用于实施软判决里德所罗门解码来改进电缆调制解调器和电缆网关性能的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本公开设及用于实施软判决里德所罗口巧eed-Solomon，R巧解码方案、技术或算 法来改进电缆调制解调器和电缆网关中的物理层性能的系统和方法。
【背景技术】
[0002] 近年来先进通信技术中的很多工作（特别强调更高的数据速率和传输速度）集中 于无线技术传输和接收中的改进上。电缆网关和电缆调制解调器的通信能力和容量W及该 些组件中所覆盖的技术中的相应的改进仍然是重要的甚至是关键的。考虑到针对包括贯穿 结构内部的分散无线网络的诸如独立住宅房屋之类的独立结构，贯穿结构所部署的无线调 制解调器或调制解调器很可能作为供数据到达结构（然后数据贯穿结构被无线地散布）的 数据传输介质被连接到同轴电缆。关于该方面，电缆主干（通常包括光纤和同轴电缆的一 些组合（混合光纤/同轴电缆系统））构成整个宽带网络系统的显著的和同样重要的一部 分。在混合光纤/同轴电缆系统中，光纤传输电缆构成电缆主干的显著部分，但到独立结构 和到该些结构内所部署的一个或多个无线调制解调器的连接通常使用同轴电缆被做出。
[0003] 电缆数据传输被定义的标准是电缆数据服务接口规范或DOCSIS。DOCSIS是国际 电信标准，其允许在其它技术中高速数据传送加入到现有电缆电视（CATV)系统中。DOCSIS 例如被很多电缆电视运营商采用来在现有的混合光纤/同轴电缆系统和网络基础设施上 提供互联网接入。因此，DOCSIS定义了机制，通过该机制数据在电缆传输线路上被传输到 独立结构和该些结构可W覆盖的设备和接入点。
[0004] 关于物理层规范的DOCSIS3. 0标准在2011年11年17日被发布在它的最新修订 版中（第一次修订版在2006年8月4日被颁布）。DOCSIS3. 0通常是规范修订版，其实现 了显著增加的传输速度并且引入了对互联网协议第6版（IPv6)的支持。基于DOCSIS标准 的欧洲和亚洲中的当前电缆系统使用国际电信联盟建议J.83附录AQTU-TJ83-A)中所定 义的物理层。该标准是基于单载波正交幅度调制（QAM)和6MHz、7MHz或8MHz的物理层信 道带宽。DOCSIS的当前版本指定64级或256级QAM化4-QAM或256-QAM)被用于下行数据 传输的调制。QAM表示数字数据在同轴电缆上被传输的格式。
[0005] DOCSIS架构包括两个主要的组件；位于终端用户结构处的电缆调制解调器（CM) 和位于例如CATV头端处的电缆调制解调器终端系统（CMT巧。支持点播节目的电缆系统使 用混合光纤/同轴电缆系统。光纤线路将数字信号带到系统中的节点，在此它们在同轴干 线上被转换为RF信道和调制解调器信号。DOCSIS正在探索进一步增加由同轴电缆干线运 载的比特速率的机制。
[0006] 在编码理论中，里德-所罗口巧巧编码通常被理解为包含非二进制循环误差校正 码，包括导出码来检测和纠正多个随机符号错误。RS编码产生了有效的解码算法。RS编码 已经在诸如CD、DVD、藍光光盘之类的消费电子产品中发现了重要的应用。然而，它们在设 及诸如D化和WiMAX之类的数据传输技术的应用、在设及诸如DVB和ATSC之类的广播系统 的应用w及在某些计算机应用中是同样重要的。
【附图说明】
[0007] 根据本公开，用于实施软RS解码方案、技术或算法来改进电缆调制解调器和电缆 网关中的物理层性能的所公开的系统和方法的各种示例实施例将参照下面的附图被详细 描述，其中：
[0008] 图1示出了包括RS解码的典型硬判决前向误差校正模块的简单示意图；
[0009] 图2根据本公开示出了包含软RS解码方案的示例软判决前向误差校正模块的简 单示意图；
[0010] 图3示出了被用于1024-QAM调制的典型10位QAM符号；
[0011] 图4示出了针对差分解码和可用于根据本公开的系统和方法的QAM符号到RS符 号映射的示例方案；
[0012] 图5根据本公开示出了来自包括软RS解码方案的元件的说明的32乘32网格的 1024-QAM的星座的示例单个网格正方形；
[0013] 图6根据本公开示出了用于实施软RS解码方案、技术或算法来改进电缆调制解调 器和电缆网关中的物理层性能的示例系统的框图；
[0014] 图7根据本公开示出了用于实施软RS解码方案、技术或算法来改进电缆调制解调 器和电缆网关中的物理层性能的示例方法的流程图。
【具体实施方式】
[00巧]如上所述，基于ITU-TJ83-A标准的QAM调制被广泛用作通常用8Mhz的带宽进 行操作的欧洲DOCSIS电缆调制解调器和网关的物理层。根据该标准的最大QAM星座是 256-QAM。随着对于增加的数据速率的推动，电缆运营商已经努力将此扩展到1024-QAM来 实现容量的显著的增加。然而，与该增加相称的是对于对例如大约35地来说相对高的信噪 比（SNR)的相应的需求。
[0016] 在1024-QAM处提供接收器将是的有利的实施方式，其中该SNR需求可W被减少。 任何减少将可能被视为更有吸引力的并且擅染系统设计更实际。甚至1地减少都将松弛针 对包括调谐器的系统中的其它组件的设计考虑和规范。
[0017] 所公开的系统和方法的示例实施例可W提供软RS符号生成方案、技术和/或算法 来使得被连接到QAM解调器的前向误差校正O^EC)模块中的软输入RS解码成为可能。
[0018] 示例实施例可W在传统硬RS解码上实现SNR需求中超过1地的减少。
[0019] 示例实施例可W在无显著复杂的硬件或处理开销的情况下被实施。实施所公开的 方案的FEC模块中的典型的接收器硬件需求例如在大约50K口的量级可能是比较适度的。
[0020] 示例实施例因此可W提供相对低成本的方案，通过该方案来显著改进产品性能 和在非常有竞争的技术领域和市场中的竞争优势。模拟已经证明产生1地的性能增益， DOCSIS准无误（犯巧误码率炬ER)为1.Oe-8。针对犯FB邸低得多（< 1.Oe-10)的数字 视频应用，性能增益被期待远高于1地。在实施例中，即使在1.Oe-8邸R，性能增益可W通过 附加的候选解码被进一步增加。
[002U示例实施例（虽然参照1024-QAM星座和8位/符号（GF巧s])RS解码器被开发， 可能适用于数字电缆中的特定应用）可w具有更广泛的适用性。本领域的技术人员认识到 本公开的情境中所使用的指定"GF巧8]"设及有限域，有限域是具有有限域阶或元件数量的 域，其被称为伽罗瓦域。有限域的阶通常是素数或素数的幕，在该情况下是28。在实施例中， 对使用任何RS符号尺寸、具有或不具有差分解码的几乎任何QAM调制的适应性是预期的。
[0022] 所公开系统和方法的该些和其它特征W及优势被描述在示例实施例的下面的详 细描述中或从示例实施例的下面的详细描述中是显而易见的。
[0023] 所公开的系统和方法可W实施从QAM符号中指定提取的候选RS符号和它们的对 数似然比（LLR)的方案。该些RS符号和LLR可W被软判决FEC方案或模块采用来有效地 降低电缆调制解调器或电缆网关系统中的SNR需求。如上面所简要指出的，所公开的方案 按数字电缆通信所要求的参照1024-QAM星座和8位/符号（GF巧s])RS解码器被开发。所 公开的方案因此可能特别适合该样的应用。为了所公开的实施例的单个实施方式的清楚、 简明和理解，对1024-QAM星座和8位/符号佑F巧s])RS解码器中的一个或两个的参照将 贯穿该公开被使用。然而，该些参照应该被视为仅是示例的并且不W任何方式限于所公开 的系统和方法。更具体地，用于实施软判决FEC的所公开的方案可W同样适用于使用具有 QAM子载波、具有任何RS符号尺寸和具有或不具有差分解码的任何QAM调制或任何OFDM调 制的系统和设备。
[0024] 对例如任何特定的W网关为中屯、或W调制解调器为中屯、的系统或设备的特定的 参照也应该被理解为仅是示例的并且不W任何方式限于包括任何特定的电缆网关和/或 电缆调制设备的任何特定类别的设备。根据本公开的系统和方法可能特别适合被托管在电 缆主干上（包括可W提供例如到结构中的电缆调制解调器的同轴连接的混合光纤/同轴电 缆主干），但不应该被视为限于仅该样的实施方式、系统或设备。
[0025] 所公开的系统和方法的单独的特征和优势将在随后的描述中被提出，并且从描述 中将是至少部分明显的，或者可W通过本公开中所描述的特征的实践来学习。根据本公开 的系统和方法的特征和优势可W通过单独的元件和该些元件的组合来实现和获得，正如附 加的权利要求中所特别指出的。虽然讨论了特定的实施方式，但应该理解的是如上面所详 述的该样做仅是为了清楚和说明的目的。相关领域的技术人员将认识到，在不脱离本公开 的主题的精神和范围的情况下，可W使用其它组件和配置。
[0026] 在所公开的系统和方法中，在生成具有精确的化R的候选符