可满足高増益性能及高呑吐量的要求。实施例九本实施例提供了ー种前向纠错系统，參见图29，该系统包括前向纠错编码装置2901和前向纠错解码装置2902 ；其中，前向纠错编码装置2901如上述实施例七提供的前向纠错编码装置；前向纠错解码装置2902如上述实施例八提供的前向纠错解码装置。进ー步地，前向纠错编码装置2901和前向纠错解码装置2902为ー个或多个。当前向纠错编码装置2901和前向纠错解码装置2902的个数为多个时，该前向纠错系统可应用于光传输系统，该光传输系统结构可如图30所不,其中，LDPC-CC编码器及标识加载模块所实现的功能等同于前向纠错编码装置2901所实现的功能，标识信号确定模 块及LDPC-CC解码器所实现的功能等同于前向纠错解码装置2902所实现的功能。每一路的LDPC卷积码校验矩阵都是通过上述实施例一至实施例六提供的方法，基于QC-LDPC的校验矩阵构造。标识信号可以通过综合前面实施例一中的四种方式得到。比如当η = 4，有4路编/解码器时，可将XI、XQ、YI、YQ四路信号分别进行LDPC卷积码编/解码，具体标识方法如下I.码字块起始位置——利用均衡所使用的训练序列进行标识；2.码字和He的校验层数对应关系——增加额外的独立bit序列来标识；3.对应编/解码器序号——XI、XQ、YI、YQ四路分别对应四路编/解码器序号。本实施例提供的系统，通过采用具有QC-LDPC结构的时变周期LDPC卷积码进行前向纠错，由于QC-LDPC的校验矩阵由循环移位矩阵组成，而循环移位的校验特性又可大大降低校验的实现复杂度，且LDPC卷积码的性能优于LDPC分组码，而时变LDPC卷积码的性能又优于时不变LDPC卷积码，因此，不仅可以适用于高速光传输系统，还可满足高増益性能及高呑吐量的要求。需要说明的是上述实施例提供的前向纠错编、解码方法、装置及系统除了可以应用于高速光传输系统外，还可以用于其它既要求FEC性能，又要求高呑吐量，同时还限制FEC实现复杂度的系统中，本实施例不对具体的应用场景进行限定。另外，上述实施例提供的前向纠错编码装置在进行前向纠错编码时，前向纠错解码装置在进行前向纠错解码时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的前向纠错编、解码装置、前向纠错系统与对应的前向纠错编、解码方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。本发明实施例中的部分步骤，可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如光盘或硬盘等。 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种前向纠错编码方法，其特征在于，所述方法包括 根据传输系统性能、复杂度及码字同步对齐方式确定时变周期低密度奇偶校验LDPC卷积码的校验矩阵参数； 根据确定的所述校验矩阵参数构造准循环低密度奇偶校验QC-LDPC校验矩阵，并根据所述QC-LDPC校验矩阵得到时变周期LDPC卷积码的校验矩阵H。； 将待编码数据按照所述H。的要求进行分块，并根据所述H。对每个分块数据进行编码，得到多个LDPC卷积码码字； 将所述多个LDPC卷积码码字添加在数据帧中发送。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述根据传输系统性能、复杂度及码字同步对齐方式确定时变周期低密度奇偶校验LDPC卷积码的校验矩阵参数，具体包括 根据传输系统性能及复杂度确定R、T和Ms，所述R为码率，所述T为时变周期，所述Ms为所述H。中每个T内的子矩阵个数； 根据码字同步对齐方式确定每个码字块的长度C，并根据所述R和C确定校验位长度P ; 所述根据确定的所述校验矩阵参数构造准循环低密度奇偶校验QC-LDPC校验矩阵，并根据所述QC-LDPC校验矩阵得到时变周期LDPC卷积码的校验矩阵H。，具体包括 根据所述T、Ms、C和P构造预设围长的准循环QC-LDPC校验矩阵； 将所述QC-LDPC校验矩阵按列分割成Ms个子矩阵，按行分割成T个子矩阵，得到MS*T个子矩阵； 将所述MS*T个子矩阵按预设顺序填充到每个周期的MS*T个位置中，得到所述H。。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述将所述多个LDPC卷积码码字添加在数据帧中发送之前，还包括 在所述数据帧中添加标识信号，所述标识信号用于标识所述多个LDPC卷积码码字与所述H。的对应关系，使接收端根据所述标识信号识别所述多个LDPC卷积码码字与所述H。的对应关系，并根据所述HC对所述多个LDCP卷积码码字进行解码。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述数据帧中添加标识信号，具体包括 将所述数据帧的帧头FAS作为标识信号添加在所述数据帧中； 或者，将传输所述数据帧时使用的训练序列作为所述标识信号添加在所述数据帧中；或者，在所述数据帧中码字起始位置插入码字与所述Hc的对应关系标识，将插入的所述对应关系标识作为添加的标识信号。
5.一种前向纠错解码方法，其特征在于，所述方法包括 接收包含多个低密度奇偶校验LDPC卷积码码字的数据帧，所述多个LDPC卷积码码字根据时变周期LDPC卷积码的校验矩阵Hc编码得到，所述H。根据准循环低密度奇偶校验QC-LDPC校验矩阵得到； 获取编码得到所述多个LDPC卷积码码字时使用的所述H。，并确定所述多个LDPC卷积码码字与所述H。的对应关系，根据所述对应关系对所述多个LDPC卷积码码字进行解码。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述H。通过如下方式确定 根据传输系统性能及复杂度确定R、T和Ms，所述R为码率，所述T为时变周期，所述Ms为所述H。中每个T内的子矩阵个数； 根据码字同步对齐方式确定每个码字块的长度C，并根据所述R和C确定校验位长度P ; 根据所述T、Ms、C和P构造预设围长的准循环QC-LDPC校验矩阵； 将所述QC-LDPC校验矩阵按列分割成Ms个子矩阵，按行分割成T个子矩阵，得到MS*T个子矩阵； 将所述MS*T个子矩阵按预设顺序填充到每个周期的MS*T个位置中，得到所述H。。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定所述多个LDPC卷积码码字与所述H。的对应关系，包括 对所述多个LDPC卷积码码字进行移位，每移位一次计算一次伴随式S = 直至满足校验关系的个数最多时，得到所述多个LDPC卷积码码字与所述H。的对应关系，所述r为包含所述多个LDPC卷积码码字的码流。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述数据帧中添加了标识信号，所述标识信号用于标识所述多个LDPC卷积码码字与所述H。的对应关系； 所述确定所述多个LDPC卷积码码字与所述H。的对应关系，包括 识别所述数据帧中添加的标识信号，根据所述标识信号确定所述多个LDPC卷积码码字与所述H。的对应关系。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述标识信号为所述数据帧的帧头FAS，所述识别所述数据帧中添加的标识信号，根据所述标识信号确定所述多个LDPC卷积码码字与所述Hc的对应关系，包括 识别所述数据帧的帧头FAS，根据所述数据帧的帧头FAS确定所述多个LDPC卷积码码字与所述H。的对应关系； 或者， 所述标识信号为传输所述数据帧时使用的训练序列，所述识别所述数据帧中添加的标识信号，根据所述标识信号确定所述多个LDPC卷积码码字与所述H。的对应关系，包括 识别所述传输所述数据帧时使用的训练序列，根据所述训练序列识别所述多个LDPC卷积码码字与所述H。的对应关系； 或者， 所述标识信号为在所述数据帧中码字起始位置插入的码字与所述H。的对应关系标识，所述识别所述数据帧中添加的标识信号，根据所述标识信号确定所述多个LDPC卷积码码字与所述H。的对应关系，包括 识别所述码字与所述H。的对应关系标识，根据所述对应关系标识确定所述多个LDPC卷积码码字与所述H。的对应关系。
10.一种前向纠错编码装置，其特征在于，所述装置包括 确定模块，用于根据传输系统性能、复杂度及码字同步对齐方式确定时变周期低密度奇偶校验LDPC卷积码的校验矩阵参数； 构造模块，用于根据所述确定模块确定的所述校验矩阵参数构造准循环低密度奇偶校验QC-LDPC校验矩阵，并根据所述QC-LDPC校验矩阵得到时变周期LDPC卷积码的校验矩阵Hc;编码模块，用于将待编码数据按照所述构造模块得到的Hc的要求进行分块，井根据所述H。对每个分块数据进行编码，得到多个LDPC卷积码码字； 发送模块，用于将所述编码模块编码得到的多个LDPC卷积码码字添加在数据帧中发送。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定模块，具体包括 第一确定单元，用于根据传输系统性能及复杂度确定R、T和Ms，所述R为码率，所述T为时变周期，所述Ms为所述H。中每个T内的子矩阵个数； 第二确定单元，用于根据码字同步对齐方式确定每个码字块的长度C ； 第三确定单元，用于根据所述第一确定单元确定的R和所述第二确定单元确定的C确定校验位长度P ； 所述构造模块，具体包括 构造单元，用于根据所述确定模块确定的T、MS、C和P构造预设围长的准循环QC-LDPC校验矩阵； 分割単元，用于将所述构造单元构造的QC-LDPC校验矩阵按列分割成Ms个子矩阵，按行分割成T个子矩阵，得到MS*T个子矩阵； 填充单元，用于将所述分割単元分割的MS*T个子矩阵按预设顺序填充到每个周期的MS*T个位置中，得到所述Hc。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括 添加模块，用于在所述发送模块发送的数据帧中添加标识信号，所述标识信号用于标识所述多个LDPC卷积码码字与所述Hc的对应关系，使接收端根据所述标识信号识别所述多个LDPC卷积码码字与所述H。的对应关系，井根据所述H。对所述多个LDCP卷积码码字进行解码。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述添加模块，具体用于将所述数据帧的帧头FAS作为标识信号添加在所述数据帧中；或者，将传输所述数据帧时使用的训练序列作为所述标识信号添加在所述数据帧中；或者，在所述数据帧中码字起始位置插入码字与所述H。的对应关系标识，将插入的所述对应关系标识作为添加的标识信号。
14.ー种前向纠错解码装置，其特征在于，所述装置包括 接收模块，用于接收包含多个低密度奇偶校验LDPC卷积码码字的数据帧，所述多个LDPC卷积码码字根据时变周期LDPC卷积码的校验矩阵H。编码得到，所述H。根据准循环低密度奇偶校验QC-LDPC校验矩阵得到； 获取模块，用于获取编码得到所述多个LDPC卷积码码字时使用的所述H。； 确定模块，用于确定所述接收模块接收到的数据帧中的多个LDPC卷积码码字与所述获取模块获取到的H。的对应关系； 解码模块，用于根据所述确定模块确定的对应关系对所述多个LDPC卷积码码字进行解码。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述确定模块，包括 移位単元，用于对所述多个LDPC卷积码码字进行移位； 计算单元，用于所述移位单元每移位一次计算一次伴随式S = ι·*ΗΛ直至满足校验关系的个数最多时，得到所述多个LDPC卷积码码字与所述H。的对应关系，所述r为包含所述多个LDPC卷积码码字的码流。
16.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述接收模块接收到的数据帧中添加了标识信号，所述标识信号用于标识所述数据帧中码字起始位置、对应所述Hc矩阵的层数以及编码数据流的路数； 所述确定模块，包括 识别单元，用于识别所述接收模块接收到的数据帧中添加的标识信号； 确定单元，用于根据所述识别単元识别出的标识信号确定所述多个LDPC卷积码码字与所述H。的对应关系。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述标识信号为所述数据帧的帧头FAS，所述识别単元，用于识别所述数据帧的帧头FAS ;所述确定単元，用于根据所述识别单元识别出的数据帧的帧头FAS确定所述多个LDPC卷积码码字与所述H。的对应关系； 或者， 所述标识信号为传输所述数据帧时使用的训练序列，所述识别単元，用于识别所述传输所述数据帧时使用的训练序列；所述确定単元，用于根据所述识别単元识别出的训练序列识别所述多个LDPC卷积码码字与所述H。的对应关系； 或者， 所述标识信号为在所述数据帧中码字起始位置插入的码字与所述H。的对应关系标识，所述识别単元，用于识别所述码字与所述H。的对应关系标识；所述确定単元，用于根据所述识别单元识别出的对应关系标识确定所述多个LDPC卷积码码字与所述H。的对应关系。
18.ー种前向纠错系统，其特征在于，所述系统包括前向纠错编码装置和前向纠错解码装置； 所述前向纠错编码装置如所述权利要求10至13中任ー权利要求所述的前向纠错编码装置； 所述前向纠错解码装置如所述权利要求14至17中任ー权利要求所述的前向纠错解码装置。
19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述前向纠错编码装置和所述前向纠错解码装置为一至多个。
全文摘要
本发明公开了一种前向纠错编、解码方法、装置及系统，属于通信领域。方法包括根据传输系统性能、复杂度及码字同步对齐方式确定时变周期LDPC卷积码的校验矩阵参数，并根据确定的校验矩阵参数构造QC-LDPC校验矩阵，并根据QC-LDPC校验矩阵得到时变周期LDPC卷积码的校验矩阵HC；将待编码数据按照HC的要求进行分块，并根据HC对每个分块数据进行编码，得到多个LDPC卷积码码字；将多个LDPC卷积码码字添加在数据帧中发送。本发明通过采用具有QC-LDPC结构的时变周期LDPC卷积码进行前向纠错，由于QC-LDPC的校验特性可降低校验的复杂度，且LDPC卷积码的性能优于LDPC分组码，而时变LDPC卷积码的性能又优于时不变LDPC卷积码，因此，可以适用于高速光传输系统，满足高增益性能和高吞吐量的要求。
文档编号H04L1/00GK102687445SQ201180004322
公开日2012年9月19日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者喻凡, 常德远, 肖治宇 申请人:华为技术有限公司